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我们今天的主题是 电动汽车的电池设计。
当驾驶员考虑拥有一辆电动汽车时，
有两个方面需要再三考虑：
一是续航里程，二是更换电池的成本。
这两个问题都可以从电池设计的角度来考量。
我们不禁要问，能否做到两全其美？
我们能否得到既经济适宜又 具有高容量和快充能力的电池？
为了对此展开探讨，我们今天邀请到了
三位从事这项研究的嘉宾。
第一位嘉宾是来自乌尔姆大学的 Maximilian Fichtner 教授。
他是乌尔姆亥姆霍兹研究所所长， 也是德国备受尊敬的一位电池研究专家。
第二位是 Dukosi 公司 销售和营销副总裁 Roger Apello。
这家工程公司主要开发 用于电芯层面电池监控的小型 IC。
第三位是 Michael Schugt 教授。
他来自波鸿大学应用科学专业， 目前在是德科技公司担任高级经理，
所在部门是汽车与能源 Scienlab 电动交通事业部。
刚才介绍 Schugt 教授时提到的 Scienlab
是一家位于德国波鸿市的公司，
主要开发电池电芯、电池组和电池模块的测试系统。
2017 年，随着是德科技对该公司的收购 Schugt 教授加入了是德科技。
三位嘉宾好，热烈欢迎，非常感谢大家的到来。
各位嘉宾都对电池有着非常独到的见解，
我们不妨马上就开启这个宏大的主题， 先从电池开发的底层技术入手。
谈到在实验室里将电池的设计和性能发挥到极限，
我立即想到了快充功能。
Schugt 教授和 Fichtner 教授， 能否请您二位简单介绍一下电池开发人员都有哪些主要目标；
或者为我们描述一下快充功能
可以在哪些方面发挥作用。
好的，那我就从工程方面来谈一谈。 我认为这里的主要目标是
开发具有高能量、高功率密度的安全电池。 这是我们以及开发人员都必须达成的总体目标。
另外，稍后我想我们也会谈谈 电池成本必须进一步优化的问题。
我认为我们务必要强调一点：电池不应该是易损件。
它必须在汽车的整个生命周期内 发挥作用，这是我们必须应对的挑战。
没错，除此之外还有可持续性问题。
我认为这是一个无法绕过的问题， 业界正在努力研究这个问题。
从上世纪 90 年代开始， 业界就在想办法避免在电池中使用钴。
一开始的时候，电池负极使用了 100% 的氧化钴， 之后下降到了 30%，再之后是 20%，
现在是 10%。这就已经改变了 这种分层负极材料的化学性质，
使得业界可以转向其他系统，如磷酸铁锂。
后者以一种供应非常充足的材料（如铁）为基础，
不包含钴甚至镍等价格高且供应稀少的关键原材料。
因此，目前这方面发生了变化。
这个变化通过调整电池设计或电芯设计可能实现， 或者说已经实现。为了更好地理解这一点，
我们可以设想一个电池组， 它只包含 25% 左右的实际储能材料，
而且材料是包含在电池电芯中。
电芯合并成电池模块连接起来，模块再形成电池组。
每往后走一步，材料的百分比都会逐渐降低。
研究人员发明了所谓的电芯到电池组设计， 不需要使用 16 个电池模块，
而只需要使用 4 个，如此一来 可以将生产的部件数量减少 40%，
并且支持使用更多储能材料。 这意味着，根据当前的化学结构，
我们要么可以获得更好的动力、更大的行驶里程 （提升 20% 到 30%），要么必须改变化学结构。
这也是一些公司已经着手在做的事情 ——用磷酸铁锂代替镍锰钴氧化物。
我们通常不会这样做，因为磷酸铁锂的密度要低得多，
占据的空间也更大一些。但是，因为现在有了更大的空间， 您可以采用这种方式。
而且磷酸铁锂非常便宜，第一批电芯已经上市，
每千瓦时的价格已经低于 100 美元这个关键值。
我认为这是一个巨大的飞跃， 这是从去年开始向前迈出的一大步。
