如何破解電動汽車安全焦慮?
鋰離子電池有各種類型,有些安全性是很好的,比如說磷酸鐵鋰電池。大家知道,中國的公交大客車基本上實現了電動化,用的都是磷酸鐵鋰電池。現在一般報道的事故,大多數跟我們現在一種新的電池——三元鋰離子電池,尤其是高鎳三元鋰離子電池有關系。
電池安全主要的核心是電池的熱失控,一個電池熱失控之后,會影響著周圍電池。因為一輛車上有很多電池,不像我們手機只是一塊電池,例如特斯拉汽車上有8000多塊電池。一塊電池熱失控并不可怕,關鍵的問題是這8000多塊電池要是都熱失控,這就是事故了。
當溫度上升到一定的時候,電池會引發電池放熱的副反應,放熱副反應會進一步提升溫度,又會引發新的放熱反應,溫度就不斷地上升。這種鏈式的反應最終會失控,溫度上升的速率可以達到每秒鐘1000度,電池就會引起劇烈放熱,這種放熱會在整個電池系統中蔓延,引發所有的單體電池熱失控。一旦全方位熱失控,噴出氣體來之后,跟氧結合就會燃燒,這就是我們電池熱安全事故的一個基本過程。
目前有兩種辦法來解決它。第一種是用系統控制的方式來把電池出現事故之后產生的后果抑制住,比如可以完全防止像燃燒這樣的事故出現。個別電池發熱百分之百避免不太可能,但是不會讓它蔓延繼續造成劇烈的事故,這個技術還是可以做到的,只是現在我們的研發工程化還需要一個過程。另外一個方面就是解決最開始出現發熱的那些電池,也就是把現在液態的、可燃的電解液變成固態的、無機的、不可燃的電解質。
電動汽車的壽命、安全等等問題跟我們如何去使用有很大關系。比如說充電,我們不主張經常去快充,而且用快充的方式把電池充滿。這樣做首先對電池壽命不好,因為你充得太快,鋰離子嵌入負極的時候一堆鋰離子過來,它進去的時候,大家擁堵在這門口了,進不去了,進不去了它會還原跟電子結合,形成鋰金屬,這個鋰金屬會長成枝晶,像樹枝一樣,把正負極中間隔開的,那層隔膜就會被刺破,刺破正負極就會短路,就會造成事故。即使它不會這么嚴重,也會使壽命縮短,所以我們不太主張越快越好的充電方法。因為越快越好充電的功率沒有問題,但是電池不一定能受得了,所以即使要快充,也要選擇電池最合適的區域快充,而不能從頭到尾,一直充滿,全是快充。另外,當你在開車的時候,不要每次都是汽車發出充電警告了,但你還不充,電量很低了還不充,這樣放電放得過空的時候也會出現問題,因為一加速電池的動態特性產生極化,很容易就到達截止電壓,這樣后面就會比較危險了。
現在雖然出了一些有關新能源汽車安全的問題,但是從統計數據來看,新能源汽車出現事故的概率大概是萬分之0.9,而傳統燃油車自燃的概率是萬分之三。
我們也要理性對待目前的安全事故,不要有這方面的焦慮,這也是目前電動汽車在政府退出補貼之后技術競爭的焦點。安全既是我們電動汽車發展的生命線,也是電動汽車市場競爭的關鍵,也是最能體現技術亮點的地方,就看哪個企業能做好,做不好的就要被淘汰,做得好的品牌就上升,市場競爭中間技術會不斷地完善。
我們新能源汽車的資質已經放開,我們是對全球的汽車廠開放的,大家都來市場競爭。以前因為有國家補貼,大家好像還都能做得下去,但是目前補貼退出之后,就出現激烈的市場競爭,優勝劣汰。這樣的話,如果你做不好,不安全你就會被淘汰,那些好的就會越做越大,越做越強。
如何破解電動汽車的成本焦慮
現在有國家補貼,電動汽車似乎不貴,但是這不正要取消補貼嗎?取消補貼了怎么辦?會不會成本就上來了?我們要分析一下成本。
