如何解决新能源汽车的关键风险和问题
当前国内新能源车辆普遍率太低,技术没有没有攻克,所以成本也一直不能降低。但是随着技术的不断进步,以及国家的补贴政策,新能源汽车将会有越来越大的发展空间。首先,能源危机以及环境的恶化要求我们必须寻求新的能源,这使得新能源汽车的发展迫在眉睫。同时传统的能源还会对环境造成污染,其中汽车尾气污染已经越来越受到人们的重视。其中汽车尾气污染已经越来越受到人们的重视。其次,国家的政策支持为新能源汽车的发展提供了有力的保证。(威尔芙节能机油www.ukwef.cn)09年2月,财政部、科技部、发改委、工信部等四部委召开“节能与新能源汽车示范推广试点会议”。由于一些城市积极申请参与,参与“十城千辆”计划的城市名单目前已经增至13个,北京、上海等城市入选。长度10米以上的城市公交客车是当时补贴的重点,其中混合动力客车每辆最高补贴42万元,纯电动和燃料电池客车每辆分别补贴50万元和60万元。财政部对混合动力汽车的补贴按照节油率分为五档补贴标准,最高每辆车补贴5万元纯电动汽车每辆叮补贴6万元燃料电池汽车每辆补贴25万元。在多种因素的作用下,新能源汽车将会有广阔的市场前景。
(1)技术路线风险
就目前的情况来看,在新能源技术路线上一直没有定论。有人提出来说超级电容、乙醇、玉米等替代能源,包括德国大众更多的是信赖传统发动机,针对传统发动机做了很多技术改进,认为不需要新能源汽车。在近期是混合动力,中期是纯电动,长期来讲是燃料电池,这是汽车方面的专业人士的共识。但是从纯电动汽车里,究竟用什么,比如锂电池等材料的技术还不是很成熟。究竟用什么材料符合汽车技术要求和市场需求,目前还只是在讨论过程中。我们国家的基础研究还是比较落后,整个技术路线应该说还没有定型,总体来说还是处在探索的过程当中。因此在技术路线上存在着许多不确定的因素。
(2)关键零部件发展不能满足规模化生产的要求
第一,关键技术仍然没有突破,不能适应规模化发展的要求。虽然我国新能源汽车在研发等方面不断有新的突破,小规模的示范运行也取得了成功,但整体上仍处于发展初期,即使在目前最成熟的混合动力汽车技术领域,在关键零部件的可靠性方面,仍不及国际领先零部件企业的水平,难以满足规模化生产的要求,如果新能源汽车进行批量生产,一些关键零部件仍需从国外进口。第二,没有形成集团作战。新能源汽车不仅仪把发动机换成电池,绝大部分汽车里的东西都是用电的,对很多部件要进行改造。汽车是集成系统,电池、电机、电控、电池管理系统等一系列的东西是需要集团作战。
汽车风险现实情况分析
新能源汽车对能源安全、环境保护以及人民的生活水平都有极大的帮助,它发展的好坏不仅仅影响到生产企业,而且影响到整个社会的发展,所以它有很强的外部性。新能源汽车发展好了,受益者不只是汽车厂商,而是整个社会,厂商发展不好,受损的也不只是厂商自己,而会涉及全社会的每个成员。由于新能源汽车保险是一种准公共产品,所以完全由市场提供必然导致供给不足或者效率低下,因此相关活动必须由政府主导,承担主要责任。特别是在新能源汽车发展初期,政府必须通过法律手段、行政措施、财政政策、税收杠杆等来搭建保险体系,为新能源汽车的长期发展打开一个良好的局面。
在这个现实社会中,新能源汽车存在着诸多的风险所以这成为发展新能源汽车的巨大障碍,靠单个的企业很难抵御其所面临的风险。许多厂商已经意识到发展新能源汽车所面临的技术风险和管理风险,他们迫切需要一种方式来规避风险。而保险的基本职能是经济补偿,是承保人通过保险业务的开办来筹集保险资金,用以在发生保险事故造成被保险客户保险利益损失时,根据保险合同,按所保标的的实际损失数额给予补偿。汽车厂商可以通过投保来分散风险,把自己的风险控制在一定的范围之内,这对于新能源汽车的健康发展有着极大的帮助,对汽车厂商也有着巨大的吸引力。但因新能源汽车是新型产品,具有节省能源和保护环境的功能,政府和厂商都比较积极,但对需求方来说相对比较小心,因为他们对新产品的认识程度需要有一个过程。这种现象是由于新产品的技术信息不对称所造成的。双方都希望市场上有一些新的保险产品,这些产品能够适应新能源汽车发展的特殊要求,它能够转嫁客户应用新能源汽车的技术风险和经营管理风险,从而架起一座供应方与需求方能够顺利进行商业运作的桥梁。
近期在成都车展亮相的比亚迪E平台3.0和byd os 电动 汽车 操作系统实际上在上半年就已经发布,但当时并未引起太大的关注,行业内外的专业人士大多也不清楚这两者到底是什么。
E平台3.0的实质是电动 汽车 整车架构装载刀片电池,将制动等装置一体化,该平台可被全行业利用。
如若奥迪等厂商使用E平台,则可将奥迪生产、设计的装置安装在E平台,组合成一台奥迪电动 汽车 ,其他电动 汽车 厂商同理。
Byd os 实际上是一套链接 汽车 硬件和车载软件的系统,它和ios系统和安卓系统是类似的东西,但不同点在于它兼容 汽车 硬件,并对 汽车 硬件施加控制力。
一台完整的电动 汽车 则是E平台3.0和byd os的融合,我们可以将其看作 行走的计算机 ,也可以视其为 在电动 汽车 的基础上植入互联网 ,从技术上的视角来说其先进于互联网,因为互联网不能对硬件施加影响力,它可以看作是工程学和互联网技术的融合,进化出来的新品种。
