9月4日-6日,由中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會以及中國汽車報社共同主辦的第十六屆中國汽車產業發展(泰達)國際論壇隆重召開。9月6日,在以“動力電池競爭格局之變”為主題的第一會場中,遠景AESC執行董事、中國區總裁趙衛軍發表了精彩演講。
以下內容為現場演講實錄:
趙衛軍:大家好!今天我想跟大家分享一個主要的內容就是“軟件定義電池”,在談這個主題之前,我想跟大家先分享一下可再生能源技術這些年一個發展趨勢。
從這一頁圖片上大家可以看到,可再生能源技術,特別是在發電側的可再生能源技術,其實在過去的10年間進步的非常大,它的動電成本從過去光伏一塊五,風電接近于七毛錢,降到了今天的我們的風電、太陽能都不再需要政府的補貼,也就是說已經跟火電的標桿上網電價一致的情況,這是一個在10年前整個的能源行業,整個的電力行業大家都很難,都難以置信的一個結果。
那么,現在的可再生能源真正的商用化的風電和光伏,都已經取消了補貼,實現了平價上網。那有些區域還做到低價上網,這些東西是靠什么做到?關鍵靠的還是技術的進步。特別是一些關鍵的創新性的技術進步,使得他們的度電成本真正的在商業化上取得了成功。其實這些東西給我們一個非常大的一個啟發,就是在我們用戶側的可再生能源新能源發展,就是我們電動汽車的發展的過程中,一定也是技術的快速的進步,才能夠帶來我們用戶側的新能源汽車的商業化的真正的成功。使得我們整個不論是新購車成本,還是我們運營成本,實現真正的對傳統的燃油車的一個商業上的成功的實現。
大家從這張圖片上能夠看到,到2020年我們的風電,我們的光伏,基本上都做到了兩毛錢的度電成本,我們的儲能也做到了接近于兩毛錢的度電成本。我們可以從目前技術發展趨勢來看,接下來五年時間,就是我們的“十四五”期間,其實我們的風電、光伏都是能夠做到接近于一毛錢,低于兩毛錢這樣的度電成本,其實我們的光伏我估計在兩三年內左右,甚至不會超過三年,能夠接近于一毛錢的度電成本,這些核心的度電成本的下降,會使得我們整個行業的形態,會使得可再生能源真正意義上的革命、變革,特別是是它的占比會發生一個質的辦法。
那么,我們看到了可再生能源發電側的巨大的過去10年發展過程中,巨大的進步過程中,其實成就了我們很多的中國的企業,按現在光伏的全球前五的企業中全是我們中國企業,風電的全球前五企業中中國企業占了兩家,他們都是依靠技術上的創新,而且是持續的創新,快速的創新,不僅實現了光伏和風電的度電成本商業成功,也實現了企業在整個全球行業上的真正的意義上的成功。
正因為這些企業依靠著科技上的快速成功,使得他們在可再生能源的發電側,就是生產側,取得了絕對的市場地位。那么,我們非常有信心在全球最大的新能源汽車市場,就是我們的能源需求側,一樣能夠取得這樣成績,一樣能夠取得這樣這么大的商業成功,在這些商業成功的過程中,中國的企業一定會成為需求側,特別是我們的新能源汽車和汽車相關的電池這些關鍵的零部件它的發展過程中真正的贏家。
動力電池其實現在面臨著三大挑戰,其實這三大挑戰也是我們純電動汽車面臨的三大挑戰。
首先,第一個就是來自于用戶體驗的挑戰,因為我們都清楚我們真正的跟我們競爭的是傳統燃油車,我們一定要在純電動汽車跟傳統燃油車的這個用戶體驗的對比上,贏得用戶的認可,我們才能真正的贏得這個市場。
比如說,我們電池的續航,我們的充電,還有一個其實非常關鍵就是乘車的舒適度。因為我們知道現在我們的電池都是采取一個大的PACK放在底盤上這種模式,其實這個無形中帶來了我們底盤高度的上升,使得我們后排乘坐的不舒適,使整個乘員乘坐不舒適,其實這些都是未來技術在持續突破,技術持續演進要關注的焦點。
