春風(fēng)動力劉正：動力電池應(yīng)用于兩輪車的挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略
4月28日下午，在第五屆新能源汽車及動力電池(CIBF2024重慶)國際交流會上，浙江春風(fēng)動力股份有限公司電池系統(tǒng)部部長劉正，作題為“電動兩輪車的電池應(yīng)用需求和應(yīng)對策略”的主題演講。
圖為浙江春風(fēng)動力股份有限公司電池系統(tǒng)部部長劉正演講
以下為速記內(nèi)容：
各位嘉賓，大家下午好!我是來自春風(fēng)動力的劉正，今天我演講的主題是“電動兩輪車的電池應(yīng)用需求和應(yīng)對策略”，跟大家分享一下。
我將圍繞以下四點(diǎn)進(jìn)行展開和說明。一是電動兩輪車行業(yè)的整體趨勢和用戶的訴求具體是什么樣子的;二是動力電池發(fā)展的趨勢和在電動兩輪車方面應(yīng)用的挑戰(zhàn);三是春風(fēng)動力的應(yīng)對策略和行業(yè)建議，最后介紹一下春風(fēng)動力電動化戰(zhàn)略發(fā)展的布局。
進(jìn)入到第一個章節(jié)，首先簡單介紹一下電動兩輪車的分類。大家可能都聽說過一些，電動兩輪車在我國分三大類，分別是電動摩托車、電動輕便摩托車和電動自行車，它們在整車質(zhì)量、車速、電壓、功率以及載人、腳踏、產(chǎn)品管理和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)上都不一樣，這里特別提醒電動摩托車和電動輕便摩托車都需要上牌。電動自行車都比較熟悉，大家看到的比較多一點(diǎn)，但法規(guī)要求也比較嚴(yán)，比如整車質(zhì)量，只能小于55公斤，車速不得大于25公里，電壓也只能在48伏以內(nèi)。
電動兩輪車的發(fā)展肯定離不開中國，在中國，伴隨互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，以及智慧出行的繁榮發(fā)展，結(jié)合中國特殊的國情，電動兩輪車在我國發(fā)展是比較快速的。包括現(xiàn)在有些城市限行限號，還有后疫情時代出行方式的改變，對電動兩輪車發(fā)展起到一定的推波助瀾的作用。同時，國家政策到地方也出臺了相應(yīng)的管理辦法，比如說在安全通行、安全充電、規(guī)范停放等方面都進(jìn)行了相關(guān)的約束，也減少了由于不當(dāng)使用造成安全事故發(fā)生的風(fēng)險。
中國從2012年到2023年，電動兩輪車保有量的增長是比較迅速的，截至2023年年底，我國電動兩輪車保有量已經(jīng)達(dá)到4.2億輛，相當(dāng)于每4個人就有1輛電動兩輪車，每個家庭至少有一臺車，而且大家可能最近也聽了一些超標(biāo)電動車也要進(jìn)行換購，后續(xù)電動兩輪車換購潮的來臨也會助推銷量的進(jìn)一步提升。
從銷量來看，2012年到2023年雖然有波動，但整體是穩(wěn)步向上的。我們在2023年中國電動兩輪車的銷量達(dá)到5500萬輛，同時預(yù)計在2024年到2030年每年將以7%的復(fù)合增長率進(jìn)行增長，預(yù)計到2030年能達(dá)到9000萬輛的銷售量。
海外方面，因為海外也是電動兩輪車發(fā)展的重地。首先看歐洲，歐洲是摩托車的發(fā)源地，摩托車的文化比較濃厚，他們也通過各種補(bǔ)貼，包括油改電的政策來刺激電動兩輪車的需求，以及最近俄烏戰(zhàn)爭導(dǎo)致能源危機(jī)升級，不少歐洲民眾也在逐步改變他們的出行方式，用電動兩輪車出行。第二個是東南亞，東南亞印尼各方面最近大家也聽得比較多，他們也是全球第二大摩托車市場，在他們那里也有很多國家出臺了相關(guān)的政策補(bǔ)貼，因此電動兩輪車也進(jìn)入快速導(dǎo)入期。2023、2024、2025年這三年的增長空間是非常非常巨大的，到2025年預(yù)計能達(dá)到460萬輛，同時滲透率到2025年也能達(dá)到25%，這有點(diǎn)像中國前期的新能源汽車的發(fā)展規(guī)律。印度這塊是全球最大的電動兩輪車生產(chǎn)和消費(fèi)市場之一，2023年增速也非常大，達(dá)到85.7萬輛，比2022年上漲了33.5%，而且他們在2024年還撥出了50億盧比財政支持來發(fā)展電動兩輪和三輪車業(yè)務(wù)。
