时间：2020年11月
出席人：国家新能源汽车技术创新中心专家

【专家讲解环节】

产业情况
新能源汽车产业发展趋势
整车厂可能从产业链下游的核心环节变成一个简单的制造环节。新能源车真正的价值在中段，是谁能提供高价值服务的让客户满意的环节。

电动车我们分为四化：电动化、智能化、网联化、共享化。但是电动化和智能化、网联化其实是两个趋势，这两个趋势一定会有融合，也就是我们说的产业的融合和共生。

受疫情影响的全球新能源汽车销量，头部企业集中度进一步加剧，在整车和零部件都是这样的一个趋势，而且核心的top10品牌在全球市场的影响力巨大。根据装机量统计，不算10月，6、7、8、9月这4个月在新冠疫情迅速下降后的开始回升，电池企业的装机量还是在提升的，超过了2019年同期装机量。 但是由于行业集中度进一步加剧的影响，行业里电池企业的数目是极速下降的。三年前整个中国有大概200家电池企业上过公告，现在就只有38家了，我个人认为未来会下降不到20家，因为整车企业也不断的在压缩，所以这个趋势是不可避免的。

对于未来汽车，我们认为趋势分为三大方向：
一、 消费市场需求：让客户用新能源车没有里程焦虑，而且未来的车是智能移动终端，我们如何能让客户更加便利、愉悦的去驾驶。
二、 技术进化需求，我们要在车上上什么样的配置会让客户更加满意，有没有新的黑科技，以及更低的能耗去满足客户的出行需求。
三、 产业发展需求，商业模式从个人买车到共享化，车型之间的平台像MED的开放，以及车辆的柔性智能制造。

不同年龄的客户对于豪华平台的需求不同。40-50岁关注车的大小、排量。而年轻人现在买车更关注车是不是能与手机互联，更方便识别做人机交互。我们应该让避免功能浪费，有些功能可能消费者一辈子都用不上。中国新能源汽车明确了电动化、智能化和网联化，而共享化是一种业务模式，以及在这个基础上还有所有交通工具需求的轻量化，这些都会对未来车辆的开发产生巨大影响。

新能源汽车有9个主要发展趋势：节能汽车、纯电动和插电式混合动力、燃料电池、智联网、动力电池、电驱动总成、充电设施、轻量化以及智能制造和关键装备。

实际上对于新能源汽车电动化里就是三大电：电池、电机、电控。这是用于替代传统整车企业强调的底盘、发动机，现在的车企都在强调三大电、电能互动、智联网和车控系统。围绕电池有哪些机会？动力电池现在强调车用端，但是最大的机会不仅来自车用端，也来自储能。

储能产业
全球已投运的储能项目规模达到了184.6GW，而中国其实只占了不到25%，这里面最主流的技术就是抽水储能，就是夜里我们把水抽上去然后白天再把水放下来，从这个衍生出来的还有机械搬运等。剩下的机械式的还有飞轮、空气压缩式的储能，电化学的储能在其中的占比不大，只有不到5%。电化学储能中其实中国做的规模是最大的，其中锂离子的装机规模也是最大的。

两轮车市场
另一个市场就是刚刚进入红海的两轮车的市场，以前像CATL和亿纬这样的企业都不会去碰两轮车，都是一些小的电池企业来做，但是现在随着新国标，锂电会住进替代传统的铅酸电池，包括运用在用于配送的物流平台。未来的两轮车、三轮车会成为最后一公里的核心交通工具，但是这种传统的两轮车怎么变成新的偏物流平台化的车，而它的电池又会是什么样的可以和已有的两轮车兼容和适配。现在的铅酸电池已经有了专门做电池出租的模式，锂电在不远也会走出来这种模式。对于两轮车的电池来说其实用的都是低电压平台，就是48V、60V、72V，容量一般在20安以下，大概0.5-1.5度电。这个市场主要是基础用户大，所以好像一辆两轮车的电只有0.5度-1.5度，但是这个的用户是亿级的，而我们车的用户是百万级的，所以这个市场是很大的。

电动工具产业
中国传统是有优势的，2019年全球电动工具锂电池出货量由11GW，这里头主要的电池都是圆柱的，这是电动工具的主要特征。这里国内主要以德赛、亿纬、海四达这些，国际上以三星、LG都在做电池。