它的复杂程度也远高于传统 汽车 和互联网。
电动 汽车 不是 汽车 ,也不是计算机,它不是其他任何东西,它是一台包含两者特点的智能电动 汽车 。
作为风险控制体系搭建人员,很有必要了解新能源 汽车 的基本框架,如果不了解,很难根据电动 汽车 产业链的特点,做出相应的风控方案。毕竟新能源 汽车 的研发、设计、生产、测试、投产、售后等环节是过去从未出现过的部分,无可参考行业经验。
今年新发布的海洋系列车型最高续 航能力达到1000公里 ,因加入刀片电池,电车在800V高压下充电5分钟,即可续航达150公里。
刀片电池呈长方形立方体,多块薄且长的电池累积在一起,形成为一个整体,颜色为银白色,在穿刺测试实验中,其他种类电池被工业钢针穿破后会自燃,甚至会爆炸,但刀片电池在实验中被针刺穿破后温度没有发生变化,电池依然保持比较安全的状态。
此类型的电池的安全性保证了电动 汽车 可大规模应用。
E平台3.0中搭载了高性能的SiC电机控制器、集成驱动电机、减速器、PDU( 高压配电箱) 、DC-DC (高低压直流转换器)、Bi-OBC (车载充电器)、VCU (整车控制器)以及 BMS (电池管理器)。
电动 汽车 在集成化、一体化的作用下,驾驶体验提升,电车运作效率提升, 电车百公里加速2.9s,百公里电耗比同级别车型降低10%。
这意味着该车型更加安全,运作效率更高。
电车域控制器+BYD OS 系统,则实现 高级别自动驾驶软件和硬件的完全分离,分别控制。
比亚迪的产品正在朝着万物互联的方向演进,接下来的产品似乎打造更加高效能的人车、车车、车物交互的智慧协作系统。
如果某一家新能源 汽车 厂商发布一款更成熟的版本,那么整个产业链就可能迎来类似乔布斯发布iPhone4的拐点,目前比亚迪、蔚来 汽车 、特斯拉等都处于类似于iPhone1~iPhone3之间的产业生命周期的早期阶段。
比亚迪最近10年,投放到研发的资金量越来越大,近几年和特斯拉投放的金额保持同步,均为70~90亿人民币。
比亚迪和特斯拉在这一点上相似,注重 科技 创新,企业内部拥有的工程师文化正在逐步打造出一条庞大的新能源 汽车 上下游产业链。
研发投入庞大,净利润偏少,属于目前比亚迪、特斯拉共同面对的情况,从长期的资产回报率的角度来讲风险可控,如果比亚迪净利润非常庞大,是一个天文数字,可能对于一家成长型 科技 企业来说,缺少大量资金流入研发环节才是比较大的负面问题,因为企业可能不在意研发,不关心未来的市场规模,在近未来的同行中很容易失去竞争力。
因此, 净利润偏少,研发投入逐步增加并处于较高水平,对于比亚迪和特斯拉而言是一个比较好的现象。
技术发展成熟后新能源 汽车 将会与人、车、其他智能系统连接起来,它的存在和功能对个体的影响比燃油车更大。
被感染外部病毒的新能源 汽车 可能会对车主产生人身安全危险,生产硬件和软件的制造商能否保证产品的可控性,新能源车的链接端口是否安全,车主的个人隐私是否会被泄露,产业链上游供应商所提供的产品的工艺水平是否可以符合新能源 汽车 的标准,供应商与供应商之间的交付是否可以按期完成。
以上等等一系列新问题会成为新能源 汽车 产业链日趋成熟过程中,风控人员不得不仔细考虑的问题,目前这些问题并没有现成的答案。
作为新能源 汽车 企业需要足够的现金流支撑短期负债,现金作为企业最强的流动资金,最保守且最稳定的来源可能来自于销售环节,如果销售环节出现问题,企业内部就很可能出现资金流紧张,影响还款的问题。
但是对于新能源 汽车 厂商来说,尤其是在建厂的早期阶段,需要大量资金投入营运,数亿资金投入进去可能没几个月就用完了,也不见回报,该行业实际上是一个投资回报周期时间特别长的行业,今年投入的资金,可能到5年后才能见到成效,对于资金量小的企业,还没有见到研发成果,企业可能就直接倒闭了。
保证资金流的正常涌入则是持续投入技术研发的前提,新能源 汽车 是一个全新的行业,没有可供参考的案例,技术研发变成企业的主要驱动源,技术创新转变成能否扩大市场规模的关键因素,这是和过去很不同的一点,在过去,国外的产品拿来直接本地化改良即可短时间攻占市场。
企业需要从内部着手管理好现金流的监督工作, 需结合实际情况,建立分工明确的组织机构,在日常营运中,制定详细全面的财务报告来反馈现金流管理,通过预估未来的多种情况,分析企业现金赤字及盈余,提高现金的使用率。
风控人员需要将以技术研发风险、市场风险、诉讼风险、财务风险、人力资源风险、失信风险、舆情风险等主要类别为基准,建立一套风险管理体系,对各个方向的风险行为随时强调风险意识,新能源 汽车 不同于传统燃油车,它出现的任何一点不适,都会对企业造成很严重的负面影响,尤其是当下被聚光灯笼罩,同时还被大多数人反对的情况下,更需要将风险意识植入到营运过程中。
新能源 汽车 厂商在使用不安全或者过时的组件,使用已遭弃用的或不安全的、导致设备遭攻陷的软件组件/库,包括操作系统平台的不安全定制以及使用来自受损供应链的第三方软件或硬件组件,容易遭到病毒袭击,个人隐私方面的资料也有可能被外传。
