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大“火”之后, 新能源汽车是否 “凛冬将至”

  大“火”之后, 新能源汽车是否 “凛冬将至”

  核心提示 近期,特斯拉、蔚来、比亚迪等新能源汽车相继烧起的几把大火,似让观望者对于电动汽车乃至整个新能源产业链的信心有所动摇。产量一路高歌猛进的快速发展后,继补贴退坡、续航里程、充电设施布局的焦虑,新能源汽车的安全性再次被推上舆论塔尖。这个被寄予厚望,肩负着能源转型重任的新兴产业,又一次迎来大众审视的目光。几把火之后,新能源汽车的春天还会来吗?

  能量与安全的博弈

  追求完美,或是人类的本性。而自然界的设置往往是圆中有缺,不会完满。之于新能源汽车,比起理想中高续航里程、高安全性、充电便捷又价格便宜的丰满想象,现实往往更加真实,全其二者已不易。甚至,能量与安全,已足以构成一场博弈。

  近期的几起电动汽车燃烧事件,官方虽未公布起火原因,业内人士却已有推测。北京明泉华清科技有限公司总经理孙杰表示,引起事故的原因可能是多方面的,外部原因如局部过热引起短路、电池老化、使用不当等,内部原因则是电池自身的设计问题。

  业界分析,虽不能确定是电池问题引起的自燃,但片面追求高能量密度电池,导致电池安全性能降低,进而热失控,确实是新能源汽车起火的重要原因。

  中科院院士、清华大学教授欧阳明高曾公开表示:“电池热失控是电动汽车自燃起火的主因之一。”所谓电池热失控,即电池在短时间内到达一定温度,会产生连锁热反应。

  此次特斯拉的自燃之所以关注度高,是因为它一非碰撞,二没充电,三是车库温度也正常,在这样的状态下发生自燃,不得不让人联想到特斯拉的“超级电池”。

  众所周知,电动汽车续航的关键在于电池组。特斯拉选用的是技术成熟的18650的圆柱锂电池。Model S的电池组,由16组总数超过7000颗18650锂电池通过串并联组成。这个“超级电池”的优势在于能量密度高,劣势则是电池稳定性的隐患大。

  天津大学化工学院教授唐致远表示,单独看特斯拉使用的每只电池,性能都很好。但问题在于,几千只电池通过串并联组成电池组后,一致性根本无法保证。其中的一只电池出现问题就有可能引发严重的后果。“几千只电池使用中的状态不可能完全相同,有些电池充满电了,但有些电池还没有充满,质量再好的BMS系统也不可能管理到每一节电池,因此再次充电时就容易引起部分电池过充,大大增加安全隐患。”

  “单纯追求能量密度是风险非常高的一件事,因为这必然牺牲动力电池的安全性、使用寿命。”北京大学化学与分子工程学院教授其鲁曾公开表示,当前国内电池能量密度与安全性已经呈现相反性,现在经常出现“能量密度300Wh/kg、充电一次行驶超过500公里,十分钟快速充电”等概念,追求充一次电超过500公里导致的安全问题越来越可怕。

  事发后,对于媒体连珠炮式的报道,特斯拉汽车CEO马斯克曾在推特发文,称新能源汽车的自燃率与传统燃油车相比并不高。这样的推算看似有些道理,但一位网友的话发人警醒:自燃率虽小,但如果事故发生在你身上,概率就是百分之百。

  国家工业和信息化部装备工业司副司长瞿国春曾在中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上公开发言强调,安全性是中国新能源汽车发展必须保持的底线,安全造车,造安全车,是新能源车企在这个时代应该保有的正义。

  能量与安全从不应该是博弈的关系,若失了安全的前提,高能量密度电池将毫无意义。新能源汽车发展,其核心要义,仍应是安全为本。

  “对电动汽车来讲,电池的安全性应该具有一票否决权,不管性能多好,能量密度多高,安全性这一关不过,就得一票否决。决不能拿人的性命开玩笑。”唐致远表示,业界需要在电动汽车电池的能量密度、续航里程和安全性能之间找到一个平衡点,在确保电池安全性的前提下,尽可能地提高电池的能量密度和续航里程。

