近日，“車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)”成為動力電池行業(yè)熱烈討論的話題。話題起因在于11月27日動力電池新勢力企業(yè)蜂巢能源位于江蘇常州的金壇工廠正式投產(chǎn)。在其投產(chǎn)儀式上，蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新向業(yè)界介紹了該“車規(guī)級AI智能動力電池工廠”的特點(diǎn)并首次系統(tǒng)闡述了蜂巢能源理解和踐行的“車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)”。世界汽車組織第一副主席、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長董揚(yáng)高度肯定了蜂巢能源率先踐行“車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)”的意義，并呼吁相關(guān)主管機(jī)構(gòu)盡快啟動建立車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)的項目，同時號召產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)都行動起來積極參與車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)的建立。“車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)”由此迅速成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　建立車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)刻不容緩

　　事實上，同在11月27日，同在江蘇常州，一場關(guān)于車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)的專家研討會備受業(yè)界矚目。

　　這場由董揚(yáng)主持的會議上，還有中國工程院院士吳鋒、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬、中國汽車工程學(xué)會新能源分會秘書長/清華大學(xué)車輛工程系教授田光宇、中國物理與化學(xué)電源協(xié)會秘書長劉彥龍、國家動力電池創(chuàng)新中心主任盧世剛等行業(yè)公認(rèn)的頂級專家，以及東風(fēng)、蔚來、長城、貝特瑞、當(dāng)升、先導(dǎo)、利元亨、蜂巢能源等電池產(chǎn)業(yè)鏈上各方代表企業(yè)的高層領(lǐng)導(dǎo)。

　　經(jīng)過深入探討，參會者一致認(rèn)為我國的車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該盡快建立，刻不容緩。專家們的觀點(diǎn)飽含著對動力電池行業(yè)發(fā)展格局和未來趨勢的深入洞察。

　　新能源汽車在全球已經(jīng)成為大勢所趨，而中國在該領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2019年前10個月，我國純電動汽車銷量達(dá)75萬輛，穩(wěn)居世界第一。國家已經(jīng)將其作為重要的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)予以支持，根據(jù)12月3日工業(yè)和信息化部公布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（征求意見稿）的要求，我國計劃到2025年實現(xiàn)新能源汽車新車銷量占比達(dá)到25%左右。電動汽車將是新能源汽車市場的主力軍。

　　受益于中國成為全球最大的新能源汽車市場，我國的動力電池市場也成為全球最大市場。然而動力電池行業(yè)的發(fā)展卻不盡如人意，高端產(chǎn)品不足的結(jié)構(gòu)性過剩、發(fā)展不均衡的問題十分突出。據(jù)統(tǒng)計，在2019年1-10月，動力電池前10家企業(yè)裝機(jī)量合計市場份額已達(dá)88%，其中，寧德時代和比亞迪兩家企業(yè)市場份額已超70％，寡頭壟斷格局顯然不利于市場充分競爭。

　　同時，電動汽車的安全事故頻發(fā)仍然是橫亙在消費(fèi)者與市場之間的一大難題，而這些事故往往與電動汽車的核心——動力電池相關(guān)。清華大學(xué)電池安全實驗室主任馮旭寧發(fā)布的《2019年動力電池安全性研究報告》指出，僅2019年前7個月，國內(nèi)外媒體報道的電動汽車安全事故與電力電池相關(guān)的就達(dá)到40余起。

　　這些問題充分說明了我國動力電池行業(yè)的大而不強(qiáng)，而這與我國在該領(lǐng)域長期以來缺乏嚴(yán)格的行業(yè)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致市場的野蠻生長直接相關(guān)。

　　研討會現(xiàn)場，王子冬在演講中指出：“中國鋰電池行業(yè)最早從消費(fèi)類電池行業(yè)起步，而后者的耐用性、一致性、安全性和充放電性能指標(biāo)相比車用動力電池要低很多，更無法滿足新能源車對動力電池的要求。目前，國內(nèi)外車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)存在空白，隨著國內(nèi)新能源車市場的高速發(fā)展帶動的動力電池行業(yè)規(guī)模的迅速增長，消費(fèi)者對于新能源車用動力電池的安全、能量密度和性能提出了越來越嚴(yán)苛的要求，而外資動力電池企業(yè)在華設(shè)廠、白名單保護(hù)政策和補(bǔ)貼逐步取消的緊迫形式下，國內(nèi)的動力電池企業(yè)迫切需要摒棄競爭心態(tài)，以更高的行業(yè)利益為指導(dǎo)，推出車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)”。