锂电池回收产业
还有一个我们在看的就是退役的锂电池，2020年我们预计我国退役锂电池量大概有26万吨约26GWh，到2025年大概达到80万吨约134.5GWh。

锂离子电池技术
宁德时代CTP系统
以前我们做电池系统设计的是三层，单体、模组、电池包，然后这里头我们是由电池企业选择单体，然后再做性能总成和模组。CTP系统核心原理就是把模组这一块省掉，这样它的方案可以把单体的电芯可以直接用在动力电池的电池包里头。以往做电池模组我们会把大量精力投在物理防护和机械连接上。现在省略了模组这一块可以有效的降低零部件数量、生产效率还有生产成本，集成效率从原来的75%提升到了现在的90%。它的零部件数量降的非常明显大概有40%，而且能量密度可以达到200Wh/kg。而且它整个的热管理做在了电池包的底部，这个做到了一个大的热管理，同时它会做一些处理来解决热扩散的问题。现在还有电池企业在做软包的容模组方案，但是软包更难一些，因为方形电池是可以像搭积木一样独立摆放的。

比亚迪CTP刀片电池
它的电池做了宽幅涂布，它的电芯做的很大是个长的电芯。它这款电池如果做磷酸铁锂方案的话也可以把电池能量密度做的相对比较高，所以基本原理都是在结构设计上做文章，我们不认为他们在电化学体制上做了变化。

标准模组
另外一批电池企业不选择无模组或者刀片电池方案的就会走标准化，355、390和590其实是欧洲标准，这些都是标准化的模组但是用在不同的应用场景上。355尺寸比较小，主要兼容PHEV和EV，590基本都是纯电动的，是大众主推的电池模组方案。未来大家会尽量把系统和模组形成标准化的连接和设计，这样的话产品的一致性和质量可以快速提升，也能有效降低成本。而且现在电池企业如果不选CTP或者刀片电池，他们一定会选择这几个标准化的模组，这是现在主流的方案。

BMS技术介绍
BMS在传统电池设计里涉及了温度电压采集、通讯诊断、高压控制，包括绝缘监测还有主动和被动均衡。以前小的电池都是选择集中式的，后来我们用BMS和BMU做成了分布式的方案。但是未来的架构会有些更大的变化，我们对于电池安全的要求会更高，一般对BMS我们会要求做到ACLC或者ACLB。再往下BMS能不能跟整车的模组或者小的模块做迁入，另外在中段我SOC和SOH做的精度更高。但是更关键的是，我们认为未来的价值在于数字化全生命周期电池数据管理，我们怎么能从电池数据中发掘未来预保养和预警，还有云端数据管理和电池健康卡片来支持梯次利用，这些都是未来主流的市场方向。所以BMS再往下不会变成一个相对独立的器件，而是会和整车的控制器或者去和MCU结合，把功能安全、无线BMS、高精度、全生命周期管理，还有底层的计算硬件包括芯片的平台化也会考虑进去。

当前产业化的锂电池体系和能量密度情况
磷酸铁锂基本上负极材料就是碳，就是石墨。523和622现在大家用的都比较少了，现在都往811或者镊钴铝上面走。这个过程中也有人从传统石墨转向硅碳复合，做硅碳复合的优势是可以快速的把能量密度做上来，但是劣势是功率会受到影响。所以大部分车辆做磷酸铁锂基本上都是选择方形的，然后软包和圆柱都是在乘用车上用的比较多。物流车这一块考虑到成本的竞争，我们一般选磷酸铁锂或者锰酸锂。

全球主流供应商对比
动力电池几大供应商主要是韩国的三星、SK和LG，日本的松下，国内是CATL和比亚迪。松下现在还是镊钴铝的方案来突破，所以它的能量密度优势很明显。但是圆柱电池在现在无模组的方案下，成组效率就明显不如这些了。LG基本采用叠片和层压的工艺，它是软包的电池，它的设计是为了解决电池充放电过程中呼吸效应带来的鼓包变形问题。CATL是CTP的方案，可以有效的在系统层面上提升能量密度。

