2020中國汽車論壇 | Mr.Heinz-Willi Vassen：電池技術與安全

2020年8月13日至15日，“中國汽車論壇2020”在上海舉行。本次論壇由中國汽車工業協會(CAAM)主辦，世界汽車組織(OICA)和世界經濟論壇(WEF)唯一支持。本次論壇以“新變化、新挑戰、新理念——引領中國汽車新征程”為主題，緊扣時代脈搏，尋求突圍之道，緊緊圍繞“十四五”規劃，掌控宏觀產業形勢，分析全球汽車產業發展趨勢。其中，奧迪中國數字化與新能源汽車高級R&D總監Heinz-Willi Vassen先生在8月14日下午舉行的“全球汽車技術發展領袖峰會”分論壇上發表了題為“電池技術與安全”的精彩演講。以下為現場演講:

范恒偉:非常感謝您，趙福全教授。(下午見面時用語)下午好我很高興來到這里。我是海因茨-威利·沃森先生。我是奧迪中國的數字與新能源汽車研究總監，在北京工作。今天我想談談新能源電池系統和我們面臨的挑戰。

首先，我們談到了中國。中國現在是新能源汽車的主導市場，中國可以說是全球最大的汽車產銷市場。而且我們也可以看到，也有像中國這樣非常優秀的電池企業，比如當代安培科技有限公司，比亞迪。中國鋰電池產量世界第一，現在也面臨產業轉型升級。保障整個產業鏈非常重要，從原材料開始。可以說，新能源汽車采用了非常新的技術，這是非常有益的，給各方面都帶來了好處，所以我們需要促進它的進一步發展。

我認為中國目前的戰略在交通等方面是正確的。

在這里我要向您展示，這是我們的NEDC奧迪純電動汽車，它也代表了我們未來的發展方向。它被稱為奧迪E-tron，然后我們將推出它的本地版本。包括動力電池在內的所有關鍵部件都由當地供應商生產。現在可以充電40分鐘，最高時速可達200公里。百公里加速時間也很出色，不到5.7秒就能達到50以上。

奧迪還推出了E-tron CT車，采用800伏電路設備，代表未來方向。可以達到峰值功率430 kW，加速時間3.5秒。其WLTP下續航里程可達400公里以上，充電時間可在20分鐘以內。當然也要看功率和充電站的性能。我們可以實現非常快速的充電。再看一看。這是我們未來的模式。這是我們的純電動平臺，E-tron，它是建立在MEB平臺上的。我們還有基于J1高性能平臺打造的JTI高性能車，還有奧迪Q4 E-tron車，這些都是我們現在非常關注的，關系到未來高端汽車品牌的建設。

例如，我們必須在中國推動可持續供應鏈的建設。我們知道，三分之二的車輛是在傳統平臺上制造的。此外，我們也在開發我們的MEB平臺。現在我們需要考慮一種新的思考汽車動力的方式。此外，我們非常希望與我們的合作伙伴建立更深入的合作。我們在這方面是非常開放的。我們在中國已經有很多合作伙伴，為我們提供汽車用鋰離子電池，包括李紳、比亞迪、當代安培科技有限公司等。我們希望建立一個供應商和合作伙伴的平衡模式，以滿足我們快速增長的需求和整個市場的未來需求。

所以我們可以說，不能把這一切責任都推到一個供應商身上，希望大家都能均衡發展。這是我們早在2018年就決定要做的開發項目，希望能和供應商伙伴平衡未來的量。

首先，汽車鋰離子動力電池的發展仍然是高度變化和動態的。不同的市場參與者處于不同的階段和成熟度。奧迪和大眾對整個電池的性能有著獨特的期待。一般我們產品部門會直接從市場上拿來用，我們會有獨特的需求。所以我們也開始了電芯的項目，一直持續強化到現在。有六個合作伙伴，包括我們的MEB純電動汽車平臺，共同分享我們的投入和產出。

在整個汽車工藝和技術規范上對我們也很重要，要建立良好的合作。有時候我們寧愿多花一點時間做好這兩件事。另外，我們關注中間的每一個里程碑，做了大量的樣本測試。此外，我們在中國的一個合作伙伴已經開始制作sop。今年下半年，MEB平臺上還將有另一個電池項目。

另外有一個指令，第二個合作伙伴也會在我們未來的平臺上合作。我們已經開始了動力電池單元的產業化進程，這已經進入了我們大項目的幾個關鍵里程碑。當然，這只是第一個也是最關鍵的里程碑。后面還有一系列的生產啟動，希望在國內建立穩固的供應鏈。之前，穆托瑞博士也向我們介紹了合作伙伴的重要性，我們也進一步發展了合作伙伴……在中國，包括我們控股26股成為國家館。大眾集團投資超過10億歐元的股份，也是我們整個電動出行驅動鏈的布局，代表了奧迪對中國的承諾，也是對中國新能源汽車和電動汽車市場的承諾。