就替换材料而言，您考虑了另一个方面， 那就是可持续性，对吗？
就是放弃钴并尝试使用 那些不必担心有一天会供应不足的材料。
Schugt 教授，您对目前 电池开发厂商使用的测试例做何评价？
您认为它们已经足够，还是 觉得它们太少或者是太多？
我认为测试例已经很好地反映了地埋电池的生命周期。
可以这样说，汽车制造商提供了大量驾驶数据，
在现代测试环境中，我们能够很轻松地反映
电池逆变器、BMS 系统等部件上的负载。
我认为我们现在能够在各个层面进行充分测试。
测试先从电芯的负载开始，然后是模块或电池组，
Fichtner 教授刚才也是这么说的。 如果将电芯直接安装到电池组中，
您也能够找到合适的方法进行测试。
我认为这很好地体现了我们目前的电池生命周期。
是否还有提升空间？是否有哪些部分需要改进？
我们每次都能发现需要改进的部分。 是的，提升空间当然有。
但我认为，从硬件方面来说非常清楚， 您想要达到什么样的测量精度，
被测器件的所谓任务配置文件有什么功能？
我认为这或多或少是清楚的， 但我们可以改进数据的处理方式。
数据如何处理，这一点的确需要 在整个生命周期内进行测试。
能不能通过匹配数据找到电池组或者 电芯内部的故障，或者是在以往测试中遇到过的情况？
这就是您每次都可以改进的地方，也是我们目前研究的对象。
来自实验室管理方面的大量数据匹配有助于硬件的提升。
我认为硬件的状况必须非常好，
可以满足我们必须完成的这些测量任务提出的要求，
能够顺应数据管理、数据透明度、团队内数据共享 以及以基于软件的自动化测试这一大趋势。
这也是电池测试的一大主题吧？ 是的。在我刚开始进入这个行业的时候，
我们只有一套测试系统测试一个器件， 由一名工程师在一台 PC 上进行操作。
现在我们还有许多其他任务，我们有大型实验室， 可以测试 5,000 到 7,000 个器件，
我们在一次测试中可以同时对多个通道进行测试。
我们必须对数据加以处理，才能匹配这些数据。 我们有一个一致的数据库可以用来
匹配所有这些数据。这就是我们目前在做的工作，
也是我们每次都可以做出改进的地方。 因为我们会互相学习，我们也可以在现场植入一个故障，
这样就可以发现测试场景中是否有任何提示，
告诉我们在测试台上也能发现同样的故障。 我认为这种交互的形式很新颖，
与过去几年相比，这是一个很大的进步。 而且我认为我们仍然可以在很多方面做出改进。
Apello 先生，您对电池开发厂商的测试例有什么看法？
我想强调一点， Schugt 教授提到的数据对于安全非常关键。
我们看到行业正在急剧扩张， 甚至可以说是呈指数级扩张。
就算是采用同样的方法来验证所有设置， 时过境迁之后，我们的方式也会变得越来越有挑战。
但是，挑战就在所有的数据中， 这是我们非常重要的研究内容。
对于这些数据，除了执行严格的验证之外， 我们还可以做更多工作。
我们运用了大量机器学习 和人工智能技术来深入表征电芯的特性。
将这些技术与 BMS 系统中大量使用的传感器相结合，
我们可以看到电芯的特性超出了规范。 我们可以检测 1 PPM 故障概率电芯的单个异常值，
可以看到它出现了故障，并且可以在它 实际发生故障之前就能检测到这个情况。
我认为高水平建模和人工智能
实际上来自 Schugt 教授所指的数据， 整个业界都在产生数据。
我们的目标是保证安全、优化成本， 我相信，这是实现目标的前进方向。
好的，非常感谢。 Apello 先生，下一个问题我想请您来回答，
我相信您对此会有很多话要说。 业界在上市速度方面颇感压力，
能否请您谈谈存在哪些常见的效率问题，
并就如何解决这些问题给我们提一点建议？
我觉得您看问题的角度很准确。 业界面临巨大的上市速度压力，
