物联网、区块链、大数据技术在动力电池行业的应用

前不久,李想的一个动态引爆了汽车人的朋友圈,Tesla 究竟做对了什么可以吊打一众车企?我认为,新能源汽车现阶段需要做对两点。


1 让顾客忘掉里程焦虑(或者说忘掉电池的存在)。


2 赋予新能源汽车全新的属性(如自动驾驶,智能座舱)。

 

面对成本占比达 40%-60%,重量占比达 20%-40%的大包袱,行业苦电池久矣。如何解决掉电池带给企业和顾客的焦虑成为老大难的问题。最近武汉举办的蓝皮书论坛上,众多行业大佬都点出,胜过燃油车的购买及使用经济性才是新能源汽车行业能否迅速发展的关键。我认为,当前动力电池阻碍新能源汽车行业的发展主要为以下几个因素。

 


01

动力电池系统当前存在的问题         

                    
1.1    安全性问题

从 2018 年开始,随着电动汽车保有量的提升,新能源汽车电池系统引起的自燃、爆炸问题就屡有发生,2020 年至今(7 月 30 日)媒体报道的就发生了 17 起。致使国家监管部门出台了相应的国家标准,要求车企在电池热失控后触发报警信号提醒乘客避险,并且保证 5min 内系统外无可见明火。但这个标准仅是电池热失控发生后的挽救措施。在电化学原理方面,随着电池的不断循环使用,导致电池健康程度的下降,其热失控风险在不断提升。真正应该追求的是电池系统使用过程中通过不断监控其使用情况,随时对电池进行健康程度分析,提前预知风险。

 

1.2    新能源汽车一次性购入价格高
由于动力电池系统成本高(行业一般 1~1.2 元 /Wh,电池系统成本约 5 万至 10 万),导致新能源汽车成本较同等配置燃油车高出许多。随着顾客对高续航里程的追求,购车成本上升,导致销量减少。

 

1.3    二手新能源汽车残值低
动力电池占整车成本比重的 40%-60%,可以说电池的二手残值几乎决定了新能源汽车的二手残值。由于目前动力电池生命周期中某个节点的健康状态无法预估,导致客户及二手汽车经销商均不愿接受二手新能源汽车,导致新能源汽车的二手估值偏低,甚至某些车型两年折损近 50%车价。

 

1.4    梯次利用难以实施 
由于缺少动力电池的健康状态评估,导致新能源汽车退役下来的动力电池系统难以评估安全性以及剩余寿命,无法进行交易,阻碍了梯次利用的实施。导致动力电池系统残值无法得到有效利用。

 

动力电池行业遇到问题的本质 


我认为,动力电池当前遇到的问题,可以总结为以下两点:


动力电池无法随时监控状态(温度,电压,电流,时间 etc.)


采集的数据无法准确的收集,传递及分析


当前行业为解决以上问题所作的努力及问题

为了解决以上的问题,国家监管部门,各家车企及电池制造企业也做出了多种尝试。但是均存在各种现实的问题。

 

数据采集:目前随着乘用车内智能网联系统的应用,一般车内都会搭载 T-BOX(4G)传输模块与网络进行交互。有些车企就会借用车上安装的 T-BOX 与后台进行动力电池数据的传输。但是,这种方式在车辆静止断电状态时无法发送数据,不能随时更新动力电池的状态。


2    动力电池数据监控平台:2016 年,由工信部牵头,北京理工大学承建的新能源汽车国家检测与管理平台成立。此平台统一收集各车企通过 T-BOX 传输的动力电池数据。但是由于 T-BOX 的限制,数据不连续,稳定性差,并且各家车企担心数据安全的问题,提供给平台的数据十分有限,限制了其应用价值。


02

解决方案        

利用物联网技术,基于区块链及大数据分析技建的动力电池运营平台或许是一个解 物联网(IOT)技术,可实现下电情况的动力电池状态监控,而且成本低,传输稳定,IOT 模块的电能可直接来源于动力电池。配合 T-BOX 模块,可以实现电池全生命周期的状态监控及数据上传。利用区块链技术可以建立一个监管部门、车企等相关方可信任的共享数据监控平台。区块链技术本身具有不可篡改,共享,加密的特性。数据可信,利用私有链还可以实现敏感数据的存放。基于上述数据,监管部门与企业可以搭建起一套动力电池运营平台,充分利用这些数据,将电网,用户,车企,及其他利益相关方的需求统一,可以创造巨大的价值及潜在市场。

 

动力电池运营平台的应用前景

 

 

为用户提供电池安全预警,集合车内智能交互系统智能规划用户充电,行驶计划等。还可以利用 CRM 系统进行客户行为分析,通过 APP 指导顾客的电池使用,危险发生前提前预警等。APP 上还可以集成电费缴纳,充电设施修理等多种场景。

 

此系统可以为保险公司提供更精确的新能源汽车保险费用估算。目前,新能源汽车自燃保险是各家保险公司最头疼的业务。实现了动力电池大数据系统后,可随时判断动力电池系统的健康状态,根据测算的失效概率为保险公司更加精准的计算此车辆的保费。反过来客户因为保费的降低及保障,反过来会促进车辆的销售,车企也从中获益。

 

可以更好的实现车电分离模式,用户只买车辆,租用电池,降低用户购车成本。车企可以因为购车成本的下降而得到更多销量。

 

更好的实现 V2G 模式,提升电网整体效率。通过 ERP 系统,将车辆电池中的电量与电网波峰波谷结合,将车量剩余电量在用电高峰期通过充电系统取出,在低谷期给车辆充电,实现电能高效利用。

 

动力电池大数据系统潜在问题

虽然动力电池大数据系统的应用具有广阔的前景,其数据采集、传输及数据安全性的问题通过当前的技术可以解决,但还是有一些潜在的阻碍


车企、动力电池生产企业、监管方存在博弈,合作较为困难。由于动力电池相关数据具有巨大的价值,导致三方均想要取得主导权,难以达成合作。但其实这也是机会,三方合作的共同价值已明晰,看谁能够临门一脚。


动力电池技术发展快速发展,导致其计算模型一直在变化,使系统无法发挥其作用    

 

小结:物联网及区块链技术为基础的动力电池大数据分析系统拥有着管阔的应用前景,能够改变当前新能源汽车行业面临的困局,虽然其真正落地需要协调多方的利益,但肯定会是未来动力电池行业的一个方向。除新能源电动车之外,另外一个新兴行业 - 共享电动自行车可能是更容易应用动力电池大数据系统的行业。因为共享电动自行车的充电模式已经被证明是不可能的,现在大多企业正在研究换电模式的共享电动自行车。其电池容量小,换电频率高,需要精准掌控动力电池状况提供足够的续航,而且需要大批量化,相关利益方少,可以统一管理。这正是动力电池大数据系统的完美试验场。