一台新能源 汽车 实际上也是物联网场景的体现,物联网组件的使用安全边界更加复杂,连接到网络的物联网端点越多,由此带来的攻击面也就越广泛。风控团队可以利用端点监控和响应(EDR)来保护 汽车 端的网络。用DR工具监控端点,主动查找威胁,在安全事件期间发送警报并及时做出响应。
给大家分享一份AI风控平台RiskRaider风险雷达监控比亚迪的风控数据,风控评估结果由AI实现。
随着新能源企业经营发展中内外部环境的不断变化,企业财务风险成因也越来越复杂,想要有效识别出潜在的风险隐患,必须要提高财务风险识别能力,优化财务管理机制。一旦发生财务风险,随之而来的便会是经济损失。为了预防和控制财务风险的发生,不仅要抓好企业财务风险的识别,还要根据企业的实际运营情况制定风险应对策略,有效遏制新能源企业财务风险的发生,帮助企业尽可能避免经济损失。
一、新能源企业财务风险特点
与传统能源领域相比较,新能源企业要求把更多的资源投向技术改进与创新领域,而对固定资产设施投资要求较低。在新能源企业中,特别是处于成长阶段的新能源企业,电力设备、仪表等有形资产投资一直处于重要地位。专利技术、商业秘密等无形资产投资对企业未来发展起着引领和支撑作用。因此,无形资产和固定资产在新能源企业总资产中的比例应当保持平衡。此外,新能源企业的高科技属性也要求企业重视人力资本投资,为企业发展奠定知识基础。由此可见,不论是无形资产投资,还是人力资本投资,都要求新能源企业弱化固定资产投资需求而保证企业相对较高的资产流动性。
新能源企业较低的融资能力和抗风险能力要求弱化固定资产投资企业进行投资,不仅要考虑行业属性还要关注企业发展阶段特征。在中国,绝大多数新能源企业都处于成长阶段,普遍存在融资能力差和抗风险能力弱两大问题。就融资能力差而言,处于成长阶段的新能源企业很难获得大额、长期资金支持,而只能得到中小资金的短期支持,企业规模小且盈利状况不佳,对外界变化比较敏感,抵抗风险能力较弱。
二、新能源企业主要财务风险识别
(一)融资风险
公司偿付能力的强弱可以衡量公司融资的风险。通过分析新能源公司的偿付能力,识别新能源公司融资的风险。公司以资产偿还债务的速度越快,短期偿债能力保证系数越高,表明公司具有较强的短期偿债能力。可以选择股权比率等指标来衡量公司的长期偿债能力,该指标可以衡量公司的长期偿债能力,反映公司的总资产结构,股权比率越高,公司的财务风险越大。
(二)投资风险
投资商业项目的风险有很多产生原因。特别是新能源企业技术更新速度快,盲目追求技术创新,投资后技术收益转化率低,企业经营难度大,难以持续毛利润率和净利润率可用于评估公司的盈利能力。在项目可行性分析阶段,公司关注技术可行性研究,而不是经济可行性论证。做出错误的投资决策。
(三)资本回收风险
企业资金回收风险的出现受到内外部因素的影响。在国家财政和金融恶化的时期,整个市场将疲软,产品对外销售将非常困难,公司之间的贷款和相互担保现象严重,公司的管理和决策水平是影响公司资金回收风险的内部因素,该内部风险因素可由公司控制和调整。只有制定相应的风险和管理控制措施,公司才能增加销售额,进一步削弱资本回收的风险。
(四)收入分配风险
收益分配风险基本上也可以称为融资风险的分支,其特征与融资风险有些相似,包括难以按时筹集投资资金的风险降低企业偿付能力风险股价下跌将影响企业再融资的风险它降低了员工参与和热情的风险。
(五)核算与管理风险
在风电、光伏项目建设过程中,重点关注项目成本的过程和主要资金来源,并及时检查财务风险评估和资金投放方式,有明确的备案记录。在基础设施方面。在审计过程中,往往容易对工程的完成日期和意外情况造成成本损失。如果投资回报不能纳入项目资产核算,会导致项目资金影响不可控。收集相关的原材料、劳动力支出和生产能力以及各地区的销售状况会对资产表现和生产的运营控制模式产生影响。部分生产部门未根据业务经营特点和市场需求制定详细的财务控制措施。资金的低效使用也间接导致生产综合效率的降低。当成本预算与企业的每一项业务挂钩计算成本时,数据容易泄露,在一定程度上降低了财务报表的真实性。
三、财务风险的主要成因分析
(一)产业政策变化
2021年,国家主管部门先后发布了《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》等相关政策文件。建立新能源体系,发展可再生能源。“智能、储能和新能源”战略目标提出的政策与宏观经济政策和国家能源政策密切相关。未来,公司可能面临国家可能不得不调整与宏观调控有关的产业政策的风险,这将对公司的业务发展产生负面影响。
(二)市场竞争加剧
2020年,受新冠疫情影响,所有生活方式都面临重大挑战,现阶段新能源公司的主要产品是智能电表、能耗信息管理系统、终端产品、太阳能电池组件和综合能源服务。在智能部门的产品中,市场竞争激烈。未来,电能表、风能项目、光伏项目、能源管理系统和终端产品将呈现加速智能化发展的趋势。综合能源服务业正处于工业发展的初级阶段。除了大量能源经济服务公司的竞争外,转型中还有大型上市企业和央企的联合,行业竞争十分激烈。