因为汽车行业不可能 花上 25 年的时间来开发一款产品。
大家看起来好像是放弃了所有基本流程， 每一个人的精力都集中到了
如何将下一个系统推向市场。我甚至会认为有些人在冒险， 他们的行为最终会导致非常糟糕的结果。
我觉得上市速度本身就给创新造成了障碍。
它能够推动渐进式的变革，能够推动渐进式的工程升级， 但是也会给真正的创新造成障碍。
我们往后退一步，看看系统是如何运作的， 看看我们作为一个行业可以实现哪些目标，
并真正在建模方面迈出下一步。 我指的是电池电芯的深度表征和安装 BMS 系统。
这个系统实际上可以处理 这种程度的智能和这种程度的数据。
我认为，同样的目标会给我们带来巨大的收益，
这些收益包括安全、成本， 当然还包括性能或者说续航里程。
然后才是上市速度方面的压力。 上市速度阻碍了变革与演进。
非常感谢，您的观点非常有意思。我想强调一下。
您说的是这种上市速度方面的压力
会让人抓住芝麻但却丢掉了西瓜——也就是创新，是吧？
非常感谢。两位教授， 能否请你们就生产效率面临的挑战
以及如何应对这些挑战谈谈看法？
我完全同意，我认为上市速度阻碍了早期的研发。
我们看到，由于市场压力的缘故，
业界几乎没有留出时间来推出真正的创新 以及打造新的可持续概念。
Fichtner 教授在开头的时候也提到了这点。 我认为我们需要空间，
我们应当为需要协同行动的创新、为公共资金项目 和私人投资项目创造空间。
我认为这是其中的一方面。另一方面，是的。
Apello 先生也是这么说的。 我们也可以借助新工具来加快我们的开发速度，
基于数据和模型开发更好的产品，
但我认为，这需要我们所有人的共同努力，
这对制造商来说是一个非常大的挑战，
因为在开发方面，有很多新的问题需要解决。
譬如前面提到的电池化学结构。 这只是其一，我们不仅有负极，我们还有正极，
我们在正极上使用了越来越多的硅，
以期实现更高的容量和更好的充电性能。 也许甚至还包括新电解液或者是隔膜，
然后我们有新的电芯设计，这就是另外一个故事了。
也许是新的封包设计，大家都想节省能耗， 这是另一个亟待解决的问题。
为什么业界在大力推行无溶剂工艺？
这是因为用浆料涂覆的电极有一个干燥过程。
这个概念包含实际的储存， 溶剂在干燥过程中会产生致癌物质。
因此，我们必须对整个过程进行闭环控制。
我们需要大量的能量来加热、冷却和再冷凝，
因此会有研究人员在这方面进行探索， 希望摆脱这样的工艺，实现巨大的能源节省。
好的，非常感谢。 下面我们再来讨论一下质量和测试。
汽车供应商和汽车制造商 有非常严格的质量管理规定，
但有时还是会出现“百万分之一”概率的质量问题，
这些问题不在测试例的覆盖范围之内。 刚才大家对电池开发商使用的测试例阐述了各自的意见，
下面，我们来看看电池制造商和汽车制造商使用的测试例。
大家对此有什么看法？它们是否需要更深入、更严格的测试？ 请 Apello 先生先来谈谈。
我认为这里有相同之处，我们也要解决同样的问题。
它与我们一直在做的验证系统一样，
按照最高标准进行车辆验证只能解决这么多的问题。 您提到的 1 ppm 概率问题，
我相信，只能通过建模和增加传感器来解决。
因为这种方式能够让您 在汽车内部来解决这个实际问题，
但是，从统计上防止 1 PPM 问题几乎没有可能。
我们坚信，通过最大范围进行测试和表征， 再结合这些包含高级建模的先进 BMS 系统，
我们最终能够提供每个人都寻求的安全性。
遗憾的是，市场上有足够的证据表明， 安全问题尚未完全得到解决。
好的，谢谢。Fishner 教授，您有什么要补充的吗？
在这方面有一个完美的定义， 从工程的角度来看，没有 100% 的把握。
但是，测试已经非常接近真实情况， 我们放到电池内部的所有这些基于模型的研究结果让我感觉到，
