2018年6月27日，由青海省人民政府、工业和信息化部、科学技术部、中国电动汽车百人会主办的“2018中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛”在青海省西宁市召开。

　　本次会议由一个高峰论坛和三个主题峰会组成，在关于“促进动力电池安全的前言技术与保障体系”主题峰会上，主要研讨了动力电池安全体系评估;提高电池系统整体设计的合理性;同意规划整个电池系统的安全防护;电池产品认证和检测;大数据推动电池智能化管理，提升安全保障;新体系动力电池研发现状及安全挑战;产业政策对电池安全的保障。

　　北京普莱德新能源电池科技有限公司副总裁张仁柏发表主题演讲，内容实录如下：

　　今天分会的题目是电池安全前沿技术和电池系统保障，所以在这里面，前面有三位专家分别介绍了动力电池整个测试的评价体系，叶博士从电池材料方面对安全测评进行了介绍。王禹博士从电池的电芯材料、电芯制造，以及各种的应用方面也对安全进行了介绍。

　　北京普莱德新能源电池科技有限公司是专业做动力电池系统的公司，所以我们会在动力电池系统方面，在电池安全方面给大家作一下安全前沿技术及电池系统保障的内容以及电池系统轻量化的技术。我是1995年进入电池行业的，因为电池首先应用于通讯行业，就是手机，摩托罗拉有一个能源产品部，是做电池的从镍镉到锂离子电池。中国实用化锂离子电池18650， 是1997年我从日本SONY公司买到中国的。我们前面有三位专家讲了这么多安全和评价，我觉得有一个信息是要给大家分享的，现在对新能源汽车在安全方面应该还是有充分的信心。新能源汽车应该是国家战略的一部分，大家说要推动新能源汽车，一方面是为了节能减排，更重要的一点是推进国家制造2025。新能源汽车有电动化、智能化、互联化和共享化，其中电动化是基础，新能源汽车， 是国家推动产业升级重要的抓手，是从汽车大国走向汽车强国的技术选择。刚才王芳及几位专家都在谈安全，从测评方法以，到材料，再到电芯，我在讲系统安全，刚才讲了那么多安全，大家心里想是不是电动汽车不安全了?其实大家想一想，电池是一个有限空间里面的能量单元，从一开始的铅酸电池能量密度只有30Wh/Kg，到2020年电池能量密度会有多少呢?单体到300Wh/Kg，在这种情况下，在有限的单元空间里面的存储能量空间，做到安全。王禹博士也讲了娄全的定义一直在更新，从最初不燃烧，不爆炸，到燃烧，不爆炸， 最后是不起火、不冒烟、不爆炸这三个阶段，都是在能量密度提升的情况下，对安全的重新思考。大家对电池的理解逐渐地更是现实化，因为化学体系不像电子传导那样容易预测，有数据模型也很难完全表征。锂电池是一个有生命的活性体系。大家看到，行业内至少做到了从2012年到现在没有发生人员伤忘事故。虽然说到去年年底整个的新能源汽车保有量达到了百万辆，当年出货70多万辆，但是没有发生过人员伤亡的事故，给人以充分的逃生机会。所以我觉得对于燃油汽车的话有没有安全事故?也有，行业标准是百万分之一，燃油汽车也有安全事故。但是最终的标准是说你有时间(几小时)让人员逃生，生命不受伤害，资产损坏可控，这是最基本的概念。所以现在的新能源汽车的安全，经过在坐所有专家关注，产业链的全体努力，是可以信赖的。但我们永不停止对安全的追求，做锂电池，将安全放在第一位，安全是所有工作的基础。

　　我的报告分成六部分：1，公司简介。2，全面电动化的电池容量与车型变化。3，普莱德技术开发方案和创新点。4，电池系统轻量化概览。5，高镍三元电池创新提升单元能量密度。6，优化包装结构方案。