  进与退,市场的法则

  “制造”。当补贴退坡,倒逼技术升级的时刻来临,车企们纷纷将目标对准了高能量密度动力电池带来的高续航。

  当然,有技术过硬者胜出,亦有“浑水摸鱼”者投机取巧。

  国家科技成果转化基金新能源汽车创业投资子基金合伙人兼总裁方建华曾在公开论坛上指出:“本来提高系统的能量密度,应该通过化学的方法来解决,但是实际情况下都是通过物理的办法,把该有的防护措施,如特斯拉有的热防护、热能管理、保险丝等去掉了;为了减重,把该厚的隔膜、电池箱减薄了;把该小的电芯加大了。”

  “现在很多企业做电池都强调多功能的使用,加速时需要高倍率,行驶时强调长距离,夏天时要求热稳定性高,冬天时要求抗寒能力好……但电池不是全能的,要求一个电池运用到所有领域,是有问题的。”孙杰表示,应该反思一下电动汽车电池的设计,在性能和使用方面给出一些更详细的规范。

  业界分析,补贴逐步退坡,新能源汽车车企要承担一部分压力,以前车企基本上把电池的成本消化在补贴里。此次新政推出,意味着车企自身需要消化30%~40%的电池采购价格。

  市场的抉择很艰难,想在控制电池成本的前提下实现材料等全过程的创新,还要保证安全、提升品质,新能源车企们面临两难选择。

  相比消费者对新能源汽车的焦虑,车企的压力并不小。资本必然逐利,在短时间内开发出让消费者完全满意并可与燃油车“PK”还能赚钱的电动汽车,从产业发展的规律来说,可能性几乎为零。

  新能源汽车的产销量,一直在前进。中国汽车工业协会有数据显示,我国新能源汽车销量从2013年的1.8万辆发展至2018年的125.6万辆,已经成为全世界最大的新能源汽车市场。截至2018年年底,中国新能源汽车保有量达到290万辆,占全球新能源汽车保有量的53%。

  产销量高歌猛进,新能源汽车补贴政策是“在确保2021年补贴全部退出后,产业不发生大的波动”。2016年,电池能量密度作为重要的考核指标,首次纳入新能源汽车补贴政策。2018年,新一轮补贴政策明确提出要鼓励高能量密度、低能耗车型应用,补贴资金倾斜于更高技术水平的车型。今年的新政,国补下调了50%以上,取消了地补,对应整体退坡幅度在60%以上。

  产量进,补贴退。这一进一退之间,考验的是车企的技术实力和道德底线。

  2018年,我国汽车行业产销量在连续28年正增长之后,出现负增长的情况。业内人士分析,这是汽车行业的一种信号。意味着,在产量看好的快速生长期过后,回归理性、回归市场、回归科学,将是汽车行业的关键词。

  新能源汽车行业尤其如此。

  当前我国占产销总量只有4%的新能源汽车,却有200多家汽车企业在“制造”。当补贴退坡,倒逼技术升级的时刻来临,车企们纷纷将目标对准了高能量密度动力电池带来的高续航。当然,有技术过硬者胜出,亦有“浑水摸鱼”者投机取巧。国家科技成果转化基金新能源汽车创业投资子基金合伙人兼总裁方建华曾在公开论坛上指出:“本来提高系统的能量密度,应该通过化学的方法来解决,但是实际情况下都是通过物理的办法,把该有的防护措施,如特斯拉有的热防护、热能管理、保险丝等去掉了;为了减重,把该厚的隔膜、电池箱减薄了;把该小的电芯加大了。” “现在很多企业做电池都强调多功能的使用,加速时需要高倍率,行驶时强调长距离,夏天时要求热稳定性高,冬天时要求抗寒能力好……但电池不是全能的,要求一个电池运用到所有领域,是有问题的。”孙杰表示,应该反思一下电动汽车电池的设计,在性能和使用方面给出一些更详细的规范。业界分析,补贴逐步退坡,新能源汽车车企要承担一部分压力,以前车企基本上把电池的成本消化在补贴里。此次新政推出,意味着车企自身需要消化30%~40%的电池采购价格。市场的抉择很艰难,想在控制电池成本的前提下实现材料等全过程的创新,还要保证安全、提升品质,新能源车企们面临两难选择。