我们已经接近 PPM 范围了。
我认为我们可以处理这种情况，也就是我在开始时所说的。
我相信，通过更有效地处理生成的大量数据，
我们能够掌握更多关于电池内部相互作用的知识。 这种方式也能够提高电池的故障安全性能。
这么说吧，我非常有把握 我们现在处于 PPM 范围内。
当然，召回也时有发生。这里有一个问题，
这是通过更有效的测试可以解决的问题， 还是需要我们深入探寻原因才能解决的问题呢？
我想说的是，如果我们能够通过这些案例 了解必须在未来避免哪些事情，
从而防止出现紧急情况，那我们就 不需要如此大幅度地扩展我们的测试例，
否则可能会让测试需求放大很多倍。
我认为我们应当从这些不同的案例中学习，
尽量规避这些风险，从而制造出更好的电池。
这是一个循序渐进的学习过程。 我们看到某个案例，发生了某种故障。
为什么会这样？在查明原因之后， 我们将它添加到测试例列表中。
我们不只是要将故障相关的内容添加到测试例列表中， 还需要提供一些有意义的信息，
以便能够管理好工作负荷。 我们的下一个问题是汽车安全性，
当然，测试就是为了保证汽车的安全性。 电池管理系统是一个关键系统。
Schugt 教授还有 Apello 先生，能否请二位谈一谈
电池管理系统（BMS）在这里发挥什么作用？ 有哪些方法可以确保其正常工作？
我可以先从系统层面来谈谈， 然后 Apello 先生可以再做详细的补充。
我认为 BMS 就是电池的大脑。 电芯测试、电池组测试和路测得到的信息
都会纳入汽车电池的运行策略中。
这个策略本质上是由 BMS 来实现， 它的核心内容包括健康状况、充电状态、放电状态，等等。
此外，BMS 还负责电池在行驶和充电过程中的安全运行。
换言之，在我看来，电池中的关键部分是电池组。
我认为这是一个非常重要的部分。
我也同意这个说法。它是系统的大脑，
当然，它有一个非常独特的架构。 我们相信，如果您拥有像我们正在开发的电芯系统那样多的传感器，
就能像我们一样掌握更多关于电池的知识。
我们测量每一个电芯，我们测量电压、温度，
由此得出大量的数据。 我们也会对前面提到过的参数进行建模，
例如电芯的充电状态、健康状况，等等。
由于 BMS 需要进入量产， 因此只有掌握了极其全面、细致的信息，
您才能达到必要的安全等级。 我们始终要尊重这样一个事实，
尽管 Fichtner 教授今天提到了电池的整体发展趋势，
但我们仍然需要考虑部件之间的波动。 我们不能 100% 保证所有电芯在生命周期内都能正常运行。
一个精心设计的 BMS 搭配上精心设计的软件，
最终会捕捉到一个异常，捕捉到 1 ppm 概率的故障电芯。
除了执行刚才提到的整个运营策略之外， 这就是 BMS 的最终作用。
您的公司要做的实际上是在电池的电芯层面进行监控，
因此在每个电池电芯中都要有一个传感器，
提供电流、电压、温度等各种数据， 各种关系到安全的数据。
这是最先进的方法吗？这种方法几乎每一个电池都在用， 我看到您已经在摇头了。
这不是最先进的方法。我们还需要进一步突破。
除此之外，电池上还会使用无线通信，
我们能够从半导体行业的很多供应商身上看到这个趋势。 然而，这些供应商通常总是
在模块与 BMS 之间使用无线通信。 我们在电芯到中央 BMS 之间使用无线通信，
这种方式也支持所指的电芯返回。
最先进的技术通常存在于我们当前看到的系统中， 我们研究过很多这样的系统。
有人在电芯层面或串联增量电芯层面测量电压，
他们将几个热敏电阻放到电池组中。
中央 BMS 在此基础上运行， 叫做基本的电芯或电芯组健康状况算法，
它们也在这些电芯组上运行非常基础的充电状态算法。
因为我们将各种技术都应用到了电芯层面，