接下來，讓我們進入更具體的電池技術。除了供應鏈中提到的挑戰，包括技術本身的快速變化，我們展望未來。差不多十年前最早用在磷酸亞鐵鋰上，這也是最早用在乘用車上的。現在用三元材料，先是111，然后是532，現在是622。現在市面上也有一系列的產品，都是希望推高能量密度，但是要保證是非常好的行駛里程。

另外，和十年前相比，電池本身也有了很大的變化。一些電池的體積已經擴大了兩倍或三倍。我們要滿足中間的安全要求，特別是一系列的熱失控、熱事件和熱管理。右邊有一張小照片，實際上列出了氣體排放最高的問題，高達1200度。這種情況我們要管，這是三元811電池熱控失控的事件。管理高溫廢氣溫度也是一個巨大的挑戰。這也是我們要談的。我們必須充分理解，包括我們選擇無鈷，包括磷酸亞鐵鋰的發展。我們把能量密度從120發展到170，這是磷酸鐵鋰電池不含鈷的能量密度。

同樣，我們也會關注安全行為和循環壽命，大家也會關注成本。不僅要考慮高能量密度，還要注意其安全性和成本。所以磷酸亞鐵鋰的發展在過去的十幾年得到了很好的發展，安全性和循環壽命都比較好。優化后的磷酸鐵鋰電池達到了170，所以再次考慮在乘用車上應用。讓我們來看看對LFP磷酸亞鐵鋰做的一系列測試，無論是過充、短路、開路、針刺、熱穩定性。其實相比同樣高能量的三元材料電池，我們更容易達到安全目標和系統水平，所以這也是我們的考慮。

除了上面提到的技術上的改變，我們還會在一系列的法律法規上做很大的改變，包括測試流程。比如電池層面，部分測試從之前的150%SOC降低到120% SOC，我們看到取消了針刺測試。另外取消了所有的模塊安全測試，但是增加的是系統級的安全測試，包括熱擴散現象。特別要注意熱失控，一定要給司機足夠的。所以在使用過程中給司機足夠的安全冗余，讓他離開車五分鐘，是合理的。

此外，由于這些材料也在變化，這些變化和法律法規的變化是齊頭并進的。下一步，我們會繼續向整個行業學習優化，同時，投資也是如此。中間需要實現我們可以控制的，比如熱失控事件，包括電池系統中我們可以關注整個氣體放電的通道，電池之間的隔熱墊，溫度傳感器的安裝，模塊上側防火材料的使用，特殊的氣體放電設備，這些在技術上也都是可以實現的。

從另一個角度來看，由于目前的系統是給定空間的，如果在給定的空間內沒有辦法實現這樣的變化，將直接影響到汽車電池系統的接口，給開發者帶來很高的成本和很大的挑戰。如果把未來看得更遠，在不久的將來我們會看到這兩種材料，一種是磷酸亞鐵鋰，一種是三元電池材料。他們現在都占據了很大的市場份額。也許對于磷酸亞鐵鋰來說，這些跑車會大量使用，不同細分市場的電池系統會有所不同，包括電池的處理，這樣磷酸亞鐵鋰處理系統和三元鋰電池系統也會有所不同。也會帶來系統復雜度的提升。也許同一輛車會有兩套不同的系統？此外，它也可以給我們更好的機會和更好的產品推向市場……t.

此外，非常重要的是，我們還需要確保我們所做的測試滿足組件級別的需求。另外，在這個過程中，我們并不是只關注中間或者看重中間的制度或者物質，不同的物質需要不同的衡量標準。另外，對于純電動汽車來說，必須要有高效安全的系統設計，有時候不僅是電池層面，還有整車層面，所以我們回答的問題是解決方案安裝在哪里？我們也在不斷的思考和做測試。上面說的零件測試和規定，不僅僅是關注某個指標，更希望是一個整體的技術解決方案，能夠整體帶來高效優化的結果。所以設計上一定要有一定的冗余和自由度，將來有可能靈活調整。