　　劉彥龍也表示：“消費(fèi)類電池的使用環(huán)境、使用壽命和要求都要低跟多，動力電池要求跟車同壽命，這是非常高的要求。制定車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)，很有必要。”

　　車規(guī)級動力電池有何不同？

　　那么，到底什么是車規(guī)級鋰電池動力電池？按照傳統(tǒng)汽車行業(yè)的習(xí)慣，業(yè)內(nèi)將符合汽車使用需求的零部件定義為車規(guī)級（產(chǎn)品）；而“中國車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)”，可以看做是圍繞新能源車屬性及其使用場景,針對新能源整車對安全性、可靠性和一致性等方面需求設(shè)計制造的，涵蓋但不限于滿足車規(guī)級原材料、車規(guī)級制造控制、車規(guī)級系統(tǒng)化設(shè)計、車規(guī)級測試規(guī)范等一系列標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子動力電池。

　　汽車級的要求與消費(fèi)電池產(chǎn)品的要求相比顯然要嚴(yán)苛太多。

　　拿高低溫適應(yīng)性來說，消費(fèi)電子產(chǎn)品對工作溫度的要求一般都是在0℃至70℃之間，汽車產(chǎn)品對于零部件的工作溫度一般要高于民用產(chǎn)品的要求，如乘客艙的工作溫度達(dá)到-40℃至85℃之間，發(fā)動機(jī)周邊的工作溫度要求更是達(dá)到-40℃至150℃之間。而且汽車的使用環(huán)境還涉及機(jī)械耐用、電耐用、環(huán)境耐用等考量，這些都是消費(fèi)類電子不會遇到的問題。

　　再如可靠性要求，消費(fèi)類電子的設(shè)計使用壽命一般在2、3年左右，消費(fèi)類電子產(chǎn)品用個4、5年已經(jīng)算是超期服役了，但汽車要用15年。而且，動力電池中的電芯安裝數(shù)量多，連接電池需大量高低壓連接件，BMS監(jiān)控需要大量傳感器，這也對電池的可靠性提出了非常高的要求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對消費(fèi)電子產(chǎn)品的要求。

　　此外，電池充放電倍率方面，消費(fèi)類電子產(chǎn)品的電池不需要設(shè)計很大的放電倍率，但消費(fèi)者對電動汽車要求很高，希望電動汽車像燃油車那樣動力持久充沛，還要像燃油車加油那樣幾分鐘充滿電。可以想象這意味著多高的充放電倍率，這在消費(fèi)電子領(lǐng)域是從來不會遇到的需求。

　　由此不難理解，汽車級與消費(fèi)電子產(chǎn)品的應(yīng)用場景已經(jīng)完全不同，前者對電池品質(zhì)的要求與后者已經(jīng)完全不在一個級別上，可以說車規(guī)級的動力電池已經(jīng)完全成為一個新的物種，它需要在原料、工藝、生產(chǎn)、測試等等全過程按照汽車級的要求進(jìn)行嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。

　　然而當(dāng)前我國尚未有這個新物種的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對動力型電池與消費(fèi)類電子電池的原材料質(zhì)量及控制標(biāo)準(zhǔn)未加區(qū)分，從整車角度僅對電池的“安全性、液冷系統(tǒng)的密封性、規(guī)格尺寸、熱管理系統(tǒng)”等方面提出一定的要求，不少企業(yè)甚至仍在沿用消費(fèi)電子類電池進(jìn)化過程中的標(biāo)準(zhǔn)。

　　也因此，有前瞻性眼光的企業(yè)在車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)方面的先行先試就顯得彌足珍貴。

　　蜂巢能源車規(guī)級工廠的探索意義

　　作為新勢力的蜂巢能源，在車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)的探索上，為行業(yè)做出了極有價值的示范。

　　蜂巢能源CTO饒忠儒博士表示，想要把提供給新能源車使用的動力電池在現(xiàn)階段動力電池的基礎(chǔ)上，提高到一個更安全，性能更好，能量密度更高的水平，肯定是需要一個系統(tǒng)工程才能達(dá)到目的的。蜂巢能源在產(chǎn)品設(shè)計過程中充分考慮使用要求，進(jìn)行精細(xì)的設(shè)計和充分的實驗驗證；在制造過程中，從原材料采購、制造控制和測試標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié)，建立嚴(yán)格的質(zhì)量管控體系；同時，還要針對汽車工業(yè)對成本極度敏感的特點(diǎn)，嚴(yán)格控制成本。