镊钴铝的能量密度优势非常明显，但是镊钴铝比镊钴锰这种高镍的更不安全，多次充放电后或者受到异常冲击下的安全风险会更大。所以很多国内车厂对于镊钴铝还是很慎重的，哪怕对于811也是很紧张，因为811的风险是要高于333或者523的。电动车作为一个交通工具首先是要解决安全问题的，但是由于补贴因素的影响我们快速的提升了能量密度，所以大家没有完成几年一验证的周期，而是快速的把高能量的产品推向了市场，所以现在经常看到电池起火失控的问题。

痛点问题：锂离子电池降成本
锂离子电池降本速度比我预期快的多，从12年的一度电5000块钱，到15年大规模出货时3500块钱，到20年一度电1200-1500块钱。所有的消费者都关注的三个点就是成本、安全、续航里程，而我们看到未来降本的速度会非常快。美国的BOE前几天提出来电池能做到100美金，当时大家还觉得有难度，现在看单体的这个指标350瓦时和260瓦时每公斤的密度还是有难度的。国内有实验室做出了350Wh/kg的，但都不是量产级的，但是系统的能量密度做到200WH/kg是问题不大的。成本目标基本上已经实现了，单体6毛钱1瓦时，系统成本1块钱1瓦时。2025年我觉得也不是难度，随着规模的影响，看一些磷酸铁锂企业真实的物料成本，其实已经远低于0.6了，大概0.4到0.45。

降本核心环节：原材料降本
降本主要一个是原材料成本，一个是规模效应，通过大规模的量产来迅速把制造费用和生产工艺摊下去，然后把良品率提上来。因为良品率对成本影响很大，如果良品率做不到90%以上，基本上没有太多的利润空间。再一个是电池技术的进步，电池的材料、设计和成组的效率，2004年宁德时代电芯不到3块钱1Wh，然后迅速的下降。整个电池成本的分析，里面正极、结构件和制造的占比是比较高的，负极、电解液这些的占比其实是比较少的。所以我们看18-19年直接材料的成本已经下去了，大概到6毛钱，未来还能够继续降。现在主要是通过规模化效应包括工艺的提升来把直接人工成本、制造费用、研发费用更好的摊销。

原材料降本空间
把材料成本更进一步的拆分，我们判断原材料再降1毛钱是有机会的。三元正极的钴、锂、镍的价格比前两年降了，而且加工成本也低了。石墨的负极降下来了，现在不到5万块钱一吨。隔膜的关键核心在于它的良品率，电解液是在于锂盐和添加剂。整个磷酸铁锂包括三元正极拆分我们都做了一些分析，基本上我们认为每度电成本合起来能降大概100块钱左右。

系统和设计降本
出了原材料降本以外还有系统和设计过程中的降本，比如说CTP可以把生产效率做到更高，因为省去了模组的这个环节，而且可以把模组的物料成本也降下去。如果是CTP用BMS还有电池箱和其他的结构件，1度电大概能剩140块钱。所以未来三元电池的系统成本，有可能会降到不到600块钱1度电，磷酸铁锂甚至可能到不到500块钱1度电。但是考虑到毛利率、税率，以后的销售价格其实可能还是有优势的，所以我们判断它的成本是可以做到200、300块钱的降低的，所及基本上可以完成当年100美金的预测的。

痛点问题：全生命周期成本在补贴情况下实现平价
未来电池的核心价值在于什么？怎么说服用户买车？一是我们现在电动车的价格比燃油车的还低，第二是全生命周期，五年后十年后的使用成本和寿命是更有优势的。现在大众ID的产品，在退税和补贴后，其实它的价格已经低于了燃油车的价格，但是中国的补贴在快速的下降，所以我们现在就按全生命周期的成本去算。我们拿了两款车，一款比亚迪宋PRO和宋PRO的新能源，购车成本一个是8万一个是15万，但是年限算成8年，2万公里的行驶里程是我们每年的标准计算，一般一个家庭是在1万5-2万之间。如果是运营车辆的话，新能源车的全生命周期成本优势会非常明显，算上电费、油费和使用成本都算上，再算上残值的话，优势会更明显。但是一般的用户4到5年会换车，这一块的风险就在于二手车的价值，如果新能源车可以像传统车一样去交易，那么新能源车对于客户的说服力会更大。