　　普莱德是2009年成立的，股东有三大股东，普莱德是新能源汽车产业链合作的典范，首先我们最大的股东是北大先行，北大先行是全球最大的磷酸铁锂材料的供应商之一，同时也是唯一的在国内拥有磷酸铁锂的专利授权单位，同时也有三元材料的阿贡实验室专利授权。第二大股东应该是北汽集团，北汽集团占35%的股份，包括北汽集团和北汽福田,北汽新能源连续四年在国内纯电动乘用车方面居第一位，2017年达到全球出货量第一。第三大股东是CATL，CATL是锂电行业的独角兽，应该是全球的锂电池的领先者。上午的报告里大家看到，锂电出货量在第一位、第二位占全国新能源汽车电池供应量达到60%以上，并且这个趋势还在增长。在全球的锂电池行业里面其实有三大代表，第一个是圆型的代表，主要客户特斯拉，第二个是方形，以CATL为代表，第三个就是以软包，以LG为代表。刚才我们看到孚能也是快速发展的过程。我们希望孚能能变成在中国的软包方面的代表，在世界里面占有更重要的位置。普德公司座落在北京大兴采育经济技术开发中心，位置是离北京机场、天津机场基本上距离同样，并且这个开发区是北京市重点建设的汽车生产基地。

　　普莱德公司专业研发动力电池系统的，有先进的电池管理系统、储能系统，并且是连续五年独立第三方Pack企业排名第一，我们去年整个出货量大约是2.3GWh，今年预测应该到4.7GWh。员工超过千人，过去三年，销售收入每年都是快速增长的，上午张永伟秘书长也讲了，整个的新能源汽车要建立牢固的产业合作体系，所以的快速成长，得益于产业链的合作，其中三个股东都是行业第一，普莱德也是独立PCAK行业第一，这应该是资本合作，技术合作，产业合作，共赢合作设计走在前面的必然结果。

　　新能源汽车是一个全新的产品，从锂电电池电芯到Pack，从电芯的化学体系决定的低电压平台3.2、3.65的变成365V到700V电压系统，这里面有很多的技术要突破，并不是简单的串并组保。普莱德公司获得北京市的技术中心，并且是中关村高新技术企业，获得各种资质，并且有各种认证，现在IATF16949是去年证新的标准。

　　从电芯到Pack中间有很多新的技术的要求和规范。一般从技术上讲至少有四大技术要研究与突破，一个是电芯的安全和寿命的评价技术，第二个是电芯到模组的成组技术。第三个是电池的热管理，还有电池的轻量化技术，这些技术以外，其中最不能放弃的是安全技术，后面我会单独讲到。我们公司有专利300多项，其中发明专利136项，这些独有技术及KOWN　HOW，是保持我们产品市场竞争能力的保障。

　　普莱德产品应用除了国内的客户，也有国外的客户，我们的Pack和其他Pack厂不太一样的地方，我们是乘用车一直占我们很重的比例，乘用车从60%到80%之间，一直是我们的主要板块，同时我们的产品既面向国内的市场，也面向国外的市场。商用车基本是固定的客户，福田、中通，由于前期产能限制没有特别地扩展。另外普莱德与合作伙伴开发有在中国独有的换电技术，包括蔚来的换电提出来是三分钟换电，跟加油一样方便，也是基于普莱德独有的换电技术产品体系提出来的。这个体系现在提前公布一下，应该是7月份我们在北京首先发布对私换电，我们现在的换电技术应该是第三代换电技术，这次换电技术我们推测应该是在未来后补贴时代，应该是车电分离，大大降低消费者一次性支取的重要技术手段。当然，这样的话，这里面还有很多的技术投入，我们到今天为止，在市场上应该有三千辆车，应该已经是运行了三年，做了很多产业化，量产化的提升与改善，在全面推出时保证市场的接受度和技术可靠性。

　　第二，全面电动化的电池容量和车型变化。

　　这里面列了一下，不同的国家燃油汽车退出的时间，在北京北汽集团董事长提出来在2025年在北汽不再销售狭义上的燃油汽车，至少是混动或者是纯电动的。大家可以看到，其他的国家(荷兰、挪威、德国、印度、英国、法国)都提出了不同的目标，对应这个目标的话，同时提出了电芯和Pack的能量密度和成本要求，这个都是我们在电池行业里面每个人每天都努力工作的目标和方向。综合目标是希望达到2020年下降到一定的指标。

　　中国新能源汽车的发展得益于国家的补贴政策，特别是从2015年开始这个补贴政策发挥了巨大的作用， 2016年应该是新能源汽车的元年，2016年开始，像去年整个的电动车占燃油车的超过1%，正式进入量产化发展阶段。补贴每年都在下降，补贴下降以后怎么样?国家也发布了双积分政策，从2015年开始征求意见，到2018年应该是缓冲阶段，2019年要求目标达到10%正式实施，这样将给新能源汽车提供源源不断的政策助力。