　　在此方面，金壇工廠無疑已經(jīng)走在行業(yè)的前面。

　　比如在環(huán)境控制方面，金壇工廠生產(chǎn)線對潔凈度的控制標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了一萬級，核心工序甚至達(dá)到千級。從投料到電芯封口的全過程中，濕度的波動幅度維持在1%以內(nèi)；而在普通的電池工廠內(nèi)，廠房潔凈度的控制一般只需要10萬級，濕度控制也僅僅是在注液前，保持10%-30%的波動幅度，在電芯注液和組裝這兩個核心工序中，保持不超過1-2%的波動幅度。

　　金壇工廠的制程管控按照“6 Sigma”目標(biāo)設(shè)計，其核心工序的工程能力CPK達(dá)到了1.67-2.0，缺陷不良率低于3.4PPM；而在傳統(tǒng)的電池工廠里，對制程的管控水平一般在“4 Sigma”左右，而且核心工序的工程能力CPK≥1.0-1.33，缺陷不良率維持在6210PPM。

　　在實際操作層面，“金壇工廠”利用數(shù)字化工廠的MES系統(tǒng)和設(shè)備在線的AI檢測系統(tǒng)，通過人、機(jī)、料、法、環(huán)、測、時間等7個緯度的制程管控手段，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程中超過2500個影響產(chǎn)品質(zhì)量的因子的監(jiān)控，并可追溯到單電芯每個制程的數(shù)據(jù)；而在一個傳統(tǒng)電池工廠中，對影響因子的監(jiān)控只能達(dá)到1500個水平。

　　此外，金壇工廠采用的超寬幅涂布技術(shù)，在整個行業(yè)處于最領(lǐng)先的位置；蜂巢能源在業(yè)內(nèi)率先在方形電池上引入高速疊片工藝，不僅有效解決傳統(tǒng)卷繞工藝的電芯極組內(nèi)空間利用率和最內(nèi)圈極片易斷裂的問題，還可使電池在能量密度上提升5%，循環(huán)壽命增加10%，更克服了傳統(tǒng)疊片工藝的低效問題，一期效率就達(dá)到0.6秒，并有望在二期工廠內(nèi)將效率提升至0.45秒，等等。

　　饒忠儒坦承：“想要動力電池達(dá)到‘車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)’，我們其實還有很長的路要走，但是眼下蜂巢能源的“金壇工廠”，其實是在動力電池“車規(guī)化”的方向上，給整個行業(yè)打開了一扇門，雖然“金壇工廠”所做的設(shè)備革新，技術(shù)創(chuàng)新和工藝革新，依然不能算是一個“動力電池車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)”的雛形，但“金壇工廠”通過自己的切實行動，展示了動力電池行業(yè)遵從汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，及早針對新能源車的使用場景和需求，推出行業(yè)自己的“車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)”的務(wù)實行動。”

　　金壇工廠率先探索車規(guī)級工廠的行動得到了行業(yè)專家的高度評價。可以說，金壇工廠的投產(chǎn)，對車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)的先行先試的積極示范意義，標(biāo)志著中國在“車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)”方向上邁出了第一步，為中國動力電池行業(yè)建立車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)提供了一個極好的參考樣本。

　　當(dāng)前，隨著白名單取消，外資競品已經(jīng)開始瘋狂涌入，補(bǔ)貼退坡帶來的市場需求壓力進(jìn)一步加大，國內(nèi)動力電池企業(yè)面臨著內(nèi)憂外患，淘汰賽正在加劇。但是，動力電池產(chǎn)業(yè)事關(guān)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，事關(guān)我國能源戰(zhàn)略的國際競爭力。建立“車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)”的緊迫性正在日益顯露，市場呼喚更多符合汽車需求的高品質(zhì)動力電池，中國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)需要更多能生產(chǎn)車規(guī)級動力電池的車規(guī)級電池工廠。

　　當(dāng)然，“車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)”必然是個艱巨的系統(tǒng)工程，這個目標(biāo)的實現(xiàn)需要全產(chǎn)業(yè)鏈各方專家和人才共同為之努力，辛苦但值得。王子冬指出：“建立車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)對于行業(yè)來說，將引領(lǐng)行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，避免資源浪費(fèi)/低端產(chǎn)能重復(fù)建設(shè)，有效解決和減少安全事故，提升產(chǎn)品質(zhì)量。而對整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈來說，將利于研發(fā)資源的整合，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本和產(chǎn)品成本，形成更加可靠的供應(yīng)體系，保證產(chǎn)品的一致性。還有助于推動我國能源產(chǎn)業(yè)升級，提升中國能源產(chǎn)業(yè)在國際市場的核心競爭力”。