(三)财务人员素质不足
财务经理没有足够的知识储备,如心理学、司法学、金融学和外语。在财务活动中,横向知识储备决定了企业会计经理的适应性,缺乏对新兴事物的学习。许多财务官员不仅缺乏工作能力,而且拒绝接受光伏、风能和其他商业知识的学习和统计。他们对公司没有责任感,在工作中没有专业精神,在面对任务时往往敷衍了事。因此,它们往往导致公司出现故障,损害公司的正常发展。
(四)技术革新加快
随着人工智能和国家支持的战略“互联网+”等新技术的不断更新,新能源项目建设中对新技术的需求正变得越来越大。技术创新促进了新能源产业的发展,技术投资比重较大。如果投资失败,公司将损失惨重。许多公司依靠国外先进的技术和设备生产,这也制约了贝尼诺的发展和中国新能源公司的进步。由于新能源技术的不发达和对国外技术的依赖,加上疫情背景下以美国为首的国家对中国技术的限制,新能源行业建设周期长,导致新能源建设项目往往面临项目和工艺流程延误的风险,无法形成自身竞争力,将面临巨大的财务风险。
(五)海外新能源市场的经营环境
2020年新冠肺炎疫情暴发,对人员流动和物资运输产生了一定影响,进而对新能源企业的正常生产产生了一定影响,特别是境外疫情的持续对境外业务的拓展产生了一定的影响,如果未来的全球疫情不能得到有效控制或消除,全球经济一体化的影响将对未来的企业生产经营产生负面影响。
随着国际业务的拓展和众多国家新能源公司参与外部市场,价格竞争趋于激烈,同时国外客户需求复杂度高,研发投入大。目前,新冠疫情海外发展态势仍不明朗,公司面临政治、疫情、汇率风险、东道国税收政策不稳定等诸多因素,在电子元件和其他原材料方面,全球市场供应链紧张,这是项目风险控制的主要挑战。这可能会对新能源公司产品的生产和调度以及整个行业下游项目的启动产生一定影响。
三、新能源企业财务风险的防范对策
财务风险应对策略就是针对风险的因素和风险的大小,制定合理的对策,降低存在的风险。财务风险规避方法包括风险防范法、风险分散法、风险规避法、风险转移法和风险保留法。事实上,财务风险控制应该从财务风险分析的结果开始,并找到风险的根本原因,形成最佳呈现管理战略并有效降低风险和预防危机的风险对策手册。
(一)积极应对外部经济环境变化
新能源公司应监测宏观经济趋势,加强对国家宏观经济政策和工业发展趋势的监测,加强决策者预测和评估经济形势和政治变化的能力。根据全球光伏产业的发展,持续进行产业规划和调整,进一步加大投资力度、盈利模式和筹资力度,创新商业模式,促进公司持续、稳定、健康发展,从技术创新、合同、财务管理等方面最大限度地降低各项成本,成本控制和专业管理。
新能源企业应积极应对行业环境变化,调整战略布局,继续以市场为导向,加强市场细分,不断拓展营销思路和渠道,创新产品营销模式,建立新的营销渠道和品牌效益,在巩固民族企业的同时积极开拓国际市场,同时加强新能源团队建设,加强与国企、央企合作,创新发展清洁能源业务,进一步加大投资力度,优化盈利模式和筹资模式,提高公司在市场上的竞争力。在继续研究和技术开发的同时,加强与大学和专业机构的合作,新技术广泛试点,紧跟行业发展趋势,加强与客户沟通,根据市场需求及时调整研发方向。
新能源公司必须严格运用各种标准化措施,预防和控制疫情。管理层必须关注国内外宏观经济和政治形势的变化,在新冠肺炎的背景下,不断提升产品竞争力和公司抗风险能力,整合内外部优势资源,提升技术创新能力,巩固产品质量,加强新兴市场和“一带一路”区域市场发展,确保公司按照年初设定的目标有序开展所有工作。
(二)完善内部财务风险体系
预防和控制新能源公司的财务风险是一个非常复杂的过程,具有可变性。通过对公司各项财务指标变化的详细分析和智能预测,建立财务风险监测预警系统,有效、及时地控制风险。财务风险监控和预警系统能够及时监控公司的风险状态。一旦发现风险,可立即发出警告,以帮助公司及时防范风险并将损失降至最低。
新能源企业必须做好内部财务风险宣传工作,定期对内部员工进行财务风险识别技能培训,提高全体员工的财务风险意识和防范能力。在识别和防范金融风险的工作中,公司领导必须发挥突出作用。企业领导必须不断提高对财务风险的认识和识别能力,为本部门其他部门和人员树立榜样,让更多人参与,为识别和应对财务风险营造良好的企业发展环境。
财务人员专业能力的增强对新能源公司规避财务风险构成了坚实的障碍。会计人员应注意资本需求和现金流控制。财务会计可供公司决策使用,从而提高会计人员的专业素质,加强项目中会计核算和日常会计核算的准确性,增加对财务报表的关注,可使财务人员对其日常工作中存在的财务风险作出严格的专业决策,并提前发现生产中存在的问题以及公司的运作。
在新能源产业中,许多企业的创新能力极强,有些企业管理层并没有及时申请专利,导致同行业竞争者竞相模仿,尤其是海外的同业竞争企业,美国对中国进行技术封锁,经济上制约,那么加强自身知识产权的保护和技术创新显得尤为重要。新能源企业创新风险的大小与创新频率呈正相关,尽管如此企业也要加大核心技术的投资力度。作为战略新兴产业的新能源产业,创新是企业发展的唯一途径,只有企业重视技术创新,其根本是重视人才,才能在激烈的竞争中获胜。因此,管理层制定的发展计划会对创新风险构成较大的影响。只有企业足够重视,创新能力较强的企业,才能更好地应对市场竞争。