　　可以看到，双积分的具体实施及交易，国家还在讨论过程中，这里面我列了一下美国的1990发布的，给了我们一些提示，美国1990年加州提出了零排放的电动车政策ZEV和过渡零排放政策TEV。右边的表格里面看到重要的考量，第一个积分是永久的，不会失效的。第二个是说如果达不到的话，你可以用钱来买，其实他是用罚款，大家知道中国的积分政策是燃油车、传统汽车双积分，一个积分是五千美金，纯电动车，平均每辆2个积分，在补贴退坡以后，两个积分达到1万美元，这也是一种政策性的补贴，也能推动电动车的发展，今年补贴已经比去年下降了，明年会不会下降要看国家的财政状况，2020年就是没有补贴的时代，这种积分政策，保障电动汽车的持续发展。

　　2018年整个新的补贴政策明显偏向于长续航里程，低续航里程有不同程度的下降，插电也有一定的下降，但是大家看到，我这里列了一下，低续航里程肯定是补贴不下降，但是高续航里程的补贴也不是都上升的。这里面看了一下，只有比亚迪秦EV450，一个上升的，其它的补贴都是下降的。根本原因是说除了续航里程，还有一个能量密度，这里面看到国家要求有不同的补贴系数，以120到140作为基数，140到160为1.1，160以上达到1.2。普莱德今年9月份会推出第一款系统达到160的电池系统，并且是液冷系统，今年我们预测应该达到三万台销量。

　　这里面列了一下，在现在补贴政策的情况下，不同车的情况，A000级轿车和A00级轿车是北汽EU300，下面是北汽EU5，是今年的主力车型，大家可以看到不同的车型主力，能量密度有不同的参数。其中有竞争力的车型在这里，供大家参考。

　　在这种政策和双积分的推动下，大家预测整个电动车的销量，去年大概是70万辆，在这种情况下预测到2020年整体上会达到300万辆，其中乘用车应该会达到180万辆，现在整个的估计要比很多的行业的人员更加乐观，动力电池需求跟孚能的王总的数据差不多，快速增长的话，几万亿的锂电市场是值得大家期待。

　　普莱德作为专业的电池系统公司，首先我们是关注安全，安全肯定最先分析整个电池系统的失效模式，我们这儿列了一下有五项，一个电击，就是电能非正常释放，然后是燃烧、爆炸、碰撞腐蚀。因为我们每卖一辆车基本的质保条件是八年12万公里，在这种情况下腐蚀也会影响到车辆的可靠性。腐蚀也是关注安全的一个方面。

　　我们开发的创新点，电池系统安全测试至少有四大安全，第一个是化学安全，材料阻燃、电芯安全，包括一些标识。电气安全是系统上设计的重要关注点，膨胀力、传感、电压采集、温度采集，绝缘耐压、电磁兼容，电磁屏敝、漏液检测、冗余设计，交叉检验算法。还有机械安全，现在做到了IP67，后续会做到IP68，这里面还有隔热、耐腐蚀、耐振动，刚才王博士也讲了，那种测试到底怎么合适?除了这个之外最重要的是功能安全。基于ISO26262，把电池系统放在汽车里面，功能安全，这里面是说自动灭火、主动&被动安全、碰撞过程中断开、高压，刚才孚能的王总业介绍了整个电池系统里面的容断等等设计，包括湿度、烟雾、短路、过充。一个电池包的开发一般是24个月，其中我们的测试要求是高于国标，很多项目对标国际的其它国家的标准，现在也增加了测试的数量。

　　普莱德在技术创新点和开发方案，首先是产品的安全，采用全仿真的分析，有静力、球击、模态、振动，还有冲击、挤压、疲劳和碰撞。我们从电芯到模组级的仿真模型，这里面都是必备的，所以很多的厂家找我们说三个月给我开发一个电池包，确实很难，一般测试都是标准24个月的周期，今年量产的产品，基本是两年前开始的，应该都要经过一个完整的CV，DV,PV和SOP的开发过程。

　　基于前面双积分，大家看到我们做电池系统和做电芯一样，也是一个矛盾体，既要高比能量，又要高安全，如何平衡呢?这是我们一个共性的问题，除了电芯的能量密度的提高，Pack的结构设计也是要通过减重，来实现系统提升能量密度。同时在整个的保障安全的情况下提升能量密度，这是我们每天都要考虑的问题。