所以我们实际上是在电芯层面计算 SOH 和 SOE， 这并不是最先进的手段。
我们相信，在行业经历了这个巨大的增长周期之后， 它将成为最先进的技术，
因为我们认为它是实现安全和性能的唯一可行途径。 您提到了 SOE 和 SOH 这两个词。
如果有观众不熟悉的话，我猜前者指的是能量状况，
也就是电池中还剩下多少能量， 而 SOH 指的是电池的健康状况。
能否请 Apello 先生或者是二位教授当中的哪一位 简要介绍一下如何对 BMS 进行测试？
有很多种方法可以进行测试。 从开发的元器件来看，
我可以专门针对半导体元器件来谈谈。
ISO 262 定义了开发方法，其中包括测试方法。
当然，在半导体层面， 我们会按照 AEC 100 流程来验证元器件。
这是用于验证的典型半导体规范。
与其他汽车模块或模块层面一样， BMS 由负责装配的厂商进行验证。
最后也很重要的一点是，
整车层面也需要进行验证， 因此验证和测试会分为多个层次进行。
我认为这一点非常重要。 我们必须在测试 BMS 时考虑到整车层面的测试，
因为在半导体行业，如何测试半导体部件大家都非常清楚，
但如何应用它，则是 BMS 涉及的内容， 因此这方面我们必须进行测试，
它是汽车上非常关键的组成部分。
我认为这个道理同样适用于其他测试。 测试场景要尽量贴近实际情况，
仿真故障现象并测试它们的反应， 这是我们目前采取的策略。
我们对电池组内的 BMS 进行测试，
如果测试合格，整个系统的故障概率会非常低。 感谢您分享以上见解。
Fichtner 教授，我想与您简单地探讨一下 电池续航时间、老化和快充这几个方面。
从客户的角度，从汽车制造商的角度来看，
快充都是他们非常感兴趣的功能。 但是，快充要付出损失容量的代价。
对此我们可以做些什么？ 我们是需要在电芯层面或者是化学结构做一些工作，
还是必须在更高的工程层面采取措施？
是的，快充的问题在于，材料暴露在非常高的离子电流下时， 可能会导致出现临界情况。
举个例子，如果在较低的温度下进行快充，
锂无法快速结合到储能材料中，
而是作为金属层留在表面。这是问题之一。
另外，快充可能会带来很大的风险， 因为金属锂在液体环境下可能形成枝晶，
导致短路，引起整个电池发热并开始燃烧。
业界试图通过采取两种措施来避免这种情况。
第一种是工程措施。 实际上，我们可以在一定的范围内
以非常快的速度让材料充电。 这个范围介于 10% 到 80% 之间。
由于锂的空间都被占据，
因此电极中会注入越来越多的锂电子，
电极必须将这些电子在内部排列好， 以便填充更多的锂。这个过程需要一定的时间，
因此我说至少 10% 到 15% 这个范围非常关键，
它需要时间。当然，我们也可以考虑能让这个过程加快的材料。
保时捷和瓦尔塔的最新研究表明，
即使在低温下也有可能以非常快的速度进行充电。
他们采用新的电芯设计来实现这个目标， 新材料能够在正极中与硅更好地结合，
而硅能迅速对锂起反应，它的确能够迅速发挥作用。
这种设计还有另外一个好处——扩大电芯容量。
目前的观点是，我们可以 通过新系统提高 30% 的续航里程
并实现充电速度的提升。 我还没有看到真实的数据，但我相信这个说法。
Michael 在这方面可能了解得多一点。 但是，我认为这是目前的趋势，
老实说，大家都在谈论固态电池，
但我目前所看到的进展 仍然是在传统的锂离子电池领域。
如果做个比较，我看不到固态电池有哪些关键优势。
此外，还有一个问题至今无人涉及， 因为大家都表示全固态电池的安全性会更好。
我从化学专业的角度对这样的表述充满疑惑，
因为在充电状态下，正极上有金属锂，
化学专业的人都知道金属锂会对环境产生什么威胁。
假如电池组破裂，它会开始自行燃烧，
然后会发生金属火灾，这可不是我们想看到的结果。
