2019年，全球汽車產業(yè)進入深度變革的關鍵時期。汽車技術、市場、政策正在發(fā)生前所未有的變化，機遇與挑戰(zhàn)并存。在這個大背景下，2020年1月10日中國電動汽車百人會召開了以“把握形勢 聚焦轉型 引領創(chuàng)新”為主題的年度大型論壇。此次論壇將討論全球及中國汽車產業(yè)與市場發(fā)生的重大變革，轉型方向與路徑，中國有關汽車的政策走勢以及市場驅動階段的新能源汽車技術路線、產業(yè)重組的機遇與競爭合作模式、電動汽車安全、核心技術突破、燃料電池汽車發(fā)展、自動駕駛與智能網聯(lián)汽車發(fā)展的頂層設計與規(guī)制創(chuàng)新等相關內容。

  會議上北京新能源汽車股份有限公司工程研究院常務副院長李玉軍發(fā)表了演講，以下為演講實錄：

北京新能源汽車股份有限公司工程研究院常務副院長 李玉軍

  尊敬的各位專家、各位媒體朋友大家下午好!

  下面跟各位匯報一下北汽新能源過去在換電領域做的一些實踐和思考。大概分四個方面：

  換電經歷了幾波，這是第一波，當時有各類企業(yè)都在探討，Batter Place曾經融資到7.5億美金的市場規(guī)模，后來因經營的問題沒有走下去，包括特斯拉也發(fā)布了90秒換電的技術路線，還有像國家電網在2012、2013年也在探索換電這條路，但是實際上現(xiàn)在我們總結還是有一些制約的因素，導致沒有持續(xù)下去，比如第一個電池的壽命，這里有能量密度，還有技術水平等等，那個時候電動車續(xù)航里程也就是150公里左右，現(xiàn)在做的換電已經翻到了300，甚至400，有可能到500公里。另外就是換電設施，Batter place為代表的成本太高，用戶規(guī)模比較小，網絡經濟很難形成。

  技術變化發(fā)生了什么?第一，續(xù)航里程，比如早期的EV150就150公里，現(xiàn)在已經到了300公里，去年上市的新車有的已經超過了650公里，這是一個最大的變化。另外一個循環(huán)壽命，還有電池的價格，我覺得這里還是比較明顯的，2013年在大概4000塊錢，至少2020年能達到800塊錢，這是一個新的摩爾定律。保有量也是在節(jié)節(jié)攀升，所有這些技術、規(guī)模、市場的變化也促成了一種新的模式誕生，包括它存在的價值和意義。

  這是第二波，各種技術路線百花齊放，大家都看好或者覺得這是一個希望，做換電，像像北汽跟蔚來的底盤換電，還有力帆分箱換電等等。政策也有一些消息，比如工信部在《2021—2035年產業(yè)規(guī)劃》里面明確將換電作為一種基礎設施，是一種能源補給的方法，發(fā)改委、北京市，現(xiàn)在北京市的出租車實際上是在逐年換成換電的，等等這些利好的政策也在推行。換電能給我們帶來什么、能解決什么。先看看慢充，第一個問題是時間長，第二個是占地面積也很大，剛才闕總也講了效果，實際上也是制約了盈利的重要因素，與此同時，快充對電池壽命的影響還是很大的，尤其是運營車輛，如果做到5年50萬公里或者6年60萬公里是非常難的，另外充電安全。我這里拿了2019年的一個數據，在發(fā)生熱失控的比例中75%是在充電環(huán)節(jié)，因此我們覺得換電應該是破解這些難題的其中一條技術路線。

  接下來跟大家匯報一下北汽新能源過去差不多10年，一直在做換電，第一個Saab93，那個是Batter Place的方案，我們也做了評估，那個時候大概是120公里，里程比較短，與此同時我們也開發(fā)了自己的錯齒機構，大概在2010年。在2015年推出了EU220，這個是面向產業(yè)化的，這里列了換電的安全、換電的時間，我們也在研究功能安全、信息安全以及架構的搭建，同時小批量示范的時候我們也推出了EU260，廈門、北京有一些。在這里我們重點研究了智能充電，研究了電池安全的預防、預測的技術。EU300是2018年推出的，在廣州、蘭州、北京以及各個地方有相應的培育。我們大概經歷了近10年的產品迭代，我們從換電的機構，連接插件，到車型、到運營網絡，實際上一代一代經歷了大概四代。