第二個就是成本,全行業目前來看,無論是從我們車廠,還是從我們的電池生產廠家,都非常關注它的購置成本和它的保值率如何能夠超越我們得到燃油汽車。
還有一個非常關鍵一點是質量體系,現在我們新能源汽車面臨著質量體系上,在質量問題上很大的挑戰。這就需要我們一定要在這個質量體系上能夠實現同燃油車的看齊,甚至于超越燃油車。因為在某種程度上其實新能源汽車的技術難度有些方面是低于燃油車,當然在電池本身這是一個新的領域,但是在這個領域我們更要去按照燃油車做過這么多年的經驗積累下來,很高的質量體系實現在電池一致性、安全性上,以至于給我們整車的一致性和安全性上實現一個質的突破。只有我們解決了關鍵的這三大挑戰,我們在需求側、新能源的需求側,我們在真正的新能源汽車的發展才能實現快速的發展,跳躍性的發展,才能贏得真正意義上的商業成功。
誰掌握了?誰真正的實現了?突破這些挑戰的關鍵技術,誰就掌握了市場上的主動權。其實這么多年我們一直在談,新能源汽車的技術的創新,我們電池的技術的創新,但是其實經過這些年一路走來之后,我們現在有一個非常大的感觸就是我們的動力電池,甚至于我們儲能電池,我們需要跨學科的這種合作,我們需要跨學科技術需要相互的借鑒,才能夠使得我們在電池的技術上實現快速的突破和跨越。
當我們談到電池的技術創新,其實過去我們一直聚焦在材料開發、結構設計、工藝制造,以及電池全生命周期價值的挖掘上,但是我們現在越來越意識到我們更要借鑒其他的產業,其他的行業上優勢的技術,領先的技術,應用到我們的電池的技術開發過程中,應用到我們電池創新的過程中。
我們都知道其實電池非常關鍵的技術演進,就是我們材料的開發,但是其實我們現在材料的開發沿用的還是傳統的化學材料開發的這些方法,我們迭代的速度是很慢的,我們靠的還是人海的戰術,周期長、效率低。但是,我們整體上對軟件的,我們認為真正的人類外腦,這些年的信息技術,大數據領域實現了飛速發展的這么一個技術紅利上,其實我們在材料開發上應用的還是很少的。我們也欣喜的看到現在一些高校,特別是美國一些高校。比如說MIT一些化學專業的領域的學者,已經優先的在考慮把真正的材料開發的模型實現有意義的建模,實現高效的建模。那么,利用現在的算力的成本的大幅度下降,以及計算能力的大幅度提升,來實現這個非常挑戰的化學過程,化學反應過程的仿真、建模,這樣就會極大的提升我們材料開發的速度,大幅度的降低材料開發的成本,提升材料開發的效率。
那么,誰掌握了這個關鍵的技術,誰就能實現在材料開發上,這個已經不是簡單的在電池領域一個真正的突破,是整個我認為是化學領域的化學工業體系的一個真正的突破。
我們在結構設計上,應該說現在越來越多的應用、建模、仿真,這些建模、仿真如何在能夠實現一定意義上的技術的突破,特別是我們要看齊整車上的建模仿真的能力,我們看齊甚至于在一些航天技術上的建模仿真的能力,為什么?甚至于在一些橋梁上建模仿真的能力,為什么?因為這些行業是極度依賴于建模仿真能力,因為沒有它我們是不能實現現實社會中的無論是新的車型,無論是我們新的類似于像我說的珠三角的跨海大橋,港珠澳的跨海大橋,實現我們很多的幾十萬噸的巨輪的制造,它是不能允許我們進行反復的進行實驗,更需要我們帶結構的仿真,使得我們在建模上真正的實現更高的精度,實現更加快速的仿真,更加系統性的仿真,只有這樣才能實現我們在結構上的快速的突破。