　　能量密度的目标，现在行业，刚才王博士也讲了，平均的整个行业的成组效率应该是在65%，普莱德的项目目标应该是在80%。安全性的目标，我们通过BMS的核心技术，系统控制策略优化、结构优化，还有自己系统的Know how，希望把电池系统保持零事故，这里面基本上有七大方面，集成模组设计、系统轻量化、广义BMS的设计、热设计、梯次利用，梯次利用我们说实现动力电池40%的残值回收，全生命周期还能降低成本20%。智能制造现在也是北京市的智能制造的试点单位，还有全方位的测试系统，现在都全面实施。

　　热管理的是电池系统的重要方面，现在我们量产的产品，基本都是用液冷，因为能量密度提升，为了提升安全及系统的寿命，热管理对保障安全是很重要的，热管理指标要求电池包的温差在5度以内。我们的系统轻量化设计，从以前的钣金到冲压，现在全面转接到高强度铝和复合材料，我们在模组设计里面再加上一些固定边框的同时加入了温度传感器和电压测试系统，在这儿同时也能保障能量密度达到一定的指标。BMS除了我们在对产品的检控以外，对SOC、SOP、SOH的管理，同时也做了后台大数据，我们保障每一辆车在运行过程中，在大数据里面都有数据记录，保障数据的全面可追踪，并且它的健康状况和预测。

　　在这里进一步解释了集成标准模组的设计、系统轻量化设计，还有全面的面向全生命周期的广义BMS和热设计，整个做了一些工作。这是我们的自动化工艺设计里面的部分，包括我们的光学检测、激光连续焊、工装模块化的组装，包括CMT机器人，还有一拖二双工位焊接工艺，这样大大提升了制造的效率和可靠性。

　　BMS这里面重点讲这一部分，在这个图里面所有的数据都在实时传送到后台数据库，最后通过数据挖掘和算法评估来评估电芯和系统的健康状况，保证我们的产品出去以后除了BMS在车上对电池包的管理，也有后台数据库的实时跟踪。这是大数据整个的工作原理，通过电池系统的运营、通过电池系统参数的传输、通过模式的算法，最后能达到云平台传输到基础数据库里面，再通过大数据进行的电池状态的可视化和电池保养的提示。大数据，云计算，在新能源汽车电池系统都有相应的应用。

　　轻量化，从结构、材料和工艺里面具体做一些具体的工作。高镍是实现电芯能量密度的重要路径。CATL高镍材料今年下半年开始实施，高镍正极材料应用的同时，再通过负极铜箔变薄，正极铝箔的变薄，隔膜肯定也是变薄，而具用能量活性物质的正极材料和负极材料的能量密度的提升，而实现电芯能量密度的显著提升，最后能量密度会提升到750Wh/L，2021年的目标。最后通过高镍材料的使用，电芯成本预计下降6%，能达到国家设计的2020年的目标。

　　在这里，我用一个Pack结构设计实例来汇总一下整个对于安全、能量密度和可靠性做的一些工作。这是整个电池包的拓扑图，里面包括模组、电子电气、热管理、电池连接件、辅助材料等等。这是两个电池包的对比，260km和350km的电池包，我们是用铝合金型材和板金，冲压电池壳体技术方案分析，保证强度与可靠性基础上，控制模具投资，实现重量和成本的降低，同时关注电池下壳体选材，对比重量范围、模具投入、生产节拍和成本预估四方面进行分析。这是不同的阶段，大家看到有钢板冲压方案、铸铝方案和挤压铝型材方案，从成本来讲，以前讲铝材一般的成本是钢材的三倍，重量是钢材的1/3，但是现在通过技术的提升，大家可以看到成本都是控制在3000左右，但是开发的时间也大辐缩短，从6个月缩短到1个月，重量从以前的一个包60公斤降到了40公斤。这是整个的数据对比，材料强度、抗拉强度、断裂伸长度等还有不同程度的提升。这是结构差异和不同的可靠性的数据分析。通过这种分析大家可以看到，挤压铝型电池的壳轻量化效果明显，开发周期短，投资最小，并且生产效率高、成本低，所以现在从今年开始全面转换成这样一个产品的设计思路。

　　我的报告就到这里，普莱德目标是成为全球最好的PACK公司，我们一起在这方面努力，当然，有些地方，我们的进步还不够快，同时也在向同行学习，加速我们的进步。我们将坚定不移向全球一流的PACK公司迈进! 感谢百人会提供应这个机会与大家进行交流与分享，谢谢大家!