萬向一二三石先興：萬向一二三動力電池產品開發與布局
圖為萬向一二三石先興在CBIS2018“鋰想”峰會上發表主題演講
戳此進入峰會官方專題，了解更多會議信息：“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)
2018年11月8日，以“新時代·破而立：前行中的產業轉折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開幕。萬向一二三股份公司企業戰略管理部產品管理高級經理石先興在峰會上發表主題演講，以下為主題演講內容。
萬向一二三石先興：
尊敬的吳院士，尊敬的各位來賓，大家早上好！非常感謝張女士的邀請，由我來給大家介紹一下萬向在48伏電源開發的情況。報告分三個部分，首先是我們企業簡要的介紹，第二部分是我們48伏目前開發的產品介紹，以及下一代產品開發的技術儲備情況。
首先是企業的介紹，萬向1999年開始開發電池，2013年收購美國A123，美國A123是高功率電池的開發企業，目前萬向致力于動力電池以及儲能系統用的電池開發，當前我們保持一個全球的布局，員工總人數超過兩千余人，A123在美國密歇根，在杭州有基地，在歐洲斯圖加特有面向歐洲客戶的售后以及市場的拓展點，最后在捷克有一個面向東歐客戶的模組和系統的制造基地。這邊是我們波士頓在研發中心的一個情況，A123在鼎盛時期有差不多100余人，當前我們這個地方的員工總人數超過200人，其中有超過100名美國本土的工程師和專家。實驗室當前有三層的一個樓房，總共有九千平米世界級的領先的實驗室，有機會歡迎大家去交流。
此外，我們非常注重跟美國的一些頂級的科研院所以及公司保持密切的技術開發的合作，這是電池開發的方向，分為兩個方向，第一是A123的重點，圍繞自主的知識產權我們稱為超級納米磷酸鐵鋰來開發，它的應用包括像混合動力電池，包括48伏以及12伏的鋰離子電池的啟停系統。此外，高比能采用了三元體系，它的應用包括EV和PHEV，我們之所以采用兩個方向，是滿足不同全球的主機廠包括傳統主機廠和新能源主機廠不同層次的產品需求和服務。
我們知道在國務院《節能與新能源汽車發展規劃》提出，2020年當年生產的乘用車平均燃料消耗降至5升百公里，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計銷量超過五百萬輛，電動汽車全面替代傳統汽車不是太現實的，我們比較務實的做法還是采用多元化的產品組合，比如發展混合動力以及微混系統，跟新能源汽車一道組成多元化的產品組合，比較接近于市場真實的需求和用戶的需求。
其中48伏的系統，我們認為是一個比較理想的產品。它連接起發動機的助力，跟純電動驅動之間的橋梁，尤其第一代48伏系統可以顯著油耗降低，以及二氧化碳排放的降低，另外第二代48伏有更高的能量和更高的輸出功率，它能夠支持更大的附加載荷以及驅動的功能。萬向一二三我們采用自主知識產權的納米磷酸鐵鋰的技術，當前這個技術是全球領先的。當前與第一代48伏系統與國內外中國和歐美有超過12家主機廠實現定點，有三家開始批量供貨。我們可以在當前截至到18年底，我們市場占有率48伏應該是全球第一。