第三個環節,我們在工藝上現在來看,整體上還是依賴于我們不斷的做DOE的實驗設備,不斷做DOE實驗,根據這個實驗結果來鎖定我們的工藝參數。做的更好的一些我們可以探究一些工藝的邊界值,但是我們認為其實我們很多的工藝也需要利用我們的建模仿真的能力,這樣我們就會節少大量的做DOE的時間,讓我們的外腦,讓我們的軟件,讓我們的大數據處理來幫我們加速真正的工藝DOE的過程,我們不是取消這個DOE,我們是利用信息化的能力,利用現代算力的成本快速下降,利用我們的仿真能力,我們的建模能力快速提升的這個技術紅利,來實現我們工藝的快速迭代,效率快速的提升,工藝關鍵參數的鎖定的過程中的成本快速下降。
那么,在制造過程中我們要引入大量的智能傳感器,來實現我們整個制造過程中的無人化,實現整個制造過程中的全數字化,實現制造過程中的數字孿生,從它的設計這條產線的開始,我們經過大量數據的建模和仿真。不僅是一個簡單的產線本身layout的仿真,我們還要實現整個的各個設備模型上的打通之后的、量產的自動化的仿真。讓這個設計態的模型,跟我們實際產線運行帶的數據結果,進行比對,快速的發現問題,快速的預測問題,那么實現真正意義上實現我們的質量不留死角的可控制,實現真正意義上的消除掉我們所謂的批量質量問題,降低我們的質量成本。
我覺得在這些關鍵在我們過去關注的這些關鍵的技術要點上,一定要引入我們當前的別的行業,其實已經實現了軟件上的能力,建模的能力,算法的能力,數字孿生的能力,只有這樣我們才能夠真正提升我們電池領域的技術迭代的速度,降低技術迭代的過程中的成本。而且實現在技術上的,實現在質量體系上的,真正的精準的控制。
遠景,在過去的我們在發電側的智慧風機、智慧風場的過程中,其實積累了大量的這方面的經驗。我們這一年來,我們也是在不斷的反思,我們進行內部的不同領域的團隊的融合的技術發展。我們引入了我們在風電領域的集成產品開發的方法論,更加引入了我們過去在建模能力、計算能力、感知能力、數字孿生領域方面積累了多年的成功的商業化這種技術能力。把它跟我們電池現在開發的碰到的難點,和我們關注的這些聚焦點,一起去開發。其實這個給我們過去一直從事純粹的材料開發和純粹的工藝開發的很多的研發同事有很大的啟發。
我們內部有很多的立項,我們相信隨著我們這些真正的軟件技術的、數字建模能力、仿真能力這些成熟的方法,在我們電池領域的應用逐步落地之后,會實現我們電池領域更快速的技術迭代,能實現很多不可想象的技術性的創新,而且這個成本還更低。這樣的話,我相信我們的很多技術發展,電池,會比我們想象的要發展的更快,會使得我們整個新能源的行業迎來更快的針對傳統燃油車的大規模的替換。
我們最近也在思考在材料開發上如何應用我們的建模能力,如何利用我們的仿真能力,其實我們發現在材料開發上還有大量的機理(音譯)的建模工作需要做。同時,因為我們有大量的測試數據,我們在這些測試數據上真正利用我們的大數據的方法,數據挖掘,我們也能夠得到很多例如在生命周期的預測,例如在材料的DOE過程中的快速篩選,例如在關鍵工藝的DOE的快速篩選過程中,能夠取得非常大的效率的提升和成本的下降。這個也是我們一個接下來研發的重點,這個再次實現我們軟件定義電池一個真正意義上的落地。
這一頁能夠看到,其實剛才我也提到,電池的生產是一個連續性的生產,它可以一致性,對整個質量體系,對整個的工藝體系都是巨大的考驗,提出了非常高的要求。我們認為我們一定要利用我們在智能傳感上的技術優勢,因為我們發現現在在整個電池生產過程中,還需要加大量的傳感器,因為我們發現還有很多關鍵的生產工序沒有實現閉環的全自動化的控制,為什么?因為沒有更好的感知技術,用的很多都是間接的感知,沒有這種直接的感知。