痛点问题：锂离子电池安全问题
电池最大的问题就是安全问题，所有的电池企业涉及到着火和自燃都会去解释这是谁的问题，这几年电动车的事故越来越多，这是非常正常的，因为电动车的量起来了，现在几百万辆车在路上跑，这个比例我认为是正常的。这个造成它着火燃烧的原因主要有充电，外部冲击后自燃和其他一些要素。充电这种基本上不是刚出去的车，都是一年两年后，形成了一定的行电，在某一次充电过程中电流过大，某一个区域热失控之后产生了热集聚，BMS也没有给出停止指令，最后产生自然。碰撞基本上是外部造成短路，行驶中的自燃很少，这两个比例都比较少，深圳那个自燃是因为后车追尾速度过高，即便是燃油车车内的乘客也很有可能会死亡。涉水自燃的风险也很小，现在的电池企业都要把电池放到水下一米放30分钟看有没有漏水或泄漏的现象。

锂离子电池安全问题解决方案
第一大块是在增加原材料的热稳定性，第二是在电芯里涉及的更薄更好的散热，第三是电解液做变化，做固态电池，半固态或者全固态电池可以增加可靠性也能提升能量密度，但是在功率、循环寿命有些问题。第四是在国家大数据平台上做平台预警，大数据联盟每个月都会给车厂提供预警模型，但是具体做召回还是观察是由车厂做决定的。第五是在车的设计上采用大量新技术，比如底板防护、内部灭火系统，还有大量阻燃材料的使用。现在国家的要求变严了，谁着火谁召回谁负责，一旦车厂出现若干起连续着火，你要对自己的产品做一个完整的解释，有可能会导致整个产品体系的召回以及停止整个生产和销售。现在大家基本上是从车厂拿到车型和电池数据，然后用电池数据还有驾驶习惯数据、位置数据、充放电习惯数据、工况数据、环境数据，去预测电池容量、电池异常、电池寿命，最后通过历史数据和电池寿命对退役电池估值。这个会保证电池和二手车的残值估值同时对整个车辆的安全和运营会有更好的保护。

下一代电池技术：钠离子电池
现在主流技术是正极高镍，负极是硅碳，再往后就是固态电池了。CATL还选了个锂空气电池，SK、LG都在高镍和硅碳负极上做文章。三星的也是在镊钴锰加上镊钴铝再加上硅碳的负极，然后再进行大规模的产业化，不过固态电池在产业化的路径上还没有排在前头。

下一代电池技术我们认为比较主流的有几个，第一个是钠离子电池。锂和钠在元素表上差了一级，所以钠的优势是它的储量丰富，而且它的制造过程和现在的锂离子电池的产线是兼容的，不会完整的颠覆了现在的制造体系。另外它电解质的选择更广泛，同时高安全性能，低温性能也很优异，但是它的问题是在于能量密度比较低，上车应用的能量密度是有挑战的。如果这样的能量密度在车上，我们判断就是200公里以下的这种车，高里程的车是没办法用这个的。另外储能的应用我觉得优势非常大，这块大机会比较大。

下一代电池技术：固态电池
另一个电池技术就是固态电池，现在传统的锂离子电池都是液态的或者凝胶的，现在很多做固态电池的过程中做出来的我们叫做半固态产品准固态电解质，或者混合型的，最后才是全固态的。在整个新能源汽车的发展规划过程中，动力电池核心的一块就是加快固态电池的研发和产业化。固态和主流锂离子电池的质量能量密度很明显，但是劣势也很明显，就是它的功率密度一下子就下去了。现在大家都逐渐把循环寿命做起来了，但是它的安全性能好很多。所以固态电池到底怎么上车应用其实现在还在看，功率密度会对高性能车型上车影响比较大。现在固液混合的这种半固态电池的混合路线的主要挑战是大尺寸电解质膜的机械性能的稳定性和制备工艺，在工艺特性上是低于液态电池的，而且材料和制造成本高。未来如果转成固态电池，我们现在有多少大概是有80%的设备是可以保留的继续使用的。

全固态电池的主要技术路线有聚合物全固态、薄膜全固态、硫化物全固态和氧化物全固体。现在基本上都是Ah数量级的样品，用在车上的话如果是软包大概是60-80Ah之间，如果是方形大概能做到200多Ah，所以这个和现在我们大规模量产的产品比起来的话还是差了一个到两个数量级的。但是它的安全性能和高温性能十分优异，但是未来的挑战在倍率和低温性能，你怎么把功率密度提上去。另外在常温下没有在高温下的表现更好，在60度会比在25度的状态更好。
下一代电池技术：锂空锂硫电池
锂空锂硫电池有更高的能量密度，因为是空气阻极，但是现在这个主要问题是科研产品，很多东西是纯研发，离未来大规模量产有很远的距离。