另外，對于技術方案的開發，要強調開放競爭的理念和心態，不能只關注其中的一個。除了供應鏈和技術問題。我們面臨的另一個技術挑戰或者說一個熱門話題，新能源汽車要提到充電器。對于我們的客戶來說，基礎設施非常重要。對于我們所有的用戶來說，他們必須在充電方面有非常積極的體驗。在市場上，我們看到在不同的城市，可能有深圳、北京，各個城市有不同的充電運營商，所以量大。一方面不是壞事，但對技術和商業的競爭有好處。另一方面，所有的收費運營商都有自己獨特的軟件提供商和硬件，他們不太容易配合同一個標準化接口，因為會有軟件問題和分析問題。

如果在國內做一系列的充電解決方案，會發現差不多有43種不同的充電樁型號，所以背后有完全不同的觀察，比如充電，有時候基礎設施和汽車的干擾，有時候充電速度很慢。預計很多車都是在同一個地方充電，所以充電功率普遍較低。有時甚至發現無法啟動充電，甚至無法接入充電。可能充電站本身這個地方或者停車站有問題。

這些都是奧迪想要解決的。當然，由于軟件和收費標準無法統一，給我們的用戶帶來了一系列不便，這也是我們解決的痛點。另外這個頁面也給你看了，比如供應商有很多充電站和充電樁。到了另一家供應商那邊，還是會發現一些軟硬件問題，分析錯誤等。充電真的是一個很大的痛點，我們在互通性上測試的更多，給客戶帶來更好的便利。

最后，我們得出一個簡單的結論。中國已經成為世界上最大的鋰離子電池生產國，整個行業都非常愿意繼續投資，并且非常關注未來的需求。大眾和奧迪也都面臨著整車鋰離子動力電池的快速增長需求。這對我們來說也是一個非常重要的市場。預計在中國的銷量將會增加，我們也將與當地合作伙伴密切合作。現在已經提到，我們的兩個平臺上已經有六個合作伙伴，我們也處于不同的里程碑。我們希望中國也能反哺世界。

另外我們也提到了一系列的材料和法規的變化，給某個人帶來的一些挑戰，以及很多經驗教訓和不斷優化投資的機會。不同的技術需要不同的解決方案，我們也非常愿意看到在電極層面進行的測試，或者支持技術方案的開放競爭環境。包括缺乏統一的充電標準或者給我們純電動汽車用戶帶來很大的不便，需要對充電樁的互操作性提出更多的測試。對于基礎設施和汽車，有必要同時實施該方案。當然，這并不容易。這是一個非常重要的接口。我們希望今后在這一領域取得更多進展。感謝您的聆聽。

(注:本文根據現場速記整理，未經發言人審核。)2020年8月13日-15日，“中國汽車論壇2020”在上海舉行。本次論壇由中國汽車工業協會(CAAM)主辦，世界汽車組織(OICA)和世界經濟論壇(WEF)唯一支持。的主題……論壇以“新變化新挑戰新理念——引領中國汽車新征程”為主題，緊扣時代脈搏，尋求突圍之道，緊緊圍繞“十四五”規劃，掌控宏觀產業形勢，分析全球汽車產業發展趨勢。其中，奧迪中國數字化與新能源汽車高級R&D總監Heinz-Willi Vassen先生在8月14日下午舉行的“全球汽車技術發展領袖峰會”分論壇上發表了題為“電池技術與安全”的精彩演講。以下為現場演講:

范恒偉:非常感謝您，趙福全教授。(下午見面時用語)下午好我很高興來到這里。我是海因茨-威利·沃森先生。我是奧迪中國的數字與新能源汽車研究總監，在北京工作。今天我想談談新能源電池系統和我們面臨的挑戰。

首先，我們談到了中國。中國現在是新能源汽車的主導市場，中國可以說是全球最大的汽車產銷市場。而且我們也可以看到，也有像中國這樣非常優秀的電池企業，比如當代安培科技有限公司，比亞迪。中國鋰電池產量世界第一，現在也面臨產業轉型升級。保障整個產業鏈非常重要，從原材料開始。可以說，新能源汽車采用了非常新的技術，這是非常有益的，給各方面都帶來了好處，所以我們需要促進它的進一步發展。

我認為中國目前的戰略在交通等方面是正確的。

在這里我要向您展示，這是我們的NEDC奧迪純電動汽車，它也代表了我們未來的發展方向。它被稱為奧迪E-tron，然后我們將推出它的本地版本。包括動力電池在內的所有關鍵部件都由當地供應商生產。現在可以充電40分鐘，最高時速可達200公里。百公里加速時間也很出色，不到5.7秒就能達到50以上。

奧迪還推出了E-tron CT車，采用800伏電路設備，代表未來方向。可以達到峰值功率430 kW，加速時間3.5秒。其WLTP下續航里程可達400公里以上，充電時間可在20分鐘以內。當然也要看功率和充電站的性能。我們可以實現非常快速的充電。再看一看。這是我們未來的模式。這是我們的純電動平臺，E-tron，它是建立在MEB平臺上的。我們還有基于J1高性能平臺打造的JTI高性能車，還有奧迪Q4 E-tron車，這些都是我們現在非常關注的，關系到未來高端汽車品牌的建設。