我想说，接下来的几年可能会涌现出很多新事物， 届时我们可以将当前的电池概念
与未来的固态电池概念进行真正的比较。 可制造性和成本也是我们要考虑的一个方面，
这个问题还没有得到解决。 它究竟会如何得到解决，我们拭目以待。
您认为快充的问题 主要是在电芯层面还是在化学层面，
或者说就是发热问题？ 这也取决于电芯设计。
以特斯拉开发的新 4680 电芯为例， 他们降低了通过电子为材料供电的电流。
以前的电芯结构就好比是一卷卫生纸，
里面有很长的一张薄金属箔，
是电流必经之地。
现在的结构已经发生了变化。
我认为，电芯的设计已经取得了长足的进步， 因此冷却问题可能不再是一个大问题，
至少对于快充而言是如此。
它仍然是一个问题，只不过与几年前相比已经有了很大的改善。 非常感谢。Schugt 教授，在系统层面您有什么要补充的吗？
好的。首先，我想说 BMS 确保电池永远不会进入临界状态，
因此充电电流和充电功率会动态地适应电池状态，
这是一个控制回路，所以快充是安全的。
但是，我们要从另一个层面来考虑。
什么情况下需要快充？长途旅行时需要快充。
我认为我们没有必要每天都用快充给汽车充电。
我们没有 350 千瓦级快充桩这种基础设施。
这样的设施数量很少，需要大量投资才能建起来。
在我看来，我们要解决的是里程焦虑问题， 也就是您在介绍中提到的问题。
不开电动汽车的人不会有这个焦虑。 如果您开的是电动汽车，
您日常的行驶里程是 50 公里，那不会有问题。
在公路上为长途出行提供快充是一个例外情况，
是的，我们必须提供这个功能。从工程方面来看，
汽车能够以 150 到 200 千瓦的功率充电 这一点非常令人震撼。但这种情况并不常见，是一种例外情况，
我认为这是我们必须牢记的一点。 是的，这就是 Fichtner 教授所表达的意思。
我们每次都可以开发出安全、快速充电的电池。 这很难实现，但它不是一个寻常的使用场景。
我认为我们必须回归更现实的讨论， 而不是将电动汽车与内燃机汽车进行比较，
因此我认为我们必须回到实际使用场景。
是的，非常谢谢。这的确是一个有意思的观点。
您也提到了驾驶员的行为。 就像您说的，从工程的角度来看，
看到汽车能够以 150 到 200 千瓦的功率充电真的是太棒了。
如果要使用如此大的功率， 我相信您也会对内部阻力产生全新的看法。
Schugt 教授，下面这个问题也请您谈一谈。
请您粗略估计一下
电池系统的测试需要多少时间和多少精力？ 好的，没问题。
电池续航时间测试大约需要 1 年到 1 年半时间， 与 10 到 15 年的运行时间相比，只有其十分之一。
这就是我们必须应对的情况，
当然，我们必须应付的电芯测试的强度也是这个样子。
我认为，我们大致可以考虑 10 倍的速度提升。 考虑到电池使用寿命，我们必须按这个系数来计算。
工程师进行电池测试需要花费多少时间和精力？
这是一个完全自动化的过程。 OEM 有时候会把测试台带出去进行电池测试，
有时候会把电池带回来用测试台测试。
然而，无论是从电气还是从环境方面来看，
这都是一个完全自动化的过程， 中间不需要人为的处理。
您恰好说到了我下一个问题要问的地方。
谈到电动汽车和电池系统的测试环境，
我们需要考虑一次性测试成百上千的被测器件。
近年来有两个词语非常流行， 那就是自动化和人工智能。
能否请您谈谈它们在您的行业中的应用情况？ Apello 先生，待会儿也请您做一个补充。
首先，我在讨论开始的时候就提到了这个。
我们一开始只有一个测试台测试电池， 现在我们在大型实验室运行各种测试，
我们使用相同的软件操作每个部件、每个测试台。
无论是电芯测试仪、模块测试仪还是电池组测试仪，
它们都运行相同的软件，因此处理来自不同测试平台 和不同测试方法的数据就变得非常简单。
