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小鹏汽车新能源整车与动力电池产品研发

钜大LARGE  |  点击量:5225次  |  2018年08月12日  

5月22日,“2018第一届新能源汽车及动力电池(CIBF深圳)国际交流会”在深圳会展中心举行。广州小鹏汽车科技有限公司副总裁刘明辉在“新能源汽车专场——识·新政策下车电携手的变革之路”主题论坛上发表演讲。以下是演讲内容:


广州小鹏汽车科技有限公司副总裁刘明辉


小鹏汽车是一家创业型的公司,今天跟大家交流一下小鹏汽车对新能源技术,以及对电池技术的一些看法。


首先介绍一下小鹏汽车的情况。


小鹏汽车是一家新的造车公司,属于造车新势力。现在大家可以看到,整个工业界,由于互联网的兴起,互联网+、互联网思维、互联网技术不断与工业各个领域结合,产生了新的技术、新的业务模式、新的思维。大家经常举一个例子是电脑,电脑最初主要是作为一个硬件,后来随着电脑硬件的增强,软件占的比重越来越大。这看起来是一个悖论,但硬件增强为软件的应用提供无限可能,再往后出现了互联网。

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充电温度:0~45℃
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-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

从固定端的互联网到移动互联网,大家在猜测,互联网下一个终端是不是汽车,这也为很多互联网企业带来想象空间,也是在这个背景下,一些互联网背景的人员、投资者发起成立了小鹏汽车,除了小鹏汽车有互联网背景的企业,还有其他的企业有互联网背景。


小鹏汽车目前定义是要在三个方面都要有所作为:一是传统的整车开发,主要是硬件,我们要做车;二是我们要给传统汽车加入智能AI和互联网的基因,这个基因的落脚点就是各种软件,汽车不仅是硬件,越来越多包含软件;三是作为汽车产业的延伸,运营服务、智能出行,这个概念大家说得比较多,区别在于,汽车衍生业务的理解各自不同,小鹏汽车作为互联网背景的新造车企业,对衍生的服务、平台有自己的理解。


小鹏汽车作为汽车企业,有最终的用户,主要定位在中国年轻的互联网用户,并且车以自动驾驶和智能网联为核心的差异化,前两款车首要的竞争力要体现在高颜值、高品质、高续航以及高性价比的定位。


小鹏汽车成立于2014年,进入2017年以后发展步伐加快,去年2月份首先实现工程车下线,去年5月自建生产基地,去年10月份首个量产的互联网汽车品牌、产品下线,2018年3月份国内首家互联网背景企业获得汽车专用牌照、新能源专用汽车品牌。目前公司规模1400人,今年年底做到2800人,主要是研发人员。


企业布局方面,公司总部和研发中心在广州,包括试制试验中心,上海是互联网产品和智能网联导航的研发中心,北京的互联中心主要是做营销、用户运营和电商平台开发,硅谷是自动驾驶研发中心,肇庆是自建生产基地,郑州和海马是联合生产基地。

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应用领域:勘探测绘、无人设备

小鹏汽车作为互联网背景的新企业,核心技术差异化主要在于电动化、自动驾驶和网联,今天主要是跟大家交流关于电动化这块。


进入电动车时代以后,动力系统电动化以后,动力系统进入的门槛有所改变,动力系统参与者产业链条和传统企业也不一样,也有很大的改变,像动力电池、动力电机是很多跨行业新进入者。这个前提下大家一直在讨论,作为一个汽车产业动力系统怎么做?是自研为主还是和供应商联合?包括三电系统本身,包括充电怎么做,很多企业都有自己的考虑。


我本人的看法,动力系统的价值,目前应该是在70%左右,这里包括电池、电机和各种高压部件,未来技术和产量进一步提升,可预见到2025年成本比例仍然要接近50%,如果整机厂完全外购,对整个掌控上会有问题。


汽车差异化的特征很大程度上取决于动力系统,如果动力系统完成以后把它标准化,通过供应商的模式标准化,整车企业没办法在这个领域竞争。


基于这两点考虑,我个人看法,未来做整车,企业是一定会掌控动力系统,尽管目前有各种新的挑战、新的情况出现,这些新的挑战包括规模效应、包括成本掌控等等。除了以上这些原因以外,作为新的造车企业还有一个很大的挑战,迭代速度,新造车企业,有些企业接触一些互联网思维,其中一个优势就是快速迭代,至少他是这么看。


动力系统自身,从它的特性来看研发周期比较长,现在看电动化研发中心迭代主要取决于技术进步,电机、电池两到三年就会有比较大的技术改变,快速迭代依赖于供应商模式,自己的产品跟不上,所以动力系统往往是要做的。


作为动力系统也会考虑和供应商以某种形式联合,比方说电芯,大家一致的看法是除了少数的整车厂,电芯是供应商模式。PACK有的厂采用供应商模式,有的采用和电芯厂联合,也有第三方来供,PACK越来越多走向整车厂指导,从研发到生产,包括BMS也会这样。BMS后面可能会讲到,要和电芯供应商有更多的合作。


