如果固态电池能够解决热失控问题、循环寿命问题和相关的能量密度增加问题，包括成本问题，那么未来围绕电池四道防线的难度可能会大大降低。

这是10月16日至17日由东北时报和通科芯共同主办的2019中日韩下一代新能源汽车电池技术大会上的演讲实录。

主讲人：陆磊，天津汽车蓄电池有限公司董事

演讲主题：车企下一代新能源汽车技术路线选择与思考

我对三电部件的发展趋势做了一些介绍，并对天津汽车进行了探索，主要分为三个部分。天际汽车属于造车新势力，一些内容跟大家做个报道。第一部分，天津汽车的介绍，第二部分，天津在三电领域，电池电机电气控制的一些想法。第三部分是在电池系统领域所做的研究工作，以及对固态电池的希望和设想。

天津汽车总部设在上海嘉定，生产基地在绍兴，是一波传统主机厂在汽车制造中的新势力，汽车产品希望能引人关注。是传统主机厂与互联网行业的洞察，通过跨界结合的方式为用户提供极致的产品、高端的出行。2017年11月，电动咖啡EV10上市时，2018年初就获得了相应的整车资质。2018年，我们与台湾汇能达成初步战略合作协议。在技术交流方面，我们在固态电池方面对行业前沿有了更深入的了解和交流。我们还进行了用于商用车制氢的甲醇重整。ENOVATE品牌于2018年7月发布，2018 ME7试产车下线。2019年4月上海车展，2019年6月绍兴基地工厂交付，开始试产。ME7和ES在9月份的成都车展上亮相。

简单介绍一下，这是2017年开发的产品，当时NEDC的续航里程是500公里，实际上比这个还要高。全轮驱动版本加速到100公里仅需4.9秒，充电仅需48分钟，速度提高了80%。在安全标准方面，我们也有一些功能，我们在C-NCAP中有5星标准，我们也有侧柱触控电池的全覆盖验证。超高强度钢占比达到46%，热成形钢占比达到22%。

这里有一些有趣的汽车设计从Hakan，这是打击和夸张。在用户体验方面，我们从用户出发，包括远程启动、空调、座椅加热、远程车窗空调等。我们做了超前的设计，包括蓝牙钥匙的自动解锁和登机阶段的欢迎模式。在驾驶阶段，AI助手提供全方位服务，在到达阶段，我们与智能家居做一些绑定。包括最后一英里的手机导航。

这是车辆显示。我们在智能驾驶方面已经达到了L2.5的水平，包括横向、测向和环顾四周。这是我们正在预研的下一辆ME-S。它的外形已经在上海车展和成都车展上公开，它也将是我们下一款车型的工程和量产项目。这就是天际的商业模式，包括天际汽车中心、智慧空间、安心工厂、快捷站，给车主带来不一样的享受。

现在我们来谈谈三个电子部分的概念。新能源汽车销量从2015年到2018年有所增长，2019年1 - 7月达到69.9万辆，增长缓慢。做汽车的人要做得更好，怎么做汽车，新能源汽车要做得更好，电动汽车要安全。对于传统汽车来说，动力系统只占25%的成本，在新能源汽车里面装一个光电池，前面北汽的同事说要占40~60%，我觉得50%左右也差不多。随着电池成本的下降，电动汽车可能在大约五年内赶上传统汽车。考虑一下使用电动汽车的成本，因为它是靠电力驱动的。此外，考虑到未来电力的便利性，新能源汽车将被大众所接受，我们将在汽车行业继续努力。

本页是电池化学系统的变化，大家都是专家。我想简单介绍一下，目前使用的是622、811系统居多，下一步是721系统、5V高压系统？电解质系统包括凝胶聚合物，半固体电解质，固体电解质，然后在汽车中开关，这是我们的一个想法。把电驱动简单说一下，首先要做到三合一，目的是降低成本，其次可以做密集设计，电极、控制器、减速器三合一，结构一体化和散热共享，性能、EMC、NVH、散热优化方案。二是可靠性优化。在与汽车电子和电池BMS相关的领域，域控制器的概念背后，控制决策端集中向上，传感器和执行器向下。

专注于电池，这是我们在主发动机工厂所做的。在传统动力电池系统的设计中，从电芯到模块再到PACK，主机厂考虑的是模块再到PACK，而我们关注的是电池的这一部分，该如何关注呢？我今天的培训从电池安全开始。因为电池的安全性，就像固态电池一样，与未来车辆的使用有很大关系。

在电池电芯的安全选择方面，我以现有的液体电池为例。在电池电芯的安全性方面，比如过充过放，我们做了相应的短路、热盒、冲击甚至针灸的实验，这些也是和我们的合作伙伴一起做的。只有安全实验才能满足EUCAR3及以上的要求。这些都是我们在主机厂面对电芯工程应用的必要前提。这些实验应该通过，电池应该从生产线批量下线。首先是电池的安全设计。