我们还可以将续航时间测试与快充测试结合起来。
我们可以对电芯和电池组执行过压测试， 我们可以将各种测试结合起来了，
可以将所有这些数据与人工智能方法结合起来。
这就是我们在研究的内容，然后我们会找到新的机制， 通过解答“发生了什么”这个问题来深入了解电池特性。
Fichtner 教授是电池内部化学结构方面的专家， 我则是电子方面的专家。
我认为我们需要密切合作，
了解化学特性和电气特性的原理，
找到电芯、模块或电池组的临界状态。
这就是我们的方法——尽可能多地采集数据，
然后在数据中找到能够帮助我们的关键点。
这个点能够帮助我们开启下一个研发循环， 帮助我们提高电池续航时间，
帮助我们达成所有可能的其他目标。
通过机器学习和人工智能， 我们可以找到匹配的项目，
在某些情况下，一部分参数会显示存在特殊情况。
我们已经发现了这个问题， 但现在要考虑为什么会出现这个问题？
我们必须深入进去探寻原因， 在这里我可能又要老话重提。
我们必须将这种有效的测试、 大规模测试与人工智能结合起来。
我们要从中汲取经验教训，从而对电芯的特性进行建模，
然后真正投入时间和精力 将建模转化为实际的 BMS 解决方案。
这就是我们现在所做的事情。 我们对此满怀信心，只要对电芯进行正确建模，
我们就能够了解它在不同时期的特性。 我们会在它发生故障之前就预见到这种情况，
因为它显示出了一定的退化趋势。 有一个过程我们称之为“Neon Set”，
这个过程中有加速退化的起点，我们甚至可以预测这一点。
在这种情况下，如果 使用是德科技建议的所有数据进行高级建模，
也就是在验证测试和表征测试中生成的大量数据， 即使使用的模型不够先进，
我们依然可以很好地预测电芯未来的特性， 我认为这才是关键。
这是摆脱复杂材料的唯一途径，
当然，这种反馈循环会改善电芯在生成之后的基本改善。
我认为我们离打造出完美的电芯还有很长一段距离。 因此，在此之前，我们必须进行这种高级建模，
必须进行这种高级表征， 并且必须将这些方法应用到 BMS 中。
Apello 先生，说到高级建模， 贵公司做了哪方面的工作？
您提到要在错误发生之前预测错误，这么说的话，
我认为贵公司是在测量的同时分析测量数据，
然后查看电芯在实际情况下的特性，你们会做一个预测。
但是，您刚才所讲的在我看来更进了一步， 你们的预测不是用来分析数据，
而是已经用到了电芯建模中。 在建模的过程中，你们已经在预测可能会出现的状况。
你们已经将这些预测知识放到了模型中。 这么说吧，我们可以通过一种简单的方法来看这个事情。
我们有一个电芯组，为了简单起见， 我们假设它包含 100 个电芯。
它们的健康状况（SOH）为 95%， 在使用过程中，这个值会慢慢下降。
模型告诉我们，经过一千次循环后， 电芯的健康状况处于 75%，
这是我随便说的一个值。 如果此时有一个电芯显示 84%，
我们可以将其视为部件之间的正常波动。 其他电芯显示 85%，
只有这一个电芯显示 84%。下一步， 这个电芯组的健康状况处于 75%，
我在这里做了比较大的调整，以便更好地进行显示。
那个电芯现在显示的值不是 1%，而是 70%， 比其他电芯低了 5%。
此时，BMS 知道，这个电芯 相比其他电芯的退化速度要快一些。
这个时候，诊断系统会对此做出标记，
我们需要考虑退化的风险和发展态势。
我们可以决定是将汽车送回经销商那里进行检修，
还是将汽车置于不确定状态，或者是将它降级， 甚至是在最极端的情况下
将一切功能关闭并把车停到路边。 这是我们非常不希望出现的情况，
但这种情况比热失控还是要容易接受。 我们对这个产品满怀信心，
这些模型极其复杂。 我与这个产品的开发人员短暂地一起工作过。
这些模型的复杂程度超出了我的想象。