通過跟市場的用戶直接接觸交流和對接之后，我們發(fā)覺在電動兩輪車上他們有一些關(guān)注點(diǎn)和痛點(diǎn)，主要集中在以下幾個方面。
一是電池的續(xù)航，電動兩輪車普遍續(xù)航都不太長，可能在100公里以下或者100公里左右;二是安全因素，他們考慮得也比較多，還有充電慢、成本較高等，都需要企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新及上下游協(xié)作，共同打造符合消費(fèi)者真正需求的電動兩輪車產(chǎn)品。
我們結(jié)合動力電池的發(fā)展趨勢，大家可能都知道動力電池發(fā)展趨勢往兩個方向走，即高能量和性價比兩條路線。據(jù)我們分析，高能量密度，特別在高鎳三元以及半固態(tài)、固態(tài)電池這塊是比較適合電動兩輪車的，因為電動兩輪車的空間布局是有限的，它有利于電量的增加，同時還能實現(xiàn)輕量化，整車的重量不至于增加太多。高性價比的電池，由于成本低，使用壽命長，但能量密度也是比較低，比如說磷酸鐵鋰、鈉電等等，可能在低速車輛和運(yùn)營車輛會進(jìn)行使用，因為它們的使用周期會比較長。
回到電動兩輪車對電池的要求上，其實我們總結(jié)下來有五點(diǎn)。一是充電和補(bǔ)能要快，不管是通過快充，還是通過換電，解決用戶的痛點(diǎn)。二是高能量，帶來高續(xù)航。三是高功率，電動兩輪車對于電池的功率還是有一定的要求，四是安全性，因為最近兩輪車的安全事故引起大家的普遍關(guān)注，我們也做了很多工作，后續(xù)會進(jìn)行介紹。五是低成本，大家會覺得電動兩輪車成本越來越高，像前幾年汽車一樣，但隨著汽車的普及，整個電池價格也下來，電動兩輪車還處在這個過程中，所以對電池的需求要求低成本，讓電動兩輪車普及得更迅速。
我們對比了電動兩輪車和電動汽車對電池的需求，兩者存在比較多的不同。不管在電壓方面，還是在電量方面，以及充放電倍率方面，甚至熱管理方面，還有充電方式，包括電池在整車上布置，可利用的空間差異都比較大，以及電芯的選擇上都不一樣。
首先電動兩輪車的電壓平臺比較低，基本上都是100伏以內(nèi)為主，個別的車型比如高端的高性能電摩可能做到300伏，甚至400伏，但這個比較少。第二個體積小，電池的體積僅為乘用車電池體積的10%，這還是在電量比較高的情況下。電芯方面，適合電動兩輪車的電芯比較少。而且，由于電動兩輪車的整車空間問題，無法布置更好的熱管理系統(tǒng)，導(dǎo)致無法進(jìn)行高效散熱，無法實現(xiàn)現(xiàn)在乘用車上所做的4C甚至6C的快充，這是比較大的挑戰(zhàn)和要求。針對這個挑戰(zhàn)，也總結(jié)了一下，為什么會有這種挑戰(zhàn)?一是電芯的內(nèi)阻大，快充發(fā)熱比較大，因為沒有高效的散熱技術(shù)。二是以便攜式充電為主，充電功率比較低，因為它沒做得大。三是不兼容充電樁，而且如果采用換電，C端用戶的接受度也不太高。高電量電池在兩輪車上布置空間比較小，無法布置更多的電芯。而且可選擇的電芯少，乘用車現(xiàn)在一般100多的電池，在兩輪車上其實不太適合，因為它是為汽車專門研發(fā)的，而車型結(jié)構(gòu)是不一樣的。同時我們要平衡成本和電量的情況。高功率兩輪車，特別是在一些中高速的電摩上，持續(xù)功率達(dá)到2C-3C，電池持續(xù)發(fā)熱，發(fā)熱量比較大，很多熱防護(hù)其實是很不到位的，這也是大家現(xiàn)在對兩輪車的安全比較關(guān)注的原因之一。低成本，比如磷酸鐵鋰的成本比較低，但它的能量密度也會比較低，在整車布置上可能裝不了更多的電量出來，導(dǎo)致續(xù)航比較低。包括電芯產(chǎn)能也是比較低的，導(dǎo)致成本也會較高。