根据实际发展需要和发展规划要求,新能源公司由人事行政部牵头,编制并上报人才需求计划,明确数量、专业、岗位等,人才水平和要求。人才是企业竞争的基础,使公司财务部门能够对人力资源管理部门进行一定的财务意见规划,人力资源管理部门只能利用财务管理信息分析工作部门的内容,发现问题,最终提高效率和工作能力。然后由专门的招聘部门与人力资源部合作实施人才发展计划。人事招聘部门根据上述信息确定应聘者名单、面试、体检、评估的考试及结果,并结合应聘者意愿和谈判、将谈判结果通知公司上级单位,并根据要求和建议与所提供的人才进行沟通,在公司研究和决策后,达到明确的意图并应用引进人才的程序。人才的选拔、培养、使用和保留,可以使企业发展更加稳定,研究和技术发展更加迅速,最终满足各个细分市场的需求。
总之,对于新能源公司来说,由于中国这些公司正处于发展的沉淀期,需要不断增强公司的财务管理能力,提高财务管理水平,为了让企业在开发过程中更大程度地控制因素,确保企业在开发过程中面临的风险最低。
结 语
文章主要研究了新能源企业财务风险识别的方法,财务风险的成因分析,以及财务风险应对策略,希望在目前经济大环境下背景下,这些对策能为新能源企业提供参考。
二、企业可持续发展的评估和管理
三、对企业关键性或整体性风险的识别、分析和评估
四、企业危机、应变、预警、预测的管理
五、企业问题分析与全面诊断,包括对战略、操作、财务等层面的风险分析、诊断
六、为企业选择合理的风险管理方法、技术、手段与工具
七、企业风险审计
风险管理工作包括以上几大方面。
1、新能源车电安全引人担忧
近年来伴随新能源车市场的火爆, 社会 上已发生多起新能源车起火事故,电池安全渐渐成为了新能源电动 汽车 最重要的议题之一,也是各方关注的焦点。新能源 汽车 国家大数据联盟在2019年08月发布的《新能源 汽车 国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示:2019年5月起3个月之内共发现79起安全事故,涉及96台车,情况很严重。已查明着火原因主要是电池自燃、车辆碰撞、车辆浸水、车辆不合理使用问题,它们导致了锂离子热失控。事故车辆中磷酸铁锂电池占比7%左右、三元锂离电池占比86%左右,剩余车辆电池不明。
图1 电动 汽车 起火相关案例
基于此,针对电动 汽车 的法规升级越加频繁,要求也越来越高。国标GB30381-2020《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》加入了电池热失控预警要求,要求车辆在热失控导致乘员舱发生危险前5min发出提示信息提示人员安全撤离,对热失控的检测以及蔓延抑制提出了紧迫而具体的要求。C-NCAP在2021年也引入了柱碰测试法规,国外机构Tesla、三洋、三星等在2014年前就电池热失控领域开展了大量研究,Tesla已申请60多份相关专利;国内机构如CATL、清华大学近几年均成立专门的技术团队研究电池安全特性;以清华大学为例,其热失控方面部分研究成果已用于宝马、戴姆勒、三星、长安、CATL等合作项目。
图2 电动 汽车 中涉及电池安全的相关标准
由于法规的升级和树立 汽车 品牌形象需要,目前国内越来越多的主机厂生产的新能源电动车也开始考虑了绝缘安全防护,如基本绝缘、外壳防护、漏电监测、手动断开等安全防护措施;除此之外,在新能源 汽车 安全开发过程中,GB 以及NCAP 工况只是基本的考核要求,为实现真正的新能源 汽车 的安全性,减小消费者对新能源车不安全的误区,我们需考虑更多的实际交通道路事故中所出现的碰撞工况,在所有测试工况下避免高压电防护失效导致的高压伤害。
图3 新能源车型电安全开发考核工况
2、动力电池简介
从系统的角度来说,电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。对于我们比较熟悉的化学电池,则是按正负极材料进行分类,有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等车辆比较常用的动力电池。铅酸电池技术成熟、价格便宜,但其污染严重,比能量低,一般应用于大型不间断供电电源以及电动自行车;镍氢电池安全性高、耐过充过放性能好,但其比能量低、低温性能差、自放电率高,一般应用于混合电动 汽车 以及电动工具;锂离子电池相比以上2种电池具有比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽、倍率放电性能好、污染小等优良特性,现今被电动 汽车 广泛采用,也是现今国网力推的一种电动 汽车 充电电池类型。
图4 电池分类