下面简单介绍一下小鹏汽车在动力系统这块的发展方向。


作为新的造车企业,动力系统这儿从电机到电驱系统,整车VCU,充电系统,我们都是倾尽全力研发,在电池这块,电芯采用和供应商合作,PACK和BMS系统是从研发做到生产,电驱系统是做系统集成。由于智能汽车和自动驾驶的需要,我也感觉到目前行业对这点还没有关注到,自动驾驶的条件下对电驱系统会有一些特殊要求。


比如说车过减速带的时候,为了防止车的颠簸会控制车速,对电机的控制,目前大家做电动车都是在做扭矩控制,低速自动驾驶状态可能需要转速和电机转角控制,对动力电池界也是一个挑战。这个技术可能用在很多工业自动控制比较多,工业电芯是新技术、新需求,像电机也会产生新的需求。


VCU除了扭矩控制,还有能量管理,在自动驾驶条件下,还要在协调动力系统和底盘系统,要保障车辆的动力学安全,也就是说作为一个自动驾驶汽车的小脑作用,大家认识到了这点,但是在整车架构下,这些功能分配给哪些控制器,我觉得大家还没有完整的认识,我个人的观点,未来和车辆动力学安全相关的自动驾驶设计还是要给VCU。


关于充电,大家知道这三年国内市场上出现了很多电动车,其中一个用户痛点就是充电,充电桩不太好找,找到充电桩不太好用,好用的充电桩用户体验差,充电慢。依靠第三方、依靠公共解决,目前来看,经过我们国家政府部门,还需要一定的时间,基于一定的思考,小鹏汽车决定自建充电站,而且充电站本身在用户体验上,后台服务上,充电时间上自行定义。下款车要具备超充的能力,充98%的电需要28分钟,比特斯拉还要快一点。


下面简单和大家交流一下电池领域。


动力电池的设计第一个要考虑的问题是,作为一个系统,首先我们要和整车人一起探讨,整车的特征目录、整车的差异化竞争点,如何分解到动力电池部分,这往往是车的交互部分,目前这种技术还不一定能满足,我们要反复迭代几次,最终确定动力电池系统需求。


举一个例子,比如说充电需求,整车角度来讲,他肯定会给你提一个需求,那就是速度又快又好。国际上也在讲这个概念,用户能忍受的充电时间。有的概念是每充一百公里需要多长时间,有的是完成一次完整的充电,有的是充80%需要多长时间,大家的定义不太一样。但不管怎么说都是用户的语言,我们要把用户的语言变成整车的工程语言,进一步分解下来变成电池系统的设计语言、设计要求。


然后要考虑电池系统如何适应不同车型的设计,小鹏汽车正在研发一款是A级车G3,今年年底量产,每个车未来有不同的变形车,有三厢、SUV、MPV,不同的需求如何用电池产品平台覆盖尽可能多的整车,反过来电池平台一旦进入以后,车的平台也是确定的,现在专用平台的整车设计,目前看,某种程度上是以电池为中心的设计。


要把电池做好,电池里的各种部件,一个是电池模组,一个是电池里的高压部件,也包括热管理系统里的很多部件,除了这个以外还有很多结构件。


电池设计很重要的是电池性能的设计,整车的需求逐渐分解到电池系统,电池各个总成以及电池的控制策略,也是从定性的要求到量化要求的阶段,大家对电池安全关注还远远不够,有一点可以看出来,目前很多车过分追求能量密度,这样看安全性是没有保障的。我经常和大家交流,目前这个阶段,从政府到民间都是鼓励电动车发展的,目前电池起火爆炸事件还是不少的,媒体各方面都比较宽容,大家听到、感受到的影响还没有那么大,我个人感觉,再过两年,2020年前后电动车数量增多,压力越来越大,公众宽容度没那么高了,要求会越来越高,做好安全设计,从电池、电芯模组,PACK各个层面要系统考虑。


具体的结构设计也需要一些创新性的技术,车要卖出去,头一批称得上是批量的是2015年前后,也只有三年,还没有到寿命具体暴露的时候,国内首批投入的车也陆续出现一些问题。再过两年、三年,电池的寿命非常大的问题。要实现车很好的寿命和安全,跟关键的是电池热管理的设计,电池设计里BMS,我个人感觉BMS作为一个电子系统,门槛比较低,大家也能看到独立的第三方公司,十几个设计人员就能支持独立的设计公司,一年也可以卖几千套、上万套。


如果要做好需要三个方面的技术,整车的需求转化成设计语言,转化成BMS的要求,包括一部分BMS的软件应该来自于整车厂。


第二个专业背景应该来自于传统汽车电子的公司,因为BMS仍然是汽车电子产品,从软件到硬件,供应链到开发流程,各种设计经验、生产经验,基于大量数据的电池模型,基于电池特性的深刻理解,目前我们看到的电池模型都知道得比较多,我认为这些模型作为门槛是可以的,未来还有很大的提升空间,为整车厂和电芯厂合作建立很好的模型。


电动车想做好,电池非常关键。电池想做好核心仍然是电芯,之前讲的技术我觉得作为整车厂、汽车工业界,可能对有些企业是门槛,只要有资金投入都可以克服,整车厂不能借由电芯做电芯的业务,根据需要选择合适的电芯,再进一步定制电芯,和电芯厂联合开发电芯。电池的寿命,除了电池包还有电池本身。

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