春風(fēng)動力結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢，在充電、續(xù)航、安全等領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計跟驗證。首先快充這塊，針對充電慢以及無法快速補(bǔ)能的痛點(diǎn)，從電芯的選型到充電器的開發(fā)，進(jìn)行系統(tǒng)性的快充技術(shù)研發(fā)，推出了電動兩輪車的超級閃充技術(shù)，這是兼容了汽車的交直流充電樁，通過實際測試在整個閃充過程中，它電時間0-80%小于12分鐘，真正實現(xiàn)了喝一杯茶的功夫就把車子充滿。而且在整個充電過程中，電池的溫度只有40度以內(nèi)，對電池的安全和壽命都有幫助。
換電也是解決快速補(bǔ)能的一種方式，我們也參加了一些行業(yè)聯(lián)盟，比如說歐洲有個可更換電池摩托車聯(lián)盟，這個聯(lián)盟目前有39家成員，我們春風(fēng)作為其中一家，同時還有本田、雅馬哈、鈴木、KTM等企業(yè)，我們共同參與制定換電系統(tǒng)以及通用技術(shù)參數(shù)，包括應(yīng)用場景等。我們也致力于把規(guī)范推廣到全球范圍使用。我們也參與構(gòu)建換電下的體系模式和生態(tài)的建立，有效解決電動兩輪車快速補(bǔ)能的短板。
針對續(xù)航這部分，更高電量或者更高能量密度也做了很多嘗試和應(yīng)用，我們進(jìn)行了車架電池一體化的設(shè)計，外殼減重30%，具有更好的操控、更長的續(xù)航。同時也借鑒了乘用車先進(jìn)設(shè)計理念，比如無模組設(shè)計，也取消了傳統(tǒng)的模組設(shè)計，將電芯集成在電池內(nèi)部，提升的空間利用率達(dá)到10%，同時實現(xiàn)減重的效果。
高能量密度方面，通過整包的結(jié)構(gòu)和化學(xué)體系的優(yōu)化，電池系統(tǒng)能量密度可以做到200Wh/kg，較以往提升50%。高效散熱方面，結(jié)合乘用車散熱技術(shù)，也在開發(fā)自己的小型散熱系統(tǒng)，能夠有效降低和均衡電芯的溫度，溫差能做到5度以內(nèi)，同時保證在冬天使用時能夠有效加熱，不懼嚴(yán)寒。
安全方面，大家比較關(guān)注，特別電動兩輪車的事故頻發(fā)不斷。因此電池到整車進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計驗證，推出高安全電池系統(tǒng)，這里有整車級別，有電池級別，包括智能技術(shù)的應(yīng)用，最終想實現(xiàn)讓安全成為春風(fēng)的一個品牌亮點(diǎn)。
這里是春風(fēng)后續(xù)將推出的高端電摩，將采用高安全的電池，通過汽車級的安全測試，這里就包括熱失控試驗，確保用戶安心使用。具體通過以下幾點(diǎn)實現(xiàn)，一是化學(xué)體系的高安全，化學(xué)材料，以及防爆閥、隔熱防火材料的應(yīng)用，防止電器過充短路情況的發(fā)生。包括外殼的防水防塵設(shè)計，最終在電池系統(tǒng)級別按照汽車級的安全測試全部通過，這里有個視頻給大家展示一下。
第一個是春風(fēng)使用的電池，通過加熱后定向卸壓無明火產(chǎn)生，如果沒有這種設(shè)計它一旦熱失控瞬間爆燃，對駕乘人員很不安全。同時，采用車規(guī)級的裂度三小時的震動，疊加環(huán)境跟充放電綜合實驗，保證電池安全，電池在火燒的時候也不會發(fā)生爆炸。我們在跌落的時候，做的低溫跌落，還不是做的常溫跌落，在擠壓環(huán)境測試時，電池均沒有發(fā)生爆炸起火，大家可以放心使用。
