万向一二三动力电池产品开发与布局

2018年11月8日，以“新时代·破而立：前行中的产业转折之路”为主题的“锂想”2018第三届动力电池应用国际峰会(CBIS2018)在北京兴基伯尔曼饭店开幕。万向一二三股份公司企业战略管理部产品管理高级经理石先兴在峰会上发表主题演讲，以下为主题演讲内容。

万向一二三石先兴：

尊敬的吴院士，尊敬的各位来宾，大家早上好！非常感谢张女士的邀请，由我来给大家介绍一下万向在48伏电源开发的情况。报告分三个部分，首先是我们企业简要的介绍，第二部分是我们48伏目前开发的产品介绍，以及下一代产品开发的技术储备情况。

首先是企业的介绍，万向1999年开始开发电池，2013年收购美国A123，美国A123是高功率电池的开发企业，目前万向致力于动力电池以及储能系统用的电池开发，当前我们保持一个全球的布局，员工总人数超过两千余人，A123在美国密歇根，在杭州有基地，在欧洲斯图加特有面向欧洲客户的售后以及市场的拓展点，最后在捷克有一个面向东欧客户的模组和系统的制造基地。这边是我们波士顿在研发中心的一个情况，A123在鼎盛时期有差不多100余人，当前我们这个地方的员工总人数超过200人，其中有超过100名美国本土的工程师和专家。实验室当前有三层的一个楼房，总共有九千平米世界级的领先的实验室，有机会欢迎大家去交流。

此外，我们非常注重跟美国的一些顶级的科研院所以及公司保持密切的技术开发的合作，这是电池开发的方向，分为两个方向，第一是A123的重点，围绕自主的知识产权我们称为超级纳米磷酸铁锂来开发，它的应用包括像混合动力电池，包括48伏以及12伏的锂离子电池的启停系统。此外，高比能采用了三元体系，它的应用包括EV和PHEV，我们之所以采用两个方向，是满足不同全球的主机厂包括传统主机厂和新能源主机厂不同层次的产品需求和服务。

我们知道在国务院《节能与新能源汽车发展规划》提出，2020年当年生产的乘用车平均燃料消耗降至5升百公里，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计销量超过五百万辆，电动汽车全面替代传统汽车不是太现实的，我们比较务实的做法还是采用多元化的产品组合，比如发展混合动力以及微混系统，跟新能源汽车一道组成多元化的产品组合，比较接近于市场真实的需求和用户的需求。

其中48伏的系统，我们认为是一个比较理想的产品。它连接起发动机的助力，跟纯电动驱动之间的桥梁，尤其第一代48伏系统可以显著油耗降低，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输出功率，它能够支持更大的附加载荷以及驱动的功能。万向一二三我们采用自主知识产权的纳米磷酸铁锂的技术，当前这个技术是全球领先的。当前与第一代48伏系统与国内外中国和欧美有超过12家主机厂实现定点，有三家开始批量供货。我们可以在当前截至到18年底，我们市场占有率48伏应该是全球第一。

当然法规我们认为是推动48伏应用的一个关键因素。特别是我们中国政府在补贴退坡之后，提出了燃油消耗值关键的指标。第一代48伏系统在中国市场仍然在未来几年之内是一个主流的产品。当然现在随着我们新技术的开发，有部分主机厂提出了下一代48伏系统的需求。我们相对应的有一个表，有一个预测值，在2021年前后中国市场第二代48伏系统逐渐配套。值得一提的是我们吉利汽车，吉利在自主品牌当中，研发技术方面做的很好，他用A12348伏电源，装在了博瑞GE上，进行了博瑞GEMHEV京沪极限之旅，一箱油挑战1200公里，挑战成功。通过搭载第一代48伏系统，实测节油率达到14.8%，是相当了不起的进展。48伏之前在欧美主机厂比较领先，国内第一款把它用到B级车的，像欧美是在欧洲在豪华车应用，吉利的确是在市场上是一个先驱者，做的非常优秀。

欧洲相对来说对环保的要求比中国更苛刻，2020年提出的碳排放要求每公里95克，我们对应的是105克，比中国更激进，右边这张图看到，针对48伏产品的开发，在2018年开始，48伏，确切的说2017年已经有车在跑。面对更苛刻的油耗需求，在48伏第二代的系统，它的未来需求量显然是更大的。这边是不同的主机厂对应的全球趋势，我们有一个趋势，电气化时代，方向大家是不约而同提出来了。在这个背景下，一方面要发展新能源汽车，这是全世界各国的共识。同时针对市场实际的需求，我们认为混合动力应该也是一个很重要的方向。在1月份的会上，全国政协副主席万钢提出电气化也是一种节能的产品组合，市场应该给予重点关注。

提到48伏的时候，很多人都很关心它的成本。很多人问我们，这个产品跟混合动力系统比起来怎么样？成本怎么样？这边纵坐标是每套系统实际的经济成本，横坐标是节油率。对于混合动力系统，在最右上角那个指标，它的实测节油率在30%，对应的成本在2500美金，也就是说每节省1%的油耗，综合成本是83美金。传统的铅酸电池、传统的Start-stop铅酸电池的节油率是3-5%，成本每节省1%的油耗在35美金，铅酸电池的确有很大的成本优势，节油率比较低的缘故，限制了它的应用。对应我们今天讲的重点48伏，48伏对应的节油率，这是前两年实验室的数据，我们当时测的12%的节油率，节省1%的油耗是55美金，我们怎么兼顾油耗和成本，48伏和混合动力HEV还是有很大的经济性的优势。48伏具有混合HEV系统70%的功能，但是仅仅只需要30%的成本，从经济角度分析，48伏还是有很大的优势。