市场上常见的锂离子电池基本分为4类,其中磷酸铁锂电池的热稳定性最好,锰酸锂电池次优,三元锂LiNiCoMnO2电池略差,而钴酸锂电池最差。磷酸铁锂电池循环寿命长、毒副作用小、成本低廉、充放电倍率大、高温稳定性好,但一致性不好,能量密度低。锰酸锂电池成本低,毒害性较低,但热稳定性差,循环寿命短,应用较少。三元锂(LiMn2O4)电池能量密度高,但大功率充放电后温度升高,高温时释放氧气,热稳定性较差,寿命较短。钴酸锂电池热稳定性最差,它的正极在高温时容易分解,加速热失控,但能量密度高,续航更出色,特斯拉 汽车 采用了这种电池。
图5 主流锂离子电池性能比较
这些种类的锂离子电池最大的区别就是正极材料的不同, 实际上正极材料是影响锂离子电池性能和成本的关键因素,目前国内新能源 汽车 动力电池应用最多的是磷酸铁锂电池和三元锂电池。
图6 磷酸铁锂刀片电池
图7 三元锂硬壳电池
图8 一般动力电池包结构形式
3、电池存在的安全风险
各种电池起火的共性原因是电池热失控,隐患总体可以分为三大类,一类是环境高温,引起电池正负极的剧烈反应,反应会向可燃的电解液中释放大量的能量,并析出氧气,导致电池膨胀、过热甚至失火;一类则是外部的物理性破坏,导致电池隔膜贯穿,正负极直接接触使得电池内短路,短时间内释放大量电能(可转换成热能),导致电池热失控;最后一类则是电池过充、过放导致的内部结构损坏,从而引发电池的热失控。
热失控(Thermal runaway)是指由于锂离子液态电池在外部高温、内部短路,电池包进水或者电池在大电流充放电各种外部和内部诱因的作用下,导致电池内部的正、负极自身发热,或者直接短路,触发“热引发”,热量无法扩散,温度逐步上升,电池中负极表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、电解液、正负极等在高温下发生一系列热失控反应(热分解) 。直到某一温度点,温度和内部压力急剧增加,电池的能量在瞬间转换成热能,形成单个电池燃烧或爆炸。引起单个电池热失控的因素很多、很复杂,但电流过大或温度过高导致的热失控占多数,下面重点介绍这种热失控的机理。
以锂离子电池为例,温度达到90 时,负极表面SEI膜开始分解。温度再次升高后,正负极之间的隔膜(PP或PE)遇高温收缩分解,正、负极直接接触,短路引起大量的热量和火花,导致温度进一步升高。热失控时,230 250 的高温导致电解液几乎完全蒸发、分解了。它含有大量易燃、易爆的有机溶剂,逐步受到热失控的影响,最终分解发生燃烧,是热失控的重要原因。电解液在燃烧同时,产生一氧化碳等有毒气体,也是重大的安全隐患。电解液如果泄漏,在外部空气中形成比重较大的蒸汽,容易在较低位置大范围扩散,这种扩散范围极易遇火源引起安全事故。清华大学的研究显示:正极中含镍越多则热稳定性越差,碳素材料的负极在寿命的前期较稳定,但是寿命衰减后变差。这从侧面说明三元锂电池的高镍比例,虽然容量更大,但会导致更大的热失控风险。
图9 热失控随温度的变化过程
4、应对电池可能存在的电池安全风险
应对电池可能存在的电池安全风险,可以从四个层级、七个维度来考虑电池的安全,四个层级指电芯、模组、电池包、整车,七个维度包括可靠连接、高压防护、机械挤压、过充、布置形式、短路和热失控,在每个维度跟层级都有对应的防护措施,全方位有效的保护电池安全。
新能源 汽车 发生冒烟起火的场景一般为车辆静置时充放电和车辆行驶中发生碰撞,下面我们基于锂离子动力电池在机械挤压这个维度来讲解下目前开展的一般研究方法,探究整车碰撞中电池包的受力形态与损伤(失效、起火、爆炸)机理。
本研究从卷芯到单体到模组再到电池包共4个层级,每个层级的研究又分为试验和仿真两个方面,通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应,以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响,全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理;借助对试验结果的认知,开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型,并以卷芯模型为基础,逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型,以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证,为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。
图10 研究总体框架
1)卷芯层级研究
卷芯是组成单体进而构成模组的基础,也是电池包里面最基本的电化学单元,了解卷芯的力学性能,及其力学失效和电化学失效之间的联系,有助于深入认识电池包在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理。锂离子电池的正极材料通常以铝质集流体为基底,涂布钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)和磷酸铁锂(LiFePO4)等锂离子活性物质。负极材料通常以铜质集流体为基底,涂布石墨或硅层。而隔膜则常为由聚乙烯或聚丙烯等材料制成的多孔薄膜。通过对卷芯中的正极复合体、铝箔、隔膜、负极复合体、铜箔等进行拉伸、压缩、穿孔试验,得到相应材料的材料卡片,为卷芯的精细化建模搭好基础。
