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(xiàn)了電動化,用的都是磷酸鐵鋰電池。現(xiàn)在一般報道的事故,大多數(shù)跟我們現(xiàn)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(guān)系。
電池安全主要的核心是電池的熱失控,一個電池?zé)崾Э刂螅瑫绊懼車姵亍R驗橐惠v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?zé)崾Э夭⒉豢膳拢P(guān)鍵的問題是這8000多塊電池要是都熱失控,這就是事故了。
當(dāng)溫度上升到一定的時候,電池會引發(fā)電池放熱的副反應(yīng),放熱副反應(yīng)會進(jìn)一步提升溫度,又會引發(fā)新的放熱反應(yīng),溫度就不斷地上升。這種鏈?zhǔn)降姆磻?yīng)最終會失控,溫度上升的速率可以達(dá)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(tǒng)中蔓延,引發(fā)所有的單體電池?zé)崾Э亍R坏┤轿粺崾Э兀瑖姵鰵怏w來之后,跟氧結(jié)合就會燃燒,這就是我們電池?zé)岚踩鹿实囊粋€基本過程。
目前有兩種辦法來解決它。第一種是用系統(tǒng)控制的方式來把電池出現(xiàn)事故之后產(chǎn)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(xiàn)。個別電池發(fā)熱百分之百避免不太可能,但是不會讓它蔓延繼續(xù)造成劇烈的事故,這個技術(shù)還是可以做到的,只是現(xiàn)在我們的研發(fā)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(xiàn)發(fā)熱的那些電池,也就是把現(xiàn)在液態(tài)的、可燃的電解液變成固態(tài)的、無機的、不可燃的電解質(zhì)。
電動汽車的壽命、安全等等問題跟我們?nèi)绾稳ナ褂糜泻艽箨P(guān)系。比如說充電,我們不主張經(jīng)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(fù)極的時候一堆鋰離子過來,它進(jìn)去的時候,大家擁堵在這門口了,進(jìn)不去了,進(jìn)不去了它會還原跟電子結(jié)合,形成鋰金屬,這個鋰金屬會長成枝晶,像樹枝一樣,把正負(fù)極中間隔開的,那層隔膜就會被刺破,刺破正負(fù)極就會短路,就會造成事故。即使它不會這么嚴(yán)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(qū)域快充,而不能從頭到尾,一直充滿,全是快充。另外,當(dāng)你在開車的時候,不要每次都是汽車發(fā)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(xiàn)問題,因為一加速電池的動態(tài)特性產(chǎn)生極化,很容易就到達(dá)截止電壓,這樣后面就會比較危險了。
現(xiàn)在雖然出了一些有關(guān)新能源汽車安全的問題,但是從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,新能源汽車出現(xiàn)事故的概率大概是萬分之0.9,而傳統(tǒng)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(shù)競爭的焦點。安全既是我們電動汽車發(fā)展的生命線,也是電動汽車市場競爭的關(guān)鍵,也是最能體現(xiàn)技術(shù)亮點的地方,就看哪個企業(yè)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(shù)會不斷地完善。
我們新能源汽車的資質(zhì)已經(jīng)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(xiàn)激烈的市場競爭,優(yōu)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(xiàn)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(xù)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(dāng)一部分歸結(jié)于電池,這部分大概在幾年前占50%,現(xiàn)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(yīng)保障和價格穩(wěn)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(dāng)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(huán)使用,電池并不消耗鋰。第二,還有新的儲量在不斷被發(fā)現(xiàn)。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(xiàn)在鈷已經(jīng)占10%了,下面是占5%,最后可能是完全不要它。
當(dāng)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(dān)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(tǒng)循環(huán)壽命也就是1500次到3000次,就這么一點次數(shù)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(huán),指的是從0到100%,也叫滿充、滿放的次數(shù),這是為了方便進(jìn)行壽命測試定的一個基準(zhǔn)。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(shù)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(dān)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(nèi),但是它照樣能跑幾十萬公里。現(xiàn)在的電池已經(jīng)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(wǎng)絡(luò)去等等,還能夠發(fā)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(xiàn)在的工信部規(guī)定是廠家必須負(fù)責(zé)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(jīng)降了80%。隨著技術(shù)進(jìn)步,隨著我們規(guī)模的加大,還有下降的空間。全球大家認(rèn)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(jīng)濟的磷酸鐵鋰電池已經(jīng)接近這個數(shù),相對性能高的三元電池需要再等三、五年。
據(jù)中國汽車工程學(xué)會的汽車技術(shù)路線圖的研究結(jié)果表明,我們新能源汽車在2035年應(yīng)該達(dá)到一億輛的保有量。這就是我們的前景,我相信我們現(xiàn)在看到的電動汽車,還只是新能源汽車初級階段的產(chǎn)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(zhì)疑,也會有各種各樣的疑惑和彷徨。但是經(jīng)過了能源低碳化和交通智能化兩大技術(shù)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(jìn)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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