春风动力刘正:动力电池应用于两轮车的挑战及应对策略
发布时间:2024-04-28 13:40:00

  4月28日下午,在第五届新能源汽车及动力电池(CIBF2024重庆)国际交流会上,浙江春风动力股份有限公司电池系统部部长刘正,作题为“电动两轮车的电池应用需求和应对策略”的主题演讲。

春风动力刘正主题演讲:电动两轮车的电池应用需求和应对策略

图为浙江春风动力股份有限公司电池系统部部长刘正演讲

  以下为速记内容:

  各位嘉宾,大家下午好!我是来自春风动力的刘正,今天我演讲的主题是“电动两轮车的电池应用需求和应对策略”,跟大家分享一下。

  我将围绕以下四点进行展开和说明。一是电动两轮车行业的整体趋势和用户的诉求具体是什么样子的;二是动力电池发展的趋势和在电动两轮车方面应用的挑战;三是春风动力的应对策略和行业建议,最后介绍一下春风动力电动化战略发展的布局。

  进入到第一个章节,首先简单介绍一下电动两轮车的分类。大家可能都听说过一些,电动两轮车在我国分三大类,分别是电动摩托车、电动轻便摩托车和电动自行车,它们在整车质量、车速、电压、功率以及载人、脚踏、产品管理和执行标准上都不一样,这里特别提醒电动摩托车和电动轻便摩托车都需要上牌。电动自行车都比较熟悉,大家看到的比较多一点,但法规要求也比较严,比如整车质量,只能小于55公斤,车速不得大于25公里,电压也只能在48伏以内。

  电动两轮车的发展肯定离不开中国,在中国,伴随互联网时代的到来,以及智慧出行的繁荣发展,结合中国特殊的国情,电动两轮车在我国发展是比较快速的。包括现在有些城市限行限号,还有后疫情时代出行方式的改变,对电动两轮车发展起到一定的推波助澜的作用。同时,国家政策到地方也出台了相应的管理办法,比如说在安全通行、安全充电、规范停放等方面都进行了相关的约束,也减少了由于不当使用造成安全事故发生的风险。

  中国从2012年到2023年,电动两轮车保有量的增长是比较迅速的,截至2023年年底,我国电动两轮车保有量已经达到4.2亿辆,相当于每4个人就有1辆电动两轮车,每个家庭至少有一台车,而且大家可能最近也听了一些超标电动车也要进行换购,后续电动两轮车换购潮的来临也会助推销量的进一步提升。

  从销量来看,2012年到2023年虽然有波动,但整体是稳步向上的。我们在2023年中国电动两轮车的销量达到5500万辆,同时预计在2024年到2030年每年将以7%的复合增长率进行增长,预计到2030年能达到9000万辆的销售量。

  海外方面,因为海外也是电动两轮车发展的重地。首先看欧洲,欧洲是摩托车的发源地,摩托车的文化比较浓厚,他们也通过各种补贴,包括油改电的政策来刺激电动两轮车的需求,以及最近俄乌战争导致能源危机升级,不少欧洲民众也在逐步改变他们的出行方式,用电动两轮车出行。第二个是东南亚,东南亚印尼各方面最近大家也听得比较多,他们也是全球第二大摩托车市场,在他们那里也有很多国家出台了相关的政策补贴,因此电动两轮车也进入快速导入期。2023、2024、2025年这三年的增长空间是非常非常巨大的,到2025年预计能达到460万辆,同时渗透率到2025年也能达到25%,这有点像中国前期的新能源汽车的发展规律。印度这块是全球最大的电动两轮车生产和消费市场之一,2023年增速也非常大,达到85.7万辆,比2022年上涨了33.5%,而且他们在2024年还拨出了50亿卢比财政支持来发展电动两轮和三轮车业务。

  通过跟市场的用户直接接触交流和对接之后,我们发觉在电动两轮车上他们有一些关注点和痛点,主要集中在以下几个方面。

  一是电池的续航,电动两轮车普遍续航都不太长,可能在100公里以下或者100公里左右;二是安全因素,他们考虑得也比较多,还有充电慢、成本较高等,都需要企业通过技术创新及上下游协作,共同打造符合消费者真正需求的电动两轮车产品。