锂离子材料技术
关键材料：正极材料
现在主要的正极材料还是以中日韩为主。日本的正极材料主要供应给日本锂电企业，有明显的共生共赢机制。韩国的正极材料基本是三大电池厂，三星、LG和SK，这里面主要有ECOPRO和L&F。中国的正极厂商在高水平产品的研发和质量上和日韩是有一定差距的。主要的几个正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料，但是主要用的还是三元材料和磷酸铁锂，钴酸锂和锰酸锂现在用的比较少了。作为主流，磷酸铁锂的未来主要是提升容量和压实密度，通过表面的纳米化和纳米处理来提升电导率和低温性能倍率性能。三元基本上是往高镍，把电压和能量密度做起来。

关键材料：负极材料
负极主要是石墨，又分为天然和人造，但是现在人造占比比较高，硅碳在小型电池上有应用了，但是主要问题是膨胀和成本，现在还在推广的初期。未来我个人感觉硅碳的比例会逐渐起来，现在主要要解决硅的比例的提升的问题，这样可以把能量做的更高。负极最大的挑战是电费，哪里的电便宜就去哪，处理的工艺基本上都差不多。

关键材料：隔膜
隔膜是核心的原材料，国内现在是湿法隔膜的占比越来越大，可以更能适应当年动力电池高能量密度的需求。隔膜制备工艺主要分为干法拉伸和湿法拉伸，湿法拉伸PE主要用于三元，干法拉伸PP主要用于磷酸铁锂。整个隔膜价格会越来越低，而且湿法会在未来成为主流。

关键材料：电解液
电解液的主要问题就是添加剂的问题，看你怎么往里面填做组合。这个同质化现象很严重，很多电解液厂就是几个搅拌罐，差异不太大就是添加剂配方不同。

储能技术
电化学储能技术
电化学储能应用越来越大，现在主要是集装箱式储能。有电池组，电压器做管理，通过不同的800V的母线可以从低压的小容量到高压的大容量做分离式或者集中式的应用，它的应用包括发电段、电网端和用户端。现在国内已经开始起来了，现在很多电池企业不光把目光放在车上，也在慢慢的放在储能应用上了。以前还是靠抽水储能，但是现在电化学储能，锂离子储能的应用越来越广。现在基本上来看锂电的储能回收周期峰谷差超过7毛钱，现在的锂电成本是可以覆盖的，周期会长一些，但是如果能拿到稍微低利率的贷款的话，还是可以赚钱的。

电化学储能技术：锂电池技术
国外三元的储能着火过，国内对三元更加谨慎。现在国内主要的锂电池储能选择是磷酸铁锂，因为寿命长，不止7到8年，甚至可以达到10年，而且安全性能更好。在过程中也更便于管控，运营成本也相对低一些。国家十四五规划储能广泛运用，成为完成的产业体系，成为能源经济的增长点。另外对于标准和电力市场，国家也是在推广的，而且在南方很多区域峰谷差价足够大，还是可以把帐算明白的，不需要国家补贴。发改委推出能源经济园区的建设，还有些省份推出了几分钱的峰谷差补贴，但对于能源管理和运营都会有巨大的帮助。

电化学储能技术：镍氢电池技术
镍氢以前主要用在微网储能和家庭储能和新能源并网上。在电性能上镍氢没有优势，但是它的记忆效应和自放电问题比较明显，成本、能量密度、大功率放电能力比较弱，所以未来很难成为主流。

电化学储能技术：液流电池技术
液流电池主要应用于光伏和风能的可再生能源的并网，但是它的挑战是控温，包括钒、电机处气体的析出还有成本。国家提过关于建设100MW全钒液流电池储能电站，但是更多偏技术探索，所以未来很难成为储能市场的主流，但是研发的方向可能大家更加关注。

电化学储能技术：钠硫电池技术
钠硫电池安全是比较大的挑战，而且成本有一定的劣势。它主要用于负荷平定，可以用作备用电源，未来钠硫电池也很难成为主流的技术路线，更多可能是偏研发的性质。