第二步，这是热失控实验的一个模块，我们做热失控抑制。核心是一个能量存储对象。它将在热失控后失效。如何抑制它？在本设计中，我们根据热失控后火焰喷射的方向进行保护，采用复合云母线圈，并采用不同的抑制方案。我们的国家水平比国家水平高6~8倍，至少可以保证在电池层面不能很好解决安全问题的情况下，我们可以在车辆维度上做更多的工作。在车辆上的安全工作冗余后，客户将获得一辆安全的汽车。

此外，在车辆层面，你会看到更多的侧面和正面碰撞，我们会进行更严格的车辆后碰撞测试。在图中，柱子的位置如下所示，模拟树对汽车的冲击。我们分析了整个柱的位置对电池的影响。我们分析了监管标准的位置，我们也分析了最薄弱的位置，整个侧面保证了电池结构系统的安全性。同样，我们也分析了模组挤压变形的结果。我们也做了实验，挤压压力达到240KN，模组变形18mm，静置2小时以上无火无烟。

电池底部保护怎么样？我们做了很多研究。我们还看了看电池底部的保护层，但可能存在弱点。我们在电池底部安装了高强度钢板来做动力电池，因为动力电池有PACK能量密度要求，这对主厂来说是一个痛苦的目标。这块钢板的重量如何处理？我们只能加一块额外的底部护板。我们在底部放了一公斤做实验。通过相应的模拟和实验，经过72公里/小时的底穿刺实验后，底钢板没有发生击穿，从结构维度上为电池系统提供了立体保护。

二是主动安全设计。BMS系统的优化与电池有关。如果电池做得好，也需要全生命周期管理。这是SOC估算，第二次动态监督，将电池全生命周期的数据采集到平台。现在做新能源汽车或者做新平台，都可以使用T-box，可以将安全相关信息保存在后台上面，如果有异常可以对用户进行预警和预处理。对采集到的数据进行处理后，BMS可以实现用户软件的优化设计。

二是锂电池云平台数据分析。目前的BMS被放置在电池组中，这些数据只能在车辆上运行。T-box这个东西可以传输到云平台，通过后台的数据可以看到哪些车出了异常，可以及时通知用户，通过网络发送给平台和用户，出现异常可以报警。用户可以通过自主采集获取后端数据，实时了解车载电池的当前状态。第三，针对电池性能衰减严重的车辆，制定相应的策略，如保护其充放电间隔等，保护车辆不再出现故障，保证用户能够得到及时的维护。

所有这些工作完成后，开始考虑对电池系统进行OTA升级。我们对用户需求进行梳理，在APP层编写软件，通过OTA直接升级车载软件，能够快速满足客户需求，适合市场车辆。第二次远程升级降低了人工成本，更加快捷方便。第三，根据云平台数据分析，升级专用车辆专用软件更安全。一个优点是，您不能在未经授权的情况下非法刷新软件。

最后，我们提出了电池安全金字塔，从上到下，顶部从BMS的主动安全，通过构成BMS的过压、欠压、热管理等保护功能，通过大数据分析，OTA升级优化策略。车辆安全考虑到碰撞，侧面碰撞，立柱碰撞。系统安全设计为PACK结构安全设计，具有内外压平衡、IP67防护等特点。模块安全设计，模块安全设计从传热、电池膨胀冗余、电气设计等方面进行。

我们已经研究固态电池好几年了，我们认为基于能量安全金字塔模型，我们推荐本质安全类型的电池。如果固态电池能够解决热失控问题、循环寿命问题和相关的能量密度增加问题，包括成本问题，那么未来围绕电池四道防线的难度可能会大大降低。目前液态锂电池确实遇到了一定的瓶颈。设计能量密度确实是非常困难的。它也可能是生命或安全的问题。固态电池将在2019年达到240wh/kg, 2023年达到340wh/kg，之后可能达到500wh/kg。大多数专家认为固态电池是液体电池的升级版。固态电池采用无机电解质，在发生碰撞、热失控、过充过放等极端情况下，可避免液态锂电池电解质起火等事故。工作温度固态电池的工作温度可以达到90度，明显高于液体电池工作温度上限55度。扩大了动力电池的适用范围，降低了热管理系统的技术难度，在安全性上也有一定的帮助。我们希望固态电池能够实现3C的高倍率充电。在保持一定能量密度的条件下，固态电池可以实现高速率的快速充电，可以解决一些实际使用情况，如在线订车和租车用户，需要一些快速充电的要求，这是不同于传统乘用车的。与液体电池相比，如果实现3C，可以提高快速充电效率，这也是用户的需求。

最后，我们做了一些简单的实验，如芯级针刺、模块级针刺、高温储存、安全性实验等。我们做了一些简单的实验。在此，我们认为固态电池是行业的发展趋势。从汽车制造业的新动力企业来看，我们对这些新技术更加敏感。我们希望在安全、性能、成本三个维度统一，或者都达到一个更好的点的时候，看到固态电池的进一步产业化。我们也愿意与固态电池企业进一步合作，提出一些我们的想法和测试依据，在整车层面提供支持和帮助。谢谢你！

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