图11 卷芯组分研究流程图 研究总体框架
2)单体层级研究
电池单体是向下集成卷芯、向上构成模组的结构,每一个单体都是一个可以独立工作的电化学集合体。目前车用锂离子动力电池单体,通常采用卷绕或叠片式卷芯(交替布置的正负电极和电极间的隔膜)和液态电解质,用金属外壳封装成圆柱形(a)或方形硬壳电池(b),或用镀金属塑料膜封装为软包电池(c)单体层级研究。
图12 (a) 圆柱形硬壳电池单体 (b) 方形硬壳电池单体
(c) 软包电池单体
为了全面了解电池单体在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理,研究同样对单体进行了不同加载方向和不同加载速度的挤压试验。
图13 (a)Z向圆柱挤压 (b) Y向圆柱挤压 (c) X向圆柱挤压
(d) Z向球头挤压 (e) Z向锥面挤压
通过实验,可以得到对应的力-位移-电压曲线,结合对样件电镜扫描结果,来研究响应规律和失效机理,和建立了单体的有限元模型。
图14 某工况下单体力-位移-电压曲线
对于电池单体,我们通过多种方向和多种不同的加载速度的组合试验对其力电响应进行了测试,可以发现,单体也有着明显的各向异性和应变率效应。其次,单体的短路行为也具有明显的各向异性,相比于Y向和X向,Z向是单体最容易发生短路失效的挤压方向。借助对试验结果的认知,开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为且兼顾仿真精度和计算效率的单体模型。
图15 单体有限元模型
3)模组层级研究
模组是将一个以上电池单体按照串联、并联或串并联方式组合,并作为电源使用的组合体。其研究方法与单体基本一致,但由于其结构比单体更加复杂多元,研究中需要考虑多种失效形式,包括单体之间的粘胶,壳体撕裂,端板断裂的现象。
图16 模组测试系统
图17 模组试验形式及样件变形情况
通过研究发现,相比单体内短路(卷芯断裂)压降失效而言,模组试验中更多的是由于结构失稳或外部侵入而发生的外短路;由于蓝膜、胶层和铝合金在冲击下韧性明显下降,更易发生失效破坏,而这些失效形式是导致模组发生外短路的关键因素,进而使得模组压降对应的力和位移的响应在准静态和存在较大差异。
图18 某工况下单体力-位移-电压曲线
通过模组多工况试验标定,建立模组有限元模型。
图19 模组有限元模型
4)电池包层级研究
通过对锂离子从卷芯到单体到模组的研究,对电池本身具备充分的了解,包括电池在冲击下的变形和失效规律,内部损伤发生的历程和机理,在发生严重损伤前所能承受的载荷、变形、能量等的最大限度,以及损伤发生过程中机电热的相互耦合和作用关系等。基于仿真模型,便可以开展多工况下电池包层级的研究与对标工作。
图20 电池包系统多工况研究
在新能源 汽车 安全开发过程中,电池包作为更加复杂的系统,不同的试验工况下,会有多种不同的失效形式,其产生的原因和所造成的危害也不尽相同。
图21 常见的动力电池失效形式
5、结语
锂离子电池凭借其能量密度大、循环寿命长、充电效率高等优点,被广泛应用于纯电动或混合动力 汽车 的储能系统。然而,锂离子电池在能量密度迅速增长的同时,对于整车的安全性设计又提出了新的挑战。特别是在经受复杂且严峻的碰撞工况时,为最大程度地发挥电池系统防护结构的作用,最大限度地在碰撞防护和轻量化设计之间寻求平衡,必须首先深入研究锂离子电池的机械性质和碰撞安全性,不但能够对新能源车辆设计和制造提出指导性的建议,也有利于新能源车辆的后期维护和事故处理等工作的进行。
为解决电池单体在机械加载下的力学响应与损伤行为预测问题,开发预测电池包力学响应和失效行为的工具,最终服务于电动 汽车 碰撞安全设计,第一阶段针对典型的车用动力电池开展了从卷芯到单体再到模组共三个层次,逐步深入的研究。每个层次的研究又分为试验和仿真两个方面,通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应,以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响,全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理;借助对试验结果的认知,开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型,并以卷芯模型为基础,逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型,以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证,为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。
1.发展服务理念:努力为客户提供优质的新能源汽车租赁服务,满足客户的需求,提升客户体验,提供及时、优质的服务。