  2017年推出來“擎天柱計劃”，我們有一個遠大的夢想，但是這里也有一些指標，比如100億、1000個服務城市、3000多個站，到2020年，現(xiàn)在還沒到2020年，我們做了一部分，提出了一些，但是我們感覺2020年會提速，市場推廣的速度會有很大的提升。我們?yōu)槭裁匆觥扒嫣熘?，最核心的是我們要通過車和換電站將能源的各個節(jié)點連在一起，我們所謂的能源物聯(lián)網，通過換電站鏈接在一起。有11個城市，現(xiàn)在已經到了1.6萬輛，還有160座城，3.3億公里，單車最長的到70萬公里，這個在可靠性、經濟性方面，我們通過這11個城市得到了有效的驗證。

  因為我是研究院出來的，接下來跟各位匯報一下我們覺得現(xiàn)在換電的核心的東西，目前北汽有授權專利是232項，發(fā)明專利32項，國家起草發(fā)布的國家標準6項，行業(yè)標準5項。今年也拿到了“中國汽車工業(yè)科技”二等獎，當時也是梳理了一些，但是隨著這半年的進步又增加了一些換電的技術，從左到右，我們也是一個技術的沿革，第一代要研究換電的可靠性，我以前跟很多專家交流的時候，專家就講這個換電可靠嗎?以前的大巴是不是一轉彎掉電了等等。所以第一個事是要快速、要可靠，接下來就是電池的壽命的管理，或者智能充電，這個是保證了運營車輛換電經濟模型是否能夠成立的最關鍵的東西，后面我們有一個統(tǒng)計數據，可以跟大家報告一下，通過換電，通過慢充代替快充，有效地延長了電池的壽命，目前看，從廈門的數據來看，30-40%還是很容易做到的。

  接下來是基于大數據分析的數字孿生，這個是恰恰在換電站能夠很有效地做的，我們的目標是這個換電站的某一個充電機在早上8點和晚上5點的充電策略是不一樣的，我們的目標是SOH90和SOH80的電池包充電的策略也是不一樣的，通過這個技術來提高電池的使用壽命。還有一個就是換電的技術路線，制約換電普及的最大問題就是標準化問題，探索如何做標準化。

  這是目前北汽新能源換電的整個地盤換電的最重要的思路，我們總結叫多約束、柔性系統(tǒng)，實際上它就有點向動力總成一樣，不要把它做成剛性的，通過動力總成的思路解決電池包跟車箱連接的問題，左右各8個連接點，實際上是16點超約束的系統(tǒng)，通過柔性系統(tǒng)也解決了電池包使用過程中、制造過程中的差異，保障了它的簡單、可靠。這是我們在電池壽命或者是在經濟性研究的幾個方面：

  1.電芯，我們提出“三低一高”，低溫的充電性能、充電的倍率、能量密度，我可以降低，但是我要的是一個很高的循環(huán)壽命，來降低單次或者單位里程上的電池成本;

  2.五維智能充電模型，這個模型就是通過時間、電壓、SOV等等各個參數來做到智能的充電;

  3.換電的運營，電池的一致性管理、主被動的均衡、電池的調度等等，提高電池的使用壽命。

  右圖是廈門出租車大數據統(tǒng)計的數據，是EU220那款車，它的循環(huán)SOH，充電跟換電的比較有大概30%左右的提高。

  數字孿生，這個主要是以安全為目的，就是常規(guī)的檢測方法實際上很難檢測到電池包的小概率的問題，比如充電等等，通過數字孿生建立云模型，提高電池的預測能力，目前我們用的是幾個參數，一個是電壓、溫度、絕緣、內阻、容量域的穩(wěn)定性算法等等，來建立每一個電池包的數字模型，通過運營過程中數據的迭代和自學習來提高電池安全的預測。與此同時，實際上SOH也是很重要的指標，它的精度好壞決定了我的充電策略。