  春天并不远

  听到特斯拉又起火的消息,北京的白领穆江开始有些慌张。静置状态下起火,听起来让人毛骨悚然。他想到自家刚买不到一年的电动汽车,经常放在单位充电一晚上,而并不自知有这种危险。从前只关心在哪里充电便宜、远郊出行电够不够的他,对这个载着全家人的代步工具,第一次开始了安全性的考量。

  这或许代表了一部分电动汽车车主的想法。在易车网一个样本量为2645人的电动车消费满意度调查中,在是否后悔购买电动车一栏中,选择“后悔”的占40.7%。而在BestEV的一项调查中,45%的电动汽车车主表示购买的电动汽车出现过各类安全问题。

  新能源汽车,真的像人们担心的一样不安全吗?

  业界分析,新能源汽车相比燃油车发展时间较短,动力电池出现各类问题,与目前技术尚未达到非常成熟的阶段有关。“燃油汽车发展了100多年,而电动汽车发展的时间比较短,技术和数据的积累都需要一定的时间,虽然目前的产品支撑不足以与燃油汽车相比,但随着技术的发展,现有的问题会慢慢克服。”孙杰说。

  实际上,国家与企业都在同步努力,电动汽车的安全其实有多重保障。

  今年1月10日,我国发布了首个《电动汽车安全指南》,从研发设计生产到销售和使用,为电动汽车提供全环节的安全指导。工信部装备工业司副司长罗俊杰对外表示,已完成电动汽车安全要求、电动汽车用动力蓄电池安全要求、电动客车安全要求三项强制性国家标准的制订,正在抓紧履行报批程序,之后将成为新能源汽车产品报批准入的基础要求。该系列标准对于单体电池热扩散以及整体系统的安全控制均提出了明确要求。

  除上述标准外,今年我国还完善相关政策,加强新能源汽车召回管理,并将三电零部件纳入汽车三包政策。

  为了提高动力电池的安全性,还需避免或抑制热失控的发生。整体来看,业界解决锂离子电池热失控问题,主要从系统保护和电芯改进两个方面进行。在电芯之间放置气凝胶、冷却片和泡棉,升级液冷系统等都是常用手段。

  当前,智能化、联网化对于新能源汽车的影响亦不可小觑。全国政协副主席、中国科协主席万钢认为,现在新能源汽车行业的关注点,应是进一步加强高效率驱动系统、能量回馈技术和以碳化硅氮化镓为主的第三代半导体功率电子芯片和器件的技术创新和产业化。

  “现在的社会是建立在电子的基础上的。互联网,就是从宏观做到微观,从传统做到智能。”孙杰表示,应该调整思路,电动汽车的发展不应过多与传统燃油车对比,而应着眼智能化,让电动汽车作为一种新的智慧终端,给人们的生活带来更加丰富的体验。

  具体到车企,北汽集团总经理张夕勇在2019中国汽车论坛上发表演讲时称,对于汽车产业而言,无论是电动化、智能网联化带来的产品属性变革,还是共享化、服务化带来的行业生态重构,所有技术创新、模式创新都需要紧紧贴合“安全、便捷、高效”的本质需求。他表示,北汽集团正在推广“擎天柱”计划,将新能源汽车、动力电池、换电站、光伏发电进行深度融合,实现新能源汽车全生命周期能源资源高效利用和可持续发展。

  凛冬将至,或许有些危言耸听。而“挑战随时到来”确是现实所在。没有一个产业的发展将会是一片坦途,新能源汽车亦如此,重要的是建立容错机制,并从错误中吸取教训总结经验以更好地向前。新能源汽车经过时间的沉淀和技术的淬炼之后,未来仍旧可期。

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