同時,我們又發現我們在這個生產的過程中,很多的問題,很多的事故的發生,與我們當時的設計態差異很大,我們為了提升我們的產能,提升我們的質量,需要花大量的時間去調整。我覺得我們在這里真正引入了數字孿生之后,關鍵是為什么我現在仔細思考,其實我們對產品、對產線都沒有建模,它不能夠針對于我們提前,我們在提前設計的過程中我們不能發現很多問題,這樣就把很多問題放到了真正的產線跑的過程中,而這個時候其實很多問題的解決就有了很大的限制,就很難突破,而且成本高昂,時間不可控。
我們覺得我們要利用過去,我們已經取得的數字孿生方面的很多的經驗積累,特別是基礎性我們在設備的模型和仿真上,我們在產線的聯動的仿真上,我們在設計態的產線和我們生產態的產線的數字孿生的技術的應用上,我們有大量的工作可以做。而且這樣真正才能夠突破我們原有的電池生產過程中的很多的難題。我們對這一方面的技術突破非常期許。
我們現在都在談挖掘電池全生命周期的價值,都在談從被動安全到主動安全,怎么做到?其實,一是要增加更多的感知,實現更直接的感知,實現我們對純電動汽車的系統性的感知,實現對動力電池的從電芯到模組、到PACK的實時的感知。通過這些感知來的數據,進行模型的判斷,對我們電池的運行狀態,對車輛的運行狀態,真正意義上起到安全的預測,行為的預測,行為的提醒,從我們過去的被動安全走到未來得主動安全。實現我們電池全生命周期的最大價值的可指引、可操控,這樣也會使得我們電池的成本快速的下降,也能解決我們新能源汽車發展過程中的很多的問題,而且這個是利用我們最新的感知技術,利用我們真正最新的主動的預測能力,這個還是要靠我們感知技術+我們的軟件能力。
總結一下,我今天想談的無非是兩個點:
一個點:在可再生能源發展過程當中,其實我們在能源的供給側已經取得了非常大的進步,已經實現不需要任何政府補貼,能夠快速的發展,已經實現真正意義上的度電成本低于傳統化學能源,實現真正意義上的商業成功。接下來會迎來市場的大爆發,會實現可再生能源對傳統化石能源的真正的替代。
那么,我們在需求側,在我們可再生能源的新能源汽車角度,我們相信這個也一定會到來,這個到來我們認為一定是依賴于我們技術上的快速的突破和創新,而這個突破創新我們不能只是局限于我們過去傳統的電池的技術,我們更要擁抱去尋找,去跟已經成熟的別的行業的這種軟件能力,我們的建模能力,我們的仿真能力,我們的數字孿生能力,我們的感知能力,這些東西是真正人類的外腦,我們要讓這些外腦成為提升我們電池開發效率的真正的好朋友和工具,讓這些已經被驗證的技術上的成熟的經驗,快速的在我們電池的關鍵技術領域得以應用。
這樣我們在整個可再生能源需求側、供給側就會迎來快速的進步,實現沒有補貼情況下的健康的成長,實現對傳統的燃油車的快速的替代。
最后,也給大家報告一下,遠景已經加入了全球RE100這個組織,成為中國大陸首個承諾在2025年實現百分之百的綠色電力消費企業,我們會利用我們過去十幾年在可再生能源供給側上的成功的實踐,同樣應用在我們的電池需求側。因為,我們的初心不變,還是要實現對人類的可持續發展的關鍵技術問題的挑戰,迎接這個挑戰,突破這些挑戰,真正迎來一個可持續發展的未來的零碳排放的這個世界。
我們過去做到,我們相信在未來在電池行業,儲能行業一樣能夠做的像我們過去一樣好!而且超越我們過去。謝謝大家!
(注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱)
來源:蓋世直播
作者:郭軍月
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