2.经营管理模式:确定有效的经营管理模式,以确保新能源汽车租赁经营的有效性和可持续性;构建有效的合作渠道,与客户、汽车制造商及租赁公司建立良好的合作关系;定期开展汽车租赁行业市场调查,及时发现市场变化,持续改进经营管理模式。
3.风险控制:制定风险控制策略,对入网客户进行实名认证,定期复核资质,确保客户资质符合要求;建立完善的财务审计体系,定期审计汽车租赁收入及支出情况;建立有效的保险保障体系,确保客户租赁汽车的安全。
4.服务管理:建立完善的客户服务体系,提供优质的服务,提高客户满意度;建立完善的租赁汽车管理机制,定期检查租赁车辆,保证租赁汽车的安全性及可靠性;定期开展客户调研,及时发现客户需求变化,及时调整服务体系。
5.安全管理:建立完善的安全管理体系,确保租赁汽车安全行驶;定期组织安全培训,提高租车客户的驾驶安全意识;定期检查租车车辆,确保汽车安全可靠。
一、企业当前面临的主要财务风险类别
(一)筹资风险
一方面,新能源汽车企业前期技术研发投入较大,需要大量的资金支持,而且由于资金回笼周期较长、收益不稳定等原因,可能给企业带来较大的财务风险。另一方面,我国目前对新能源汽车产业的融资渠道不多,企业主要通过借款筹集经营资金,利用财务杠杆获取收益,一旦财务杠杆使用过度,可能导致损失高于收益,从而引发筹资风险。
(二)偿债风险
通过对A企业2013-2016年长期偿债能力的分析计算,得出如下财务指标数据表:(见表1)
从表格数据来看,A公司的负债结构及负债水平相对合理仍然保持在警戒线0.60的数据范围内,但其资产负债率相对较高,使企业承担着较大的偿债压力,对其盈利及融资能力也产生一定影响。而且由于企业处于业务规模扩张阶段,需不断增加业务资产投入,导致其借贷款规模不断加大,如果后期经营不善,企业将面临着巨大的偿债风险。即使国家对新能源产业扶持力度较大,但政策的变动也会在一定程度上导致企业出现收益波动,从而引发偿债风险。
(三)资金回收风险
本文所研究的新能源汽车企业的现金流风险相对较低,但由于其应收票据和应收账款余额相对较高,而且呈现逐年上升趋势,加上企业销售增长导致其客户应收款项进一步增加,预期的信用风险损失逐渐加大,企业对账面的大部分应收账款余额也未持有任何担保物和采取相应的信用增级措施,导致企业的坏账损失巨大,如果企业未能很好地进行客户信用管理或者账款催收力度不强,可能加大企业的资金回收风险,进一步影响到企业的财务经营状况和经营业绩。
从这五个方面来看,设计出非常好的电动汽车,少量试生产,目前看来,这幅画的浅色部分是我们国内企业能力比较强的。黑暗部分需要大量生产时,要如何保持产品的一致性,确保产品的所有核心参数都在非常严格合理的区间内。蓝色部分的质量工具是目前我们认为国内企业能力弱的方面。其次,产品安全设计,中间V型是中国典型的传统V型设计过程,蓝色是电动汽车领域现有V型设计过程的重叠,通过包括BMS、MCU、VCU在内的功能安全目标设置和系统安全概念、硬件和软件实现,软件,我们想强调的是,功能安全在电动汽车的安全中起着非常重要的控制作用这可以有效地减少硬件和软件使用过程中可能出现的许多风险。
电池、电力电池包括上面看到的四个标准系统、我们的国家标准、ISO、欧洲和美国。事实上,在电池组测试中,我们现在的国家标准要求非常高,非常完整。应该说,它与美国的要求相比,有一些方法上的差异,但非常相似。但是今天我们反复提及的是电池的热量失去控制,热量无法控制的扩散。目前模块和电池组不包括很多测试方法。这一点是我们目前面临的问题中非常重要的问题的来源,因此我们希望我们的后续研究工作能够尽快完成cover这一部分的工作。
在今天的白人会安全报告中,我特别同意电动汽车的充电不是技术问题,而是管理问题。德国莱茵河有幸负责在向中德充电车充电项目发布《电动汽车交流充电桩安装指南》。在这项工作进行期间,两国充电车专家的技术交流对我们大有帮助。总之,安装者。有安装培训。能否向安装服务提供商提供这种运营审核?而且,在最终安装时,将进行仔细严格的安全安装审查。说到人力,我们知道电动汽车领域有很多员工、测试人员、生产商包括维修人员,他们怎么能在高压环境下工作?德国有标准I8686E,其重点是工作人员的工作安全,包括三个等级、非高压系统工作、没有电的高压系统工作、电气系统中的非高压系统工作。让员工得到严格的保护。
看看我们的电动汽车,新能源汽车事业的价值链。从设计到最终销售过程,最重要的是在前面的研发阶段。刚才另一位嘉宾也提到了第三方扮演什么角色。我们应该说,我们可以和制造商在这个阶段进行很多沟通。我们可以咨询。我们都可以讨论并且我们可以逐一考虑所有需要考虑的部分。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视),市长/市场认证体系给了我们电动汽车体系的门槛,提供了护送作用。最后,在这个运营过程中,企业职员将提供相应的认证工作,让我们在整个价值链中安全地开始,实际上在工作中包括安全意识,我们认为只有这样做,我们的电动汽车的核心问题才能得到解决。