这边是我们当前城市的点，是不同的主机厂他们针对具体的项目和车型开发的需求功率值，绿色的点是当前提供的万向第一代6安时和8安时磷酸铁锂的电池解决方案。8安时可以达到主机厂的实际开发需要，我们第一代的技术主要是降低油耗，实测的节油率在12-15%。另外因为采用磷酸铁锂的技术，本身的安全以及它的功率密度以及它的循环寿命也是比较优异。

这边是不同的工况下模拟的能量回馈的效果，我们知道在不同的工况之下，可能会有一定的区别。比如像基于NEDC的用了30年的，另外比较新的像WLTP，不同的工况，普遍在15千瓦第一代48伏系统，15千瓦功率的时候，基本可以做到最大限度的能量回收的效果。我们认为15千瓦是一个比较务实的，满足绝大多数车企使用需求的一个功率。

这是我们第一代48伏系统产品的介绍，8安时的产品的功率放电10秒15千瓦，充电10秒16千瓦，达到了主机厂实际的产品开发需求。这款产品当然也是一个标准化的产品，在2018年8月份获得了北美具有风向标美誉的大奖。第一代48伏电源基于CAN通讯，对网络安全和基于ISO26262功能安全结合BSWMS，硬件、软件及系统设计开发、IP67的防水，基于AUTOSAR软件架构，达到了国家提出的OBDII相应的各项测试标准。

此外，电源当前已经获得了全球12家主机厂的定点，其中有三家已经配套了，包括中国和欧洲的。这是我们下一代的48伏系统开发的情况，我们当前这张图上看到的，我们当前的解决方案，6安时和8安时的产品，在下一代功率提到20-25千瓦，我们对应的需要增加它的功率值。功率值的方案，它主要是满足了更高的节油率需求，对应更高的负载，包括启停、能量回收、辅助功率的需求。此外支持插电的功能，18安时的产品，当前已经开始评测。这边是我们不同的解决方案，市场上每家主机厂它的车型有乘用车，也有SUV，包括商用车，不同的车型有不同的需求，我们对应它的功率值，我们提出不同的解决方案。基于我们自己的超级磷酸铁锂的专利基础上，我们提出了不同的产品设计方案。

提到48伏的时候，很多人可能会问一个问题，市场上提高功率的时候，钛酸锂行不行，三元行不行，为什么一定要磷酸铁锂？这里我们提到了，从PACK的体积、安全、寿命、功率和它的成本综合的考量，我们综合对比，比如存储，钛酸锂的电压偏低，要48伏的话需要19片电芯，三元需要12片电芯，磷酸铁锂只需要14片电芯，48伏关键是功率，三元材料本身它的材料很难做到纳米级比较稳定的使用，它的内阻是更高，它带来的直接问题它的发热量更大。钛酸锂它的功率密度必须比铁锂稍微高一点。作为循环寿命角度来讲，三元本身的内阻偏大，它的功率并不是最优的，对应的成本相应的增加。另外一个，A123和我们超级磷酸铁锂和钛酸锂比较极端的高温和低温的时候也有它的优势。最后就是安全，虽然48伏只有14片电芯，我们也是把它按照当前国家高安全要求来对待的，相对来说，三元它的挑战是比较大的。

关于下一代48伏不同的需求，我们也分析了主机厂它提出了产品的开发，比如第一个，基于整车它的安全策略，第二，它的冷却。更高的功率输出，用它的更高的发热量，比如PACK架构我们采用被动冷却，不需要加任何防护系统。更高功率的时候，需要更高的发热量，需要液冷或者制冷剂的冷却，甚至更高功率的时候，你得考虑这个器件的组合。关于48伏的启动机，比如很多人也在考虑是不是可以考虑替换12伏的铅酸，可能这是一个方向。但是在当前12伏的铅酸电池的启动机的应用，我们认为除非是经过百万台甚至上千万台的实测应用之后，才有可能替换12伏。至少在当前我们还是保持一个相对比较谨慎的态度。

下一代48伏技术的难点给大家做一个分享，下一代可以考虑DC/DC的集成。刚才提到了，是不是可以加大替换12伏的验证。这一页简要介绍一下万向的创新聚能城的计划，刚才我一提到万向的时候，这些年我们做了很多市场布局，包括技术的储备。我们也非常关心市场的应用开发，比如这里规划了创新聚能城在杭州湾区，我们占地10平方公里，投资整个是2000亿，三期，一期是围绕着动力电池，这边动力电池我们计划产能是80GWh，对应的总投资是600亿人民币。其中我们这边计划在江边还有一块地，计划建一个国际动力电池在杭州建一个创新中心，我们希望能够吸引国内外先进的团队来进行联合的技术合作，作出更好的产品，来服务下一代主机厂的需求。

最后是一个小结，我们完整的产品布局，高能量和高功率，一个核心的目的还是为了满足主机厂不同产品的多元化需求。我们通过传统的燃油车上的48伏系统开发自主的核心超级纳米磷酸铁锂技术，我们得到一些启发，高比能的电芯开发，我们特别强调高安全，怎么通过安全一个很核心的技术突破，来实现电池的可靠性。下一代48伏系统围绕碳排放的目标，也有很多的技术门槛。更关键的，你要提供多元化的产品方案，针对多元化的市场需求。我的报告主要就是这些，谢谢大家。