我們的成本包括購置成本、使用成本、維修成本,還要考慮能不能有后續利用價值,它可以補償一部分成本。
從購置成本的角度來看,我們電動車成本相當一部分歸結于電池,這部分大概在幾年前占50%,現在會稍稍降一點,但是比例仍然很高。電池的成本又是什么呢?50%都是材料和制造成本,那么我們就可以看如何減少材料和制造成本。首先,材料的長期供應保障和價格穩定性怎么樣,取決于這種材料的資源是不是稀缺資源,最重要的當然就是鋰。中國是全球鋰資源排名第二的國家,按金屬鋰來計算500多萬噸,我們大概一億輛車需要50萬噸。
另外一個問題就是說,如果就只有這么多呢?用完了怎么辦?第一,我們不會用完,因為我們是循環使用,電池并不消耗鋰。第二,還有新的儲量在不斷被發現。對于磷酸鐵鋰電池來講,鋰資源就夠了,但是對于三元電池來講,還需要有鎳、鈷、錳,這中間其實主要是鈷這個稀缺資源。我們的三元電池鈷用量在不斷地降低,最開始鎳鈷錳是各三分之一,我們現在鈷已經占10%了,下面是占5%,最后可能是完全不要它。
當然還有一個材料問題,就是全生命周期的成本。比如說有人擔心壽命要是不夠的話,要在中途再換一次電池多貴呀。比如說你的電池系統循環壽命也就是1500次到3000次,就這么一點次數怎么夠?這里有一個誤解,我們說的1500次到3000次的充放電循環,指的是從0到100%,也叫滿充、滿放的次數,這是為了方便進行壽命測試定的一個基準。真正你在家里開電動車的時候,不會把它放到0,也不會充到100%。一般來說在20%到80%的時候會比較多,甚至30%到70%也很多。一旦你是淺充、淺放,這個次數就不是兩、三千次,而是兩、三萬次都可以,這就取決于你充、放電的深度。在實際使用的時候和跟我們測試的時候,兩個情況是不一樣的,所以大家不要為這1500次來擔心。大家知道特斯拉汽車用的圓柱形電池,在我們所有電池中間壽命相對是比較短的,一般在1000次以內,但是它照樣能跑幾十萬公里。現在的電池已經完全能滿足我們家用轎車全生命周期使用要求,而且希望它降低到原先容量20%之后,也就是我們電池在車上的壽命到期之后,還能梯次利用。比如說我們用到電動自行車去,我們用到5G網絡去等等,還能夠發揮作用,這樣能夠回收成本。
最后我們還有回收利用這一項,因為材料都是值錢的。所以現在的工信部規定是廠家必須負責電池回收。電池的成本其實這些年在不斷地下降,十年來電池價格已經降了80%。隨著技術進步,隨著我們規模的加大,還有下降的空間。全球大家認同的一個基本的趨勢是:大概在今后的三、五年,比能量特高的電池,每多容納一度電,成本大約是100美元。目前我們比較經濟的磷酸鐵鋰電池已經接近這個數,相對性能高的三元電池需要再等三、五年。
據中國汽車工程學會的汽車技術路線圖的研究結果表明,我們新能源汽車在2035年應該達到一億輛的保有量。這就是我們的前景,我相信我們現在看到的電動汽車,還只是新能源汽車初級階段的產品,不是一個真正意義的成熟的新能源汽車。所以大家會有各種各樣的質疑,也會有各種各樣的疑惑和彷徨。但是經過了能源低碳化和交通智能化兩大技術革命,我們新能源汽車在2035年一定會迎來新的時代。2025年會是新能源智能化電動汽車的一個里程碑,就是全方位的性價比突破;2035年,新能源智能化電動汽車會基本進入成熟階段。所以我們一定要堅定信心往前走,新能源汽車的未來一片光明!

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