例如，我們必須在中國推動可持續供應鏈的建設。我們知道，三分之二的車輛是在傳統平臺上制造的。此外，我們也在開發我們的MEB平臺。現在我們需要考慮一種新的思考汽車動力的方式。此外，我們非常希望與我們的合作伙伴建立更深入的合作。我們在這方面是非常開放的。我們在中國已經有很多合作伙伴，為我們提供汽車用鋰離子電池，包括李紳、比亞迪、當代安培科技有限公司等。我們希望建立一個供應商和合作伙伴的平衡模式，以滿足我們快速增長的需求和整個市場的未來需求。

所以我們可以說，不能把這一切責任都推到一個供應商身上，希望大家都能均衡發展。這是我們早在2018年就決定要做的開發項目，希望能和供應商伙伴平衡未來的量。

首先，汽車鋰離子動力電池的發展仍然是高度變化和動態的。不同的市場參與者處于不同的階段和成熟度。奧迪和大眾對整個電池的性能有著獨特的期待。一般我們產品部門會直接從市場上拿來用，我們會有獨特的需求。所以我們也開始了電芯的項目，一直持續強化到現在。有六個合作伙伴，包括我們的MEB純電動汽車平臺，共同分享我們的投入和產出。

在整個汽車工藝和技術規范上對我們也很重要，要建立良好的合作。有時候我們寧愿多花一點時間做好這兩件事。另外，我們關注中間的每一個里程碑，做了大量的樣本測試。此外，我們在中國的一個合作伙伴已經開始制作sop。今年下半年，MEB平臺上還將有另一個電池項目。

另外有一個指令，第二個合作伙伴也會在我們未來的平臺上合作。我們已經開始了動力電池單元的產業化進程，這已經進入了我們大項目的幾個關鍵里程碑。當然，這只是第一個也是最關鍵的里程碑。后面還有一系列的生產啟動，希望在國內建立穩固的供應鏈。之前，穆托瑞博士也向我們介紹了合作伙伴的重要性，我們也進一步發展了合作伙伴……在中國，包括我們控股26股成為國家館。大眾集團投資超過10億歐元的股份，也是我們整個電動出行驅動鏈的布局，代表了奧迪對中國的承諾，也是對中國新能源汽車和電動汽車市場的承諾。

接下來，讓我們進入更具體的電池技術。除了供應鏈中提到的挑戰，包括技術本身的快速變化，我們展望未來。差不多十年前最早用在磷酸亞鐵鋰上，這也是最早用在乘用車上的。現在用三元材料，先是111，然后是532，現在是622。現在市面上也有一系列的產品，都是希望推高能量密度，但是要保證是非常好的行駛里程。

另外，和十年前相比，電池本身也有了很大的變化。一些電池的體積已經擴大了兩倍或三倍。我們要滿足中間的安全要求，特別是一系列的熱失控、熱事件和熱管理。右邊有一張小照片，實際上列出了氣體排放最高的問題，高達1200度。這種情況我們要管，這是三元811電池熱控失控的事件。管理高溫廢氣溫度也是一個巨大的挑戰。這也是我們要談的。我們必須充分理解，包括我們選擇無鈷，包括磷酸亞鐵鋰的發展。我們把能量密度從120發展到170，這是磷酸鐵鋰電池不含鈷的能量密度。

同樣，我們也會關注安全行為和循環壽命，大家也會關注成本。不僅要考慮高能量密度，還要注意其安全性和成本。所以磷酸亞鐵鋰的發展在過去的十幾年得到了很好的發展，安全性和循環壽命都比較好。優化后的磷酸鐵鋰電池達到了170，所以再次考慮在乘用車上應用。讓我們來看看對LFP磷酸亞鐵鋰做的一系列測試，無論是過充、短路、開路、針刺、熱穩定性。其實相比同樣高能量的三元材料電池，我們更容易達到安全目標和系統水平，所以這也是我們的考慮。

除了上面提到的技術上的改變，我們還會在一系列的法律法規上做很大的改變，包括測試流程。比如電池層面，部分測試從之前的150%SOC降低到120% SOC，我們看到取消了針刺測試。另外取消了所有的模塊安全測試，但是增加的是系統級的安全測試，包括熱擴散現象。特別要注意熱失控，一定要給司機足夠的。所以在使用過程中給司機足夠的安全冗余，讓他離開車五分鐘，是合理的。