  我们结合动力电池的发展趋势,大家可能都知道动力电池发展趋势往两个方向走,即高能量和性价比两条路线。据我们分析,高能量密度,特别在高镍三元以及半固态、固态电池这块是比较适合电动两轮车的,因为电动两轮车的空间布局是有限的,它有利于电量的增加,同时还能实现轻量化,整车的重量不至于增加太多。高性价比的电池,由于成本低,使用寿命长,但能量密度也是比较低,比如说磷酸铁锂、钠电等等,可能在低速车辆和运营车辆会进行使用,因为它们的使用周期会比较长。

  回到电动两轮车对电池的要求上,其实我们总结下来有五点。一是充电和补能要快,不管是通过快充,还是通过换电,解决用户的痛点。二是高能量,带来高续航。三是高功率,电动两轮车对于电池的功率还是有一定的要求,四是安全性,因为最近两轮车的安全事故引起大家的普遍关注,我们也做了很多工作,后续会进行介绍。五是低成本,大家会觉得电动两轮车成本越来越高,像前几年汽车一样,但随着汽车的普及,整个电池价格也下来,电动两轮车还处在这个过程中,所以对电池的需求要求低成本,让电动两轮车普及得更迅速。

  我们对比了电动两轮车和电动汽车对电池的需求,两者存在比较多的不同。不管在电压方面,还是在电量方面,以及充放电倍率方面,甚至热管理方面,还有充电方式,包括电池在整车上布置,可利用的空间差异都比较大,以及电芯的选择上都不一样。

  首先电动两轮车的电压平台比较低,基本上都是100伏以内为主,个别的车型比如高端的高性能电摩可能做到300伏,甚至400伏,但这个比较少。第二个体积小,电池的体积仅为乘用车电池体积的10%,这还是在电量比较高的情况下。电芯方面,适合电动两轮车的电芯比较少。而且,由于电动两轮车的整车空间问题,无法布置更好的热管理系统,导致无法进行高效散热,无法实现现在乘用车上所做的4C甚至6C的快充,这是比较大的挑战和要求。针对这个挑战,也总结了一下,为什么会有这种挑战?一是电芯的内阻大,快充发热比较大,因为没有高效的散热技术。二是以便携式充电为主,充电功率比较低,因为它没做得大。三是不兼容充电桩,而且如果采用换电,C端用户的接受度也不太高。高电量电池在两轮车上布置空间比较小,无法布置更多的电芯。而且可选择的电芯少,乘用车现在一般100多的电池,在两轮车上其实不太适合,因为它是为汽车专门研发的,而车型结构是不一样的。同时我们要平衡成本和电量的情况。高功率两轮车,特别是在一些中高速的电摩上,持续功率达到2C-3C,电池持续发热,发热量比较大,很多热防护其实是很不到位的,这也是大家现在对两轮车的安全比较关注的原因之一。低成本,比如磷酸铁锂的成本比较低,但它的能量密度也会比较低,在整车布置上可能装不了更多的电量出来,导致续航比较低。包括电芯产能也是比较低的,导致成本也会较高。

  春风动力结合行业发展趋势,在充电、续航、安全等领域进行了系统的设计跟验证。首先快充这块,针对充电慢以及无法快速补能的痛点,从电芯的选型到充电器的开发,进行系统性的快充技术研发,推出了电动两轮车的超级闪充技术,这是兼容了汽车的交直流充电桩,通过实际测试在整个闪充过程中,它电时间0-80%小于12分钟,真正实现了喝一杯茶的功夫就把车子充满。而且在整个充电过程中,电池的温度只有40度以内,对电池的安全和寿命都有帮助。

  换电也是解决快速补能的一种方式,我们也参加了一些行业联盟,比如说欧洲有个可更换电池摩托车联盟,这个联盟目前有39家成员,我们春风作为其中一家,同时还有本田、雅马哈、铃木、KTM等企业,我们共同参与制定换电系统以及通用技术参数,包括应用场景等。我们也致力于把规范推广到全球范围使用。我们也参与构建换电下的体系模式和生态的建立,有效解决电动两轮车快速补能的短板。

  针对续航这部分,更高电量或者更高能量密度也做了很多尝试和应用,我们进行了车架电池一体化的设计,外壳减重30%,具有更好的操控、更长的续航。同时也借鉴了乘用车先进设计理念,比如无模组设计,也取消了传统的模组设计,将电芯集成在电池内部,提升的空间利用率达到10%,同时实现减重的效果。

  高能量密度方面,通过整包的结构和化学体系的优化,电池系统能量密度可以做到200Wh/kg,较以往提升50%。高效散热方面,结合乘用车散热技术,也在开发自己的小型散热系统,能够有效降低和均衡电芯的温度,温差能做到5度以内,同时保证在冬天使用时能够有效加热,不惧严寒。

