孚能科技 | 用户需求导向下的三种动力电池解决方案--孚能科技 Farasis Energy
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孚能科技 | 用户需求导向下的三种动力电池解决方案
2021年06月15日
“用户需求决定未来动力电池的技术发展方向”
——王瑀博士
 
       6月10-12日,2021第十三届中国汽车蓝皮书论坛在安徽合肥举行,以下是孚能科技董事长王瑀博士的主题演讲内容(整理)。
 


       汽车电动化是
实现“双碳”目标的重要先手

       2020年9月,习近平总书记在第75届联合国大会上提出了“30-60“政策:中国承诺在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。为将全球气温上升幅度控制在2℃内,预计2045年前全球碳排放额度总量不能超过10000亿吨,然而据了解,自工业革命以来,全世界共排放已超5000亿吨二氧化碳,因此,当前给我们留下的窗口只有5000亿吨。
 
       根据前期全球碳排放统计数据显示,交通出行领域是碳排放的主要大户之一,同时也是碳减排的主要变革领域。因此,汽车全面的电动化是力争提前实现碳达峰和碳中和目标的重要先手。在发展新能源汽车以来,中国乘用车全生命周期碳排放量不断下降,据统计,2015年到2019年已排放下降9%,到2030年预计排放还要继续下降19%。

       六类核心用户需求定义用车用电之先手
 
       在新能源汽车高速增长下,孚能科技通过对新能源汽车的用户分析和洞察,主要分成六类人群,分别为晚晴一族、经适青年、小康之家、稳健中产、潮流先锋和体面精英,这六类核心人群从用车到用电,在续航里程、充电速度、工况条件、智能体验、经济成本等方面,有着不同的需求。
 
       晚晴一族和经适青年主要以日常代步为主,续航里程的需求相对较低,对价格比较敏感。而小康家庭和稳健中产对续航里程、充电速度、智能体验等各方面的要求比较适中,追求高性价比之选;作为对于极致体验、精致生活的代表,潮流先锋和体面精英这两类族群对新能源汽车从外观到性能要求非常高,反而对于价格不是特别敏感。

       三种方案技术储备适应未来五年行业发展



       围绕这六类人群对市场用车用电的不同需求,孚能科技制定和储备了三种动力电池技术解决方案,来满足当下及未来五年终端用户和整车客户在电池方面的需求:
 
       1、成本领先解决方案
       满足晚晴一族和经适青年低成本的购买和使用需求
 
       作为主要代步功能,续航里程一般不超过300公里;从动力电池技术方案来看,2019年前,基本上是以磷酸铁锂和三元电池为主,快充大约40分钟,电池的能量密度大约为150-260Wh/kg。
 
       2021-2023年
       从2021年开始,由于用户群对安全及成本的要求,磷酸铁锂越来越被重视;2021-2023年,孚能科技认为镍锰酸锂即将出现,将与磷酸铁锂进行抗衡

       2023-2025年
       孚能科技预测:镍锰酸锂将成为主流,磷酸铁锂将会成为一个补充性解决方案。未来,能量密度由于镍锰的导入,会迅速增加到250Wh/kg以上,除此之外,续航里程、充电等方面基本上会保持一致

       2、均衡智选解决方案
       满足小康之家和稳健中产对性价比的需求

       该群体主要是为了满足日常通勤和短途出行需求,续航需求为400-500公里,电量大约在50-75KWh。2019年前,动力电池化学体系以三元中镍/石墨为主,能量密度大约是220-260Wh/kg。
 
       2021-2023年
       由于磷酸铁锂技术的进步,加工能力逐渐增强,使体积能量密度迅速增加

       2023-2025年
       孚能科技认为三元中镍、高电压会成为优质、高性能、快充的解决方案,能量密度达到200-300Wh/kg,由于用户对成本敏感的需求,相信低镍高电压的三元体系将会逐渐渗入,伴随着我们国家充电桩能力的增强,充电速率将会降到25分钟以下

       3、极致体验解决方案
       满足潮流先锋和体面精英高效出行与品质生活需求
 
       极致体验方案的群体续航需求为600-800公里,电量大约在75-120 KWh。2019年之前,动力电池基本上以高镍811为主的技术方案,能量密度为250-285 Wh/kg,快充大约40分钟。
 
       孚能科技自2017年开始就为极致体验的用户开发超豪华车型的动力电池产品,电池能量密度达到285Wh/kg,2021年已进入到大规模产业化阶段。
 
       提及高镍,很多人对该体系的安全有一定的顾虑,一方面,孚能科技已开发出三元中镍高电压解决方案,目前该中镍高电压解决方案可达到285-300Wh/kg,同时可以解决高续航要求。另一方面,高镍体系和三元体系在大电量情况下的安全问题,将会在孚能科技的半固态电池投入市场后得到妥善解决。
 
       2021-2023年
       电池能量密度会达到285-300Wh/kg
       续航里程为600-800公里
       充电速度提到30-40分钟

       2023-2025年
       下一代产品的要求会更加轻量化,体积更小,续航里程更长,体验更加极致;中镍和高镍依然是主要的正极解决方案,负极导入硅碳-石墨,电池将采用半固态电池来解决安全问题,续航里程达到600-1000公里,能量密度为310-350 Wh/kg,快充在20-30分钟

       动力电池的未来:安全、智能、高效、灵巧
 
       孚能科技经过二十年的锂电耕耘和沉淀,目前已达到285Wh/kg的电池量产,具备330Wh/kg的产业化阶段的电池技术,储备了400Wh/kg高能量密度电池技术,持续研发更小巧、更轻便的动力电池,持续减轻整车重量,使整车从造型到操控性能等方面更加适合未来极致用户更高的要求。
 
       此外,围绕高能量密度电池的安全性,孚能科技的研发团队在电池形态、体系方面做了大量工作,2021年起导入半固态软包电池第一代,随后导入第二代、第三代,未来将导入全固态软包动力电池。
 
       随着用户对未来车型更多个性化的需求,动力电池的平台化对于整车尤为重要,通过多样的电芯堆叠方式,实现超矮包络、异形设计,最大化提升乘用舱空间;与此同时,通过电芯体系迭代、成组方式优化,孚能科技的电池可满足从轿跑、SUV到MPV等不同车型配置的需求。而且,这样的解决方案可使整体开发成本降到最低,使普遍适用性达到最高,生命周期能够更长,未来使电池的价格真正降下来。
 
       高效出行离不开智能电池的保驾护航。安全是多维度、多方面的议题,动力电池的制造、使用边界都会直接影响到电池安全。孚能科技开发了具备AI功能的电池管理系统,实现实时监控、早期预警,通过大数据的云服务分析以及一体集成化、无线BMS等智能服务,将安全隐患扼杀在萌芽状态。

       未来,孚能科技坚信动力电池安全是基础,智能是抓手,高效是目的,灵巧适配是特色。