此外，由于這些材料也在變化，這些變化和法律法規的變化是齊頭并進的。下一步，我們會繼續向整個行業學習優化，同時，投資也是如此。中間需要實現我們可以控制的，比如熱失控事件，包括電池系統中我們可以關注整個氣體放電的通道，電池之間的隔熱墊，溫度傳感器的安裝，模塊上側防火材料的使用，特殊的氣體放電設備，這些在技術上也都是可以實現的。

從另一個角度來看，由于目前的系統是給定空間的，如果在給定的空間內沒有辦法實現這樣的變化，將直接影響到汽車電池系統的接口，給開發者帶來很高的成本和很大的挑戰。如果把未來看得更遠，在不久的將來我們會看到這兩種材料，一種是磷酸亞鐵鋰，一種是三元電池材料。他們現在都占據了很大的市場份額。也許對于磷酸亞鐵鋰來說，這些跑車會大量使用，不同細分市場的電池系統會有所不同，包括電池的處理，這樣磷酸亞鐵鋰處理系統和三元鋰電池系統也會有所不同。也會帶來系統復雜度的提升。也許同一輛車會有兩套不同的系統？此外，它也可以給我們更好的機會和更好的產品推向市場……t.

此外，非常重要的是，我們還需要確保我們所做的測試滿足組件級別的需求。另外，在這個過程中，我們并不是只關注中間或者看重中間的制度或者物質，不同的物質需要不同的衡量標準。另外，對于純電動汽車來說，必須要有高效安全的系統設計，有時候不僅是電池層面，還有整車層面，所以我們回答的問題是解決方案安裝在哪里？我們也在不斷的思考和做測試。上面說的零件測試和規定，不僅僅是關注某個指標，更希望是一個整體的技術解決方案，能夠整體帶來高效優化的結果。所以設計上一定要有一定的冗余和自由度，將來有可能靈活調整。

另外，對于技術方案的開發，要強調開放競爭的理念和心態，不能只關注其中的一個。除了供應鏈和技術問題。我們面臨的另一個技術挑戰或者說一個熱門話題，新能源汽車要提到充電器。對于我們的客戶來說，基礎設施非常重要。對于我們所有的用戶來說，他們必須在充電方面有非常積極的體驗。在市場上，我們看到在不同的城市，可能有深圳、北京，各個城市有不同的充電運營商，所以量大。一方面不是壞事，但對技術和商業的競爭有好處。另一方面，所有的收費運營商都有自己獨特的軟件提供商和硬件，他們不太容易配合同一個標準化接口，因為會有軟件問題和分析問題。

如果在國內做一系列的充電解決方案，會發現差不多有43種不同的充電樁型號，所以背后有完全不同的觀察，比如充電，有時候基礎設施和汽車的干擾，有時候充電速度很慢。預計很多車都是在同一個地方充電，所以充電功率普遍較低。有時甚至發現無法啟動充電，甚至無法接入充電。可能充電站本身這個地方或者停車站有問題。

這些都是奧迪想要解決的。當然，由于軟件和收費標準無法統一，給我們的用戶帶來了一系列不便，這也是我們解決的痛點。另外這個頁面也給你看了，比如供應商有很多充電站和充電樁。到了另一家供應商那邊，還是會發現一些軟硬件問題，分析錯誤等。充電真的是一個很大的痛點，我們在互通性上測試的更多，給客戶帶來更好的便利。

最后，我們得出一個簡單的結論。中國已經成為世界上最大的鋰離子電池生產國，整個行業都非常愿意繼續投資，并且非常關注未來的需求。大眾和奧迪也都面臨著整車鋰離子動力電池的快速增長需求。這對我們來說也是一個非常重要的市場。預計在中國的銷量將會增加，我們也將與當地合作伙伴密切合作。現在已經提到，我們的兩個平臺上已經有六個合作伙伴，我們也處于不同的里程碑。我們希望中國也能反哺世界。

另外我們也提到了一系列的材料和法規的變化，給某個人帶來的一些挑戰，以及很多經驗教訓和不斷優化投資的機會。不同的技術需要不同的解決方案，我們也非常愿意看到在電極層面進行的測試，或者支持技術方案的開放競爭環境。包括缺乏統一的充電標準或者給我們純電動汽車用戶帶來很大的不便，需要對充電樁的互操作性提出更多的測試。對于基礎設施和汽車，有必要同時實施該方案。當然，這并不容易。這是一個非常重要的接口。我們希望今后在這一領域取得更多進展。感謝您的聆聽。

(注:本文根據現場速記整理，未經發言人審核。)

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