  安全方面,大家比较关注,特别电动两轮车的事故频发不断。因此电池到整车进行系统性的设计验证,推出高安全电池系统,这里有整车级别,有电池级别,包括智能技术的应用,最终想实现让安全成为春风的一个品牌亮点。

  这里是春风后续将推出的高端电摩,将采用高安全的电池,通过汽车级的安全测试,这里就包括热失控试验,确保用户安心使用。具体通过以下几点实现,一是化学体系的高安全,化学材料,以及防爆阀、隔热防火材料的应用,防止电器过充短路情况的发生。包括外壳的防水防尘设计,最终在电池系统级别按照汽车级的安全测试全部通过,这里有个视频给大家展示一下。

  第一个是春风使用的电池,通过加热后定向卸压无明火产生,如果没有这种设计它一旦热失控瞬间爆燃,对驾乘人员很不安全。同时,采用车规级的裂度三小时的震动,叠加环境跟充放电综合实验,保证电池安全,电池在火烧的时候也不会发生爆炸。我们在跌落的时候,做的低温跌落,还不是做的常温跌落,在挤压环境测试时,电池均没有发生爆炸起火,大家可以放心使用。

  我们对于行业的建议有以下几点。

  一是规范化,我们建议健全法律法规,加大监管力度,因为最近很多改装电池,其实很不规范,对电池或者整个行业都是损害比较大的。因此我们建议规范整车和电池企业的行为,杜绝改装,提高安全性。

  二是电池平台化进行降本增效,运用平台化、标准化的产品实现电池通用,增加规模,缩短研发周期,降低维修难度,最终实现降本。

  三是技术的持续投入,比如半固态电池以及钠电池在两轮车领域持续投入,将来实现规模化应用后带来成本的降低。

  四是政策的支持,我们建议优化现有的电池法规,能够更符合普通老百姓的诉求,逐步放开一些城市的禁项,像重庆比较好,成都摩都。还有智能化也将成为企业未来各方面的差异点。

  下面介绍一下春风动力电动化的战略发展布局。

  春风动力总部位于杭州,成立已经有35周年了,主要是专注研发制造和销售摩托车、全地形车、发动机及后市场用品,目前全球已经超过6000人,产品销往100多个国家和地区,同时拥有4000多家经销商。

  在这里有几个点跟大家分享一下,一是2013年我们成为了国宾护卫队的指定摩托车生产商,同时2017年在上海证券交易所成功上市。我们有几大研发中心,比如说杭州作为总部研发中心,还有上海、美国、欧洲,都建立有研发中心。同时在各个地方建立有合资公司,比如和KTM在杭州有合资公司,和雅马哈在株洲有合资公司。同时在泰国、墨西哥也有制造基地,重庆也在布局制造基地。

  下面图是我们国宾的图片,还是比较帅的。

  春风集团目前下设4个子品牌以及2家合资公司,CFMOTO是主要品牌,CRAFTED是专门的后市场品牌,GOES是我们收购法国全地形车的品牌,ZEEHO是电动都市出行的子品牌,同时与KTM、雅马哈在杭州、株洲也建立了合资公司和工厂。我们电动车型主要是在CFMOTO和集合下面进行生产,其中CFMOTO定位于运动、玩乐和休闲,高性能的电动产品给消费者极致体验,定位于休闲娱乐。ZEEHO定位于电动都市出行,旨在为消费者提供既环保又时尚的电动出行解决方案,大家可以看看这些产品,CFMOTO下面有油的,也有电的,也有混动的产品,包括四轮产品,四轮拳头产品,也有电动化的一些产品后面陆陆续续会推出来。集合品牌下面全部是电动的,前期推出AE8、AE6、AE4、AE2以及CT系列,今年陆陆续续在很多城市会推广门店,包括车型也会不断丰富和拓展出来。

  最后跟大家分享一下我们在电动化方面的发展规划,前面也能看到春风从两轮到四轮产品都具备,所以产品涵盖电动自行车、电轻摩、电摩、电动UTV以及电动ATV,产品也涵盖了全电动、混动、增程、插混、微混和弱混,这也是为行业助力。

  在三电系统这部分,我们也进行了很多自研产品的开发,从电池BMS电控电驱到电源,从48伏到355伏的高压,从10千瓦到200千瓦的功率段,春风动力是全覆盖的。

  我的分享就到这里,谢谢大家!

稿件来源: 电池中国网
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