我們對于行業(yè)的建議有以下幾點(diǎn)。
一是規(guī)范化，我們建議健全法律法規(guī)，加大監(jiān)管力度，因為最近很多改裝電池，其實很不規(guī)范，對電池或者整個行業(yè)都是損害比較大的。因此我們建議規(guī)范整車和電池企業(yè)的行為，杜絕改裝，提高安全性。
二是電池平臺化進(jìn)行降本增效，運(yùn)用平臺化、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品實現(xiàn)電池通用，增加規(guī)模，縮短研發(fā)周期，降低維修難度，最終實現(xiàn)降本。
三是技術(shù)的持續(xù)投入，比如半固態(tài)電池以及鈉電池在兩輪車領(lǐng)域持續(xù)投入，將來實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用后帶來成本的降低。
四是政策的支持，我們建議優(yōu)化現(xiàn)有的電池法規(guī)，能夠更符合普通老百姓的訴求，逐步放開一些城市的禁項，像重慶比較好，成都摩都。還有智能化也將成為企業(yè)未來各方面的差異點(diǎn)。
下面介紹一下春風(fēng)動力電動化的戰(zhàn)略發(fā)展布局。
春風(fēng)動力總部位于杭州，成立已經(jīng)有35周年了，主要是專注研發(fā)制造和銷售摩托車、全地形車、發(fā)動機(jī)及后市場用品，目前全球已經(jīng)超過6000人，產(chǎn)品銷往100多個國家和地區(qū)，同時擁有4000多家經(jīng)銷商。
在這里有幾個點(diǎn)跟大家分享一下，一是2013年我們成為了國賓護(hù)衛(wèi)隊的指定摩托車生產(chǎn)商，同時2017年在上海證券交易所成功上市。我們有幾大研發(fā)中心，比如說杭州作為總部研發(fā)中心，還有上海、美國、歐洲，都建立有研發(fā)中心。同時在各個地方建立有合資公司，比如和KTM在杭州有合資公司，和雅馬哈在株洲有合資公司。同時在泰國、墨西哥也有制造基地，重慶也在布局制造基地。
下面圖是我們國賓的圖片，還是比較帥的。
春風(fēng)集團(tuán)目前下設(shè)4個子品牌以及2家合資公司，CFMOTO是主要品牌，CRAFTED是專門的后市場品牌，GOES是我們收購法國全地形車的品牌，ZEEHO是電動都市出行的子品牌，同時與KTM、雅馬哈在杭州、株洲也建立了合資公司和工廠。我們電動車型主要是在CFMOTO和集合下面進(jìn)行生產(chǎn)，其中CFMOTO定位于運(yùn)動、玩樂和休閑，高性能的電動產(chǎn)品給消費(fèi)者極致體驗，定位于休閑娛樂。ZEEHO定位于電動都市出行，旨在為消費(fèi)者提供既環(huán)保又時尚的電動出行解決方案，大家可以看看這些產(chǎn)品，CFMOTO下面有油的，也有電的，也有混動的產(chǎn)品，包括四輪產(chǎn)品，四輪拳頭產(chǎn)品，也有電動化的一些產(chǎn)品后面陸陸續(xù)續(xù)會推出來。集合品牌下面全部是電動的，前期推出AE8、AE6、AE4、AE2以及CT系列，今年陸陸續(xù)續(xù)在很多城市會推廣門店，包括車型也會不斷豐富和拓展出來。
最后跟大家分享一下我們在電動化方面的發(fā)展規(guī)劃，前面也能看到春風(fēng)從兩輪到四輪產(chǎn)品都具備，所以產(chǎn)品涵蓋電動自行車、電輕摩、電摩、電動UTV以及電動ATV，產(chǎn)品也涵蓋了全電動、混動、增程、插混、微混和弱混，這也是為行業(yè)助力。
在三電系統(tǒng)這部分，我們也進(jìn)行了很多自研產(chǎn)品的開發(fā)，從電池BMS電控電驅(qū)到電源，從48伏到355伏的高壓，從10千瓦到200千瓦的功率段，春風(fēng)動力是全覆蓋的。
我的分享就到這里，謝謝大家!
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