但如果您把它说得像我在这里说的那么简单， 我觉得这就是我们带给客户的信心。
BMS 是支撑做出这些决定的高级算法，
我们相信，通过建模，通过高级建模， 我们可以提高电池本身的安全性，
而从它的生产工艺来看，它可能本身不具有安全性。 感谢您澄清这一点。
我们的讨论差不多接近尾声了， 我想以一个展望作为结束。
Fichtner 教授，我想先请您来回答这个问题，
当然，另外两位嘉宾也可以随时补充。 您认为电动汽车电池的价格还能下降多少，
从而让电动汽车的价格更加实惠？
有意思的是，如果回顾已经发生的状况，
实际上成本在沿着常规曲线变化。
这条成本曲线是 2010 年代早期一些人预测的曲线，
他们说在 10 年代末，成本可能会下降 80%。 大家都对此嗤之以鼻，
然而这个预测变成了现实。在过去十几年间， 成本下降了 90%，目前似乎仍在朝着这个方向发展。
此外，材料的选择也发生了变化。
在当前电池的成本占比中，负极占了大头，
而在负极中，储能材料又占了大头。 储能材料包含镍钴原料，价格昂贵。
如果更换这种材料， 用价格只有其五分之一的材料来替代，
那么会对成本产生很大的影响。 另外一点我们已经提到过，
业内的趋势是通过减少部件来简化电池结构，
从中获得更大的容量，并简化整个生产过程。 最后也非常重要的一点是，
能源成本会下降，因为 这个工艺会发生改变或者做出调整。
我提到过，业界有从液体电池工艺转向 膏体电池或无溶剂固态电池工艺的趋势。
这会给容量带来很大的影响。 所有这些措施都朝着一个方向努力，
我预计成本会有更大幅度的下降。
根据目前我们采取的措施来做预测有点困难，
我看到我们能够进一步降低成本， 这不仅会对汽车的成本产生影响，
在某种程度上也会有利于降低固定储能的成本。
如果成本下降到每千瓦时 50 美元的话， 还会对使用电池的大型设施颇为有利。
突然之间，由于有了多余的收集和储能能力，
您不再需要季节性的储能， 因为您可以在几天内拉平成本曲线。
这样做很有必要，是一个巨大的市场。
但是，我们也需要可持续性更好的新化学原料。
我们可以把它粗略地分解为一些数字。
我们来看看中档汽车电池的价格是多少，
以及需要多久才能下降到那条线。
目前电池的价格在 6,000 到 10,000 欧元之间，
但我认为有比我更好的专家。 我觉得您是对的，
如果从每千瓦时的价格来看， 这个价格大约是每千瓦时 140 美元，
估计是在 5,000 到 10,000 之间， 我认为这是一个很好的价格。
我想补充一点，回过来谈谈行业的指数级增长。
从目前在进行的巨额投资来看， 我们可能会有点保守，
因为无论是哪家工厂，他们在制造设备的时候
肯定希望设备能够尽可能长时间运行。
商业法律会对进一步的创新造成障碍，
但我们相信，规模的扩大最终一定会推动成本下降。 我想重复一下刚才另一位先生说的，
我们可以实现巨大的效率提升， 但必须始终把安全放在比成本更重要的位置，
因为我们有足够的证据表明需要数据优先级。
这是我们遇到的一种非常罕见的情况， 我们在更改材料之类的参数，
也在做一些改进，这种情况通常不会发生。
我们试着在某个地方做出某种改进， 可是其他部分却变得更糟。
如果将这两个磷酸锂离子电池放在一起， 它们的负极集成到电池中的比例会高 50%。
制造商声称，可以对电池进行钉子穿刺测试，
不会有任何问题，不过钉子穿过的地方会升温到 50 度。
我们可以像发生了碰撞一样弯折电池。
真是太棒了。电池开发进入了一个激动人心的时期，
而未来的发展会更加激动人心。 感谢三位嘉宾参与这场别有生趣的讨论，
与我们分享关于电池开发流程的有趣见解。
我们的下一期节目将讨论 如何为电池赋予下一次或者说第二次生命，
欢迎大家到时候收看。谢谢大家。
再见。