當然法規我們認為是推動48伏應用的一個關鍵因素。特別是我們中國政府在補貼退坡之后，提出了燃油消耗值關鍵的指標。第一代48伏系統在中國市場仍然在未來幾年之內是一個主流的產品。當然現在隨著我們新技術的開發，有部分主機廠提出了下一代48伏系統的需求。我們相對應的有一個表，有一個預測值，在2021年前后中國市場第二代48伏系統逐漸配套。值得一提的是我們吉利汽車，吉利在自主品牌當中，研發技術方面做的很好，他用A123 48伏電源，裝在了博瑞GE上，進行了博瑞GE MHEV京滬極限之旅，一箱油挑戰1200公里，挑戰成功。通過搭載第一代48伏系統，實測節油率達到14.8%，是相當了不起的進展。48伏之前在歐美主機廠比較領先，國內第一款把它用到B級車的，像歐美是在歐洲在豪華車應用，吉利的確是在市場上是一個先驅者，做的非常優秀。
歐洲相對來說對環保的要求比中國更苛刻，2020年提出的碳排放要求每公里95克，我們對應的是105克，比中國更激進，右邊這張圖看到，針對48伏產品的開發，在2018年開始，48伏，確切的說2017年已經有車在跑。面對更苛刻的油耗需求，在48伏第二代的系統，它的未來需求量顯然是更大的。這邊是不同的主機廠對應的全球趨勢，我們有一個趨勢，電氣化時代，方向大家是不約而同提出來了。在這個背景下，一方面要發展新能源汽車，這是全世界各國的共識。同時針對市場實際的需求，我們認為混合動力應該也是一個很重要的方向。在1月份的會上，全國政協副主席萬鋼提出電氣化也是一種節能的產品組合，市場應該給予重點關注。
提到48伏的時候，很多人都很關心它的成本。很多人問我們，這個產品跟混合動力系統比起來怎么樣？成本怎么樣？這邊縱坐標是每套系統實際的經濟成本，橫坐標是節油率。對于混合動力系統，在最右上角那個指標，它的實測節油率在30%，對應的成本在2500美金，也就是說每節省1%的油耗，綜合成本是83美金。傳統的鉛酸電池、傳統的Start-stop鉛酸電池的節油率是3-5%，成本每節省1%的油耗在35美金，鉛酸電池的確有很大的成本優勢，節油率比較低的緣故，限制了它的應用。對應我們今天講的重點48伏，48伏對應的節油率，這是前兩年實驗室的數據，我們當時測的12%的節油率，節省1%的油耗是55美金，我們怎么兼顧油耗和成本，48伏和混合動力HEV還是有很大的經濟性的優勢。48伏具有混合HEV系統70%的功能，但是僅僅只需要30%的成本，從經濟角度分析，48伏還是有很大的優勢。
這邊是我們當前城市的點，是不同的主機廠他們針對具體的項目和車型開發的需求功率值，綠色的點是當前提供的萬向第一代6安時和8安時磷酸鐵鋰的電池解決方案。8安時可以達到主機廠的實際開發需要，我們第一代的技術主要是降低油耗，實測的節油率在12-15%。另外因為采用磷酸鐵鋰的技術，本身的安全以及它的功率密度以及它的循環壽命也是比較優異。
這邊是不同的工況下模擬的能量回饋的效果，我們知道在不同的工況之下，可能會有一定的區別。比如像基于NEDC的用了30年的，另外比較新的像WLTP，不同的工況，普遍在15千瓦第一代48伏系統，15千瓦功率的時候，基本可以做到最大限度的能量回收的效果。我們認為15千瓦是一個比較務實的，滿足絕大多數車企使用需求的一個功率。
這是我們第一代48伏系統產品的介紹，8安時的產品的功率放電10秒15千瓦，充電10秒16千瓦，達到了主機廠實際的產品開發需求。這款產品當然也是一個標準化的產品，在2018年8月份獲得了北美具有風向標美譽的大獎。第一代48伏電源基于CAN通訊，對網絡安全和基于ISO26262功能安全結合BSWMS，硬件、軟件及系統設計開發、IP67的防水，基于AUTOSAR軟件架構，達到了國家提出的OBDII相應的各項測試標準。