  基于運營效率的換電技術。右圖是某一個城市整個6年周期內運營的成本構成分析，我們可以肯定構成中，電費大概占了40%多，電池跟換電站也占了將近35%，還有人工成本也很高，基于這三個柱子，我們如何把它消下去?我們就研究了一下這邊的五個技術。無人值守這個技術能夠用的話，在人工成本上會有大大降低。電池主要是通過液冷智能充電、人車協(xié)同來提高電池的壽命，這樣的話把電池的成本，包括換電站也要降下去。五維安全是最基本的，要做換電站，安全是我們的底線。

  這是我們的愿景、我們的想法，我們想做標準化。我現(xiàn)在的想法就是做50度的電池包，有可能是A級車到B級車，350公里到420公里都行，不同的車用不同的過渡支架來實現(xiàn)車的個性或者差別性的問題，當然這個需要大家一起努力，我們從技術層面上先拋出來。

  商業(yè)模式。北汽新能源過去這幾年一直在探索，但是這里我們定義的思路就是這樣的，第一階段客戶就是出租車、網約車，這個客戶的幾個畫像特點是什么?里程長、頻率高，能夠保障網絡的使用效率，接下來再去做物流車或者對私，這是我們的總體思路。

  大家都在提車電分離，是不是能做成?我們也在探索，尤其補貼退坡以后，電車和油車的價差怎么補充?電車應該低于油車，同樣級別車的情況下。但是電池成本誰來承擔?這也是很重要的，我們的思路就是要重構價值鏈，就是要把電池放在第一次用戶使用的鏈接中。剛剛跟各位專家匯報的，我們現(xiàn)在研究的電池延長壽命、梯次利用，最核心的就是通過延長它的使用壽命做價值的重構，如果僅僅是原來的1500次循環(huán)、1200次循環(huán)沒法重構，在車上已經用完了，怎么重構?車電分離之后做車跟電池包的雙壽命管理，延長電池的壽命，在第二階段、第三階段、梯次的時候來重后它的價值。

  這個在研究，包括換電服務商。換電里有四方利益，這四方哪一方不賺錢這個產業(yè)就很難往下維持。第一是電池，如果真正做車電分離，電池誰來擁有?怎么保障?另外，電池還有一個最大的特點，隨著使用，殘值的狀態(tài)是在變的，不像一個車，怎么估?另外一個運營方，還有車輛的運營方，最后是車輛持有方等等，怎么把這四方做重構，最核心的問題，車電分離我個人認為是電池租賃方不賺錢，如果讓它賺錢，其他的就好弄了。

  跟各位專家匯報一下，我們的1.0是2017年推出來，2020年我們會繼續(xù)踐行“擎天柱”2.0，我們要做一個升級版，因為現(xiàn)在我們有主體，我們有一個“藍谷智慧能源”，有一個主體來踐行2.0的方案，要繼續(xù)往下走。這是藍谷能源的價值，每塊價值最大，讓每位用戶暢行無憂，重點是把“擎天柱”2.0做透。

  過去做了這么多年，今天大家都在，我也提幾點建議：1.技術產品方面，我們覺得要做車電分離，要做價值重構，不能像以前僅僅是一個換電站，它應該是一個能源符合的綜合體，車要做V2G也得儲能，如果做成儲能就可以為電動車的V2G提供一個載體，包括電池的梯次利用。因為換電站本來就是用電大戶，把梯次下來的電池放在旁邊做儲能，是不是也能實現(xiàn)?這樣節(jié)省人員的運營成本、節(jié)省了場地的成本、節(jié)省了電源部分的成本，作為一個能源綜合體有可能實現(xiàn)電源價值的最大化。

  2.這是我們的奮斗目標，電池一定要標準化，哪怕就搞兩個，一個50度電，一個60度電，大家一起來努力，應該有可能解決這個問題?，F(xiàn)在各家路線都不一樣，通用性、互換性很難，是不是能夠通過標準方面來測算或者探索這方面的內容。

  3.產業(yè)方面，車電分離之后，最核心的東西就是電池運營商不賺錢，如何挖掘和培育電池運營這個產業(yè)，大家把它做起來，車電分離就能達到。另外就是上一次辛部長做換電調研的時候，很多都在提車電分離，不能沒有電池，賣車賣不了，怎么做到車電分離?這些細則也需要探討。另外一個實際上現(xiàn)在充電，充電是有補貼的，換電實際上也是一種能源補給設施，目前還沒有，我相信各位專家也在一起努力，把換電也能納入到補給的措施里面。

  我的匯報完了，謝謝大家。