谢秋:电池包全生命周期管理和电池包后市场服务

  2022年3月25-27日,2022中国电动汽车百人会论坛在线上举办。本届论坛主题为“迎接新能源汽车市场化发展新阶段”,邀请政府有关部门和汽车、能源、交通、城市、通讯等领域的行业机构和领先企业代表,就涉及新能源汽车市场化发展新阶段政策调整、碳中和目标下国际合作与政策协同、市场与消费新方向、交通能源基础设施协同发展、商用车可持续发展、氢能产业多场景应用、下一代动力电池产业化及产业投资与创新等方面展开深度研讨。其中,在3月27日举办的“智能电动汽车后市场论坛:智能电动汽车后市场的机遇与挑战”主题论坛上,中创新航科技股份有限公司高级副总裁谢秋发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

  各位领导业界朋友下午好,非常感谢百人会的邀请,公司副总裁潘芳芳博士因疫情原因不能参与此次报告的分享,此次由我就电动汽车电池后市场的一些思考跟大家进行一些分享。
  过去的几年,我们见证了新能源汽车市场的快速增长,尤其是去年新能源汽车渗透率已经超过10%这样一个重要的拐点。从全球范围来看,目前挪威和瑞典的渗透率是最高的。我们对这两个国家和我国电动汽车渗透率的变化进行了分析,可以看到渗透率的增长较好地符合了S曲线的模型,预测到2025年我国电动汽车的销量将超过800万辆。从保有量来看,截止到去年年底,全国新能源汽车保有量达到了784万辆,其中纯电动汽车占比80%,预计到2025年中国新能源汽车保有量将超过三千多万辆。技术进步、产品的不断丰富、市场需求持续的增加,以及政策引导推动新能源汽车高速增长,新能源车的普及也带动电动汽车后市场进入规模化发展阶段。
  相比传统燃油车,新能源汽车后市场业务的独特性,主要体现在三电系统和智能系统。从当前汽车电气化转型和智能化升级两个方面看,智能化升级是渐进演变式的,而动力电池系统电动化的转变是革命性的,相对而言,动力系统的后市场成熟度更低。同时作为电动化最核心的零部件,电池在电动汽车成本中占比最高,因此也是新能源汽车后市场发展的重要关注部分。由于电池的高资产价值以及能量存储特性,积极探索基于价值挖掘的电池全生命周期管理以及后市场运营模式,对于推动新能源汽车后市场发展有重要意义。
  接下来报告将从电池包全生命周期管理和电池包后市场服务两方面展开。
  电池包的全生命周期涉及多个产业链环节。这张图里我们看到电池从研发、生产到应用
  、循环再生、重新回到材料,其本质是资源、能量和信息的循环。总体来说,后市场的良性发展至少会带来四方面的提升,提高资源利用率和可回收性;提升能量的转换效率,降低排放;提升用户体验,降低用户的使用成本;提升产业链的总价值。
  我们认为电池后市场综合利用已经具备一些良好的基础。第一,电池的安全水平显著提升;第二,电池可靠性水平尤其是电池寿命取得了长足的进步;第三是基于智能算法大数据的在线与离线评估技术发展迅速。
  下面分享一下我们在产品安全和可靠性以及电池健康评估方面的一些实践和探索。
  我们基于产品安全实现探索形成了一条最佳实现的路径,总结成四个点。第一是电池研发过程对电池安全属性的评价方式需要结合电池的失效机理及实际应用场景。第二是这个针对电池的制程管控要精准关联各种缺陷对应的失效模式及其产生的影响。第三是这个电池制造大数据可以有效检出潜在故障。第四是电池的运行平台可以有效检出一定类型和一定范围内的潜在故障。上述四个方面,四位一体有效协同。在这个过程中,我们对电池的失效机理分析和云端电池的运行大数据技术的融合,显著提升了电池运行管控能力和效率。
  产品可靠性是后市场应用的基础,在不同应用场景下对电池产品可靠性进行量化预测,是评估电池后市场应用价值的必要输入。我们从产品老化机理,基于制造大数据的一致性研究,结合用户工况的环境应用研究以及基于运行大数据的工况,研究开展了可靠性建模与预测工作,同时将可靠性模型与市场端的维护工作进行了关联。通过一系列的工具建设,研究分析产品可靠性表现,实现了快速提升,我们认为这种提升离不开全链条的数据分析和利用。当然,这也得益于我们与客户的密切合作,我们在这里也非常感谢我们的客户,能够把整车的运行大数据接入到我们自己的大数据平台。
  大家可以看到左下角这张图,是我们电池运行到Eol以后返厂进行的测试结果,我们的结论是,即使在达到Eol等价条件时,电池还具备相当的能量吞吐价值。随着电池技术的不断进步,电池的再利用价值会逐渐的提升,加强产业链在数据信息方面的共享合作,实现产品二次利用可靠性评估,对电池后市场价值挖掘有重要意义。
  当然电池的二次利用也离不开精确的健康诊断,这里我们也对电池的健康诊断方面的工作进行了一些展示。电池的健康诊断主要基于产品信息和运行情况的评价模型。这其中包含了适用工况的分析,剩余寿命的预测,安全性分析以及可靠性的预测,涉及到产品的可靠性模型、安全模型等,构建这些模型需要利用电池基本失效机理分析以及电池的全生命周期数据,这里面也包含维修和诊断过程可以补充的评估数据。
  前面我们主要分享了电池全生命周期管理方面的一些工作,接下来就具体的这个电池后市场服务的内容,我们列举目前主要存在的问题和应对措施。首先是备件管理,这里边目前面对的主要问题是产品的标准化和可维修性问题,比如早期交互的产品在其服役期内可能出现配件供应不足,维修周期长,用户抱怨大,标准化程度的降低,导致维修便利性差,维修成本高,以非标大模组或者电池包为配件的成本也是非常的高,因此基于后市场的良性化发展,电池标准化十分必要也非常的迫切。
  第二点是电池的二次流转问题,也就是更换下来的电池包的流向问题,也就是电池包的综合利用决策。电池包应该进入拆解回收流程,还是选择进一步的综合利用以及如何利用的选择问题,这涉及到对电池的残值评估以及寿命预测,需要很多的数据支撑,电池企业和整车企业需要信息协同,信息量要打通,至关重要。
  第三是标准化的检测设备、工具和专业的技术。电池包的后市场服务除了常规的信息对接、更换作业等服务支持,在物流仓储还有技术支持团队的专业性方面都有着独特的要求,打破壁垒,建立标准化、通用化的检测设备和工具体系,以更开放包容的环境让更多的产业链伙伴参与到这个过程,可以提升服务质量和效率。
  最后总结一下我们的观点。就是第一,聚焦资源的高效利用,提升用户体验,提高产业链的价值创造,碳排放管理,电池包全生命周期管理意义重大。第二是电池的安全、寿命、可靠性正在得到快速提升,基于价值挖掘的电池后市场综合利用已经具备基础条件。
  第三是这个产业链的数据协同,标准化是打造电池后市场综合利用新生态的关键,而电池后市场的良性发展需要全产业链协同做出努力,我们希望与产业链的伙伴们开展密切合作,应对挑战,促进行业健康可持续发展。
  谢谢大家。
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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