此外，電源當前已經獲得了全球12家主機廠的定點，其中有三家已經配套了，包括中國和歐洲的。這是我們下一代的48伏系統開發的情況，我們當前這張圖上看到的，我們當前的解決方案，6安時和8安時的產品，在下一代功率提到20-25千瓦，我們對應的需要增加它的功率值。功率值的方案，它主要是滿足了更高的節油率需求，對應更高的負載，包括啟停、能量回收、輔助功率的需求。此外支持插電的功能，18安時的產品，當前已經開始評測。這邊是我們不同的解決方案，市場上每家主機廠它的車型有乘用車，也有SUV，包括商用車，不同的車型有不同的需求，我們對應它的功率值，我們提出不同的解決方案。基于我們自己的超級磷酸鐵鋰的專利基礎上，我們提出了不同的產品設計方案。
提到48伏的時候，很多人可能會問一個問題，市場上提高功率的時候，鈦酸鋰行不行，三元行不行，為什么一定要磷酸鐵鋰？這里我們提到了，從PACK的體積、安全、壽命、功率和它的成本綜合的考量，我們綜合對比，比如存儲，鈦酸鋰的電壓偏低，要48伏的話需要19片電芯，三元需要12片電芯，磷酸鐵鋰只需要14片電芯，48伏關鍵是功率，三元材料本身它的材料很難做到納米級比較穩定的使用，它的內阻是更高，它帶來的直接問題它的發熱量更大。鈦酸鋰它的功率密度必須比鐵鋰稍微高一點。作為循環壽命角度來講，三元本身的內阻偏大，它的功率并不是最優的，對應的成本相應的增加。另外一個，A123和我們超級磷酸鐵鋰和鈦酸鋰比較極端的高溫和低溫的時候也有它的優勢。最后就是安全，雖然48伏只有14片電芯，我們也是把它按照當前國家高安全要求來對待的，相對來說，三元它的挑戰是比較大的。
關于下一代48伏不同的需求，我們也分析了主機廠它提出了產品的開發，比如第一個，基于整車它的安全策略，第二，它的冷卻。更高的功率輸出，用它的更高的發熱量，比如PACK架構我們采用被動冷卻，不需要加任何防護系統。更高功率的時候，需要更高的發熱量，需要液冷或者制冷劑的冷卻，甚至更高功率的時候，你得考慮這個器件的組合。關于48伏的啟動機，比如很多人也在考慮是不是可以考慮替換12伏的鉛酸，可能這是一個方向。但是在當前12伏的鉛酸電池的啟動機的應用，我們認為除非是經過百萬臺甚至上千萬臺的實測應用之后，才有可能替換12伏。至少在當前我們還是保持一個相對比較謹慎的態度。
下一代48伏技術的難點給大家做一個分享，下一代可以考慮DC/DC的集成。剛才提到了，是不是可以加大替換12伏的驗證。這一頁簡要介紹一下萬向的創新聚能城的計劃，剛才我一提到萬向的時候，這些年我們做了很多市場布局，包括技術的儲備。我們也非常關心市場的應用開發，比如這里規劃了創新聚能城在杭州灣區，我們占地10平方公里，投資整個是2000億，三期，一期是圍繞著動力電池，這邊動力電池我們計劃產能是80GWh，對應的總投資是600億人民幣。其中我們這邊計劃在江邊還有一塊地，計劃建一個國際動力電池在杭州建一個創新中心，我們希望能夠吸引國內外先進的團隊來進行聯合的技術合作，作出更好的產品，來服務下一代主機廠的需求。
最后是一個小結，我們完整的產品布局，高能量和高功率，一個核心的目的還是為了滿足主機廠不同產品的多元化需求。我們通過傳統的燃油車上的48伏系統開發自主的核心超級納米磷酸鐵鋰技術，我們得到一些啟發，高比能的電芯開發，我們特別強調高安全，怎么通過安全一個很核心的技術突破，來實現電池的可靠性。下一代48伏系統圍繞碳排放的目標，也有很多的技術門檻。更關鍵的，你要提供多元化的產品方案，針對多元化的市場需求。我的報告主要就是這些，謝謝大家。
（根據嘉賓現場演講整理，未經本人審閱）
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