國家將新能源產(chǎn)業(yè)作為一個戰(zhàn)略性發(fā)展方向已不容置疑,但問題在于我們?nèi)绾巫龊眠@件事?當(dāng)新能源汽車Pk傳統(tǒng)汽車時,大家都會提到一個問題——成本,這是為什么?我們應(yīng)該認(rèn)真思考這個問題,我們到底需要什么樣的電動車?電動車的安全性如何保證?
在9月20舉辦的"2019(第七屆)汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇"上,中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬針對上述問題進(jìn)行深入思考和分析,主要內(nèi)容如下。
中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬
為何總提電動汽車成本?
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不具備顛覆性
新能源汽車的財政補(bǔ)貼的落地和發(fā)展,我是全程陪著它走過來的,包括從最開始的爭取到后來的實(shí)施發(fā)放我都參與了,很多企業(yè)老說補(bǔ)貼發(fā)放的慢,但是現(xiàn)在作為最早支持這件事情,跟著萬部長他們?nèi)ネ苿舆@件事情的人,我現(xiàn)在反而希望這個補(bǔ)貼趕緊沒有,因?yàn)檠a(bǔ)貼產(chǎn)生了一定的副作用。
如何能形成真正的市場剛性需求?有幾個案例值得我們思考,第一個案例,電動叉車,政府沒有給補(bǔ)貼,它比燃油叉車還貴,結(jié)果淘汰了燃油叉車;再想一個案例,電動自行車和自行車的PK,電動自行車每年三千多萬輛的銷售量,已經(jīng)持續(xù)好多年了,政府也沒有給補(bǔ)貼,電動自行車的成本是自行車成本的40倍,結(jié)果占領(lǐng)了市場50%的份額;第三個案例,蘋果手機(jī),剛才很多專家一談電動汽車就說要有500公里的行駛里程。蘋果手機(jī)當(dāng)年顛覆其它品牌手機(jī)的時候,待機(jī)只有一天的時間,它卻淘汰了能夠待機(jī)二十多天的手機(jī),這是為什么?如果大家都在意待機(jī)時間長短的話,這樣的結(jié)果是沒有道理!而且是用高于原來傳統(tǒng)手機(jī)4-6倍的價格,也是固定電話價格的60-100倍,這怎么解釋?
這是因?yàn)檫@些顛覆性的產(chǎn)品有很多吸引人的優(yōu)點(diǎn)掩蓋了它的不足,讓用戶不太在意他們的不足。而我們現(xiàn)在的電動汽車與傳統(tǒng)燃油車有什么特別明顯的優(yōu)點(diǎn)嗎?沒有!我認(rèn)為我們現(xiàn)在做的電動汽車不具備能夠顛覆傳統(tǒng)燃油車的任何優(yōu)勢,智能化、網(wǎng)聯(lián)化,在傳統(tǒng)燃油車上也能應(yīng)用。
我們需要什么樣的電動車?
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多元化的動力總成
今天,我們應(yīng)該好好想想電動汽車應(yīng)該是什么樣的?我非常贊同剛才豐田渡邊先生的觀點(diǎn),我在很多會上也說過我們一定要認(rèn)真思考豐田的新能源汽車戰(zhàn)略分析,剛才他說了很多,其中,他提到一個汽車和動力總成的選擇,并非是由環(huán)保法規(guī)和整車企業(yè)去決定的,而是由用戶和市場需求來決定的!
車輛的總成應(yīng)該是多元化的,剛才渡邊先生特別談到這個問題,我也覺得我們現(xiàn)在動力總成太單一了。在2000年啟動國家863電動汽車重大專項的時候,是有混合動力的,后來在后續(xù)調(diào)整技術(shù)路線時把它歸到節(jié)能領(lǐng)域了,就留了一個純電動的技術(shù)路線,后來發(fā)現(xiàn)靠動力電池這條路問題比較多,于是乎去年就又提出想重點(diǎn)去發(fā)展燃料電池這個技術(shù)路線,其實(shí)燃料電池也有許多技術(shù)難題要解決。我們要做正在能夠節(jié)能減排的動力系統(tǒng),多元化發(fā)展,而不應(yīng)該只關(guān)注某一種技術(shù)路線。
我做了二十年的動力電池測試中心主任,實(shí)際上動力電池這些年沒有太多的進(jìn)步。我們?nèi)タ慈毡镜膶@蛧H上的鋰電池專利,三元材料電池(包括811、523、622)很早就有,不是今天才發(fā)明的。那為什么當(dāng)初不拿出來使用呢?因?yàn)檫@樣的電池安全性測試通不過。我們今天把它當(dāng)成一個好東西說我們進(jìn)步了,我們真的在材料創(chuàng)新上沒有什么進(jìn)步。我們以前就知道811三元電池的能量密度一定高,但是在安全問題沒有解決的情況下誰敢用?我們現(xiàn)在來看鋰電池的幾個主要材料中隔膜、電解液、正極負(fù)極有什么突破和重大改進(jìn)嗎?沒有。
我們在干什么?我們在做減法,電池的隔膜在減薄,銅箔、鋁箔在減薄,電池模塊里的溫度傳感器在減少。所以在這樣的情況下我們發(fā)展新能源汽車是一個非常危險的事情,這個問題我希望大家真的要好好思考一下。
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真正節(jié)能減排
所以我們選擇什么樣的動力總成?節(jié)能減排是我們的初衷,這是國家做這個重大專項決定時的一個最初的想法。所以應(yīng)該看哪種動力總成驅(qū)動方式最節(jié)能,最減排,我們就去做什么。我們要評價從油井到車輪,以及全壽命周期內(nèi)的節(jié)能減排效果。我們不能只看它在使用中不排放,我們就認(rèn)為它是零排放,要從生產(chǎn)過程中、使用過程中、回收過程中的節(jié)能減排效果去全面評價。
我們在推純電動路線的時候,我們要思考:動力電池的生產(chǎn)能耗怎么樣?動力電池回收時的能耗怎么樣?如何能夠真正把二氧化碳降下來?我們到底應(yīng)該做一個什么樣的電動車?是不是應(yīng)該做走五百公里的電動汽車?五百公里的電動汽車能耗怎么降的下來?電動汽車背著這么重的電池組跑,怎么可能節(jié)能?用戶會買這種的電動汽車嗎?政府會希望是這樣的結(jié)果嗎?
剛才豐田給出了一個非常好的二氧化碳排放量計算方式,要從生產(chǎn)、使用、回收全生命周期來看二氧化碳到底排了多少?從豐田給出的那個比較可以看出來,純電動汽車并不占優(yōu)勢,而那個純電動汽車還不是長續(xù)航里程的純電動汽車,如果是長續(xù)航里程的純電動汽車,動力電池生產(chǎn)和回收過程中的二氧化碳排放就更高了。
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綜合平衡成本、安全、能量密度
我們老在討論成本、安全、能量密度的平衡,這是一個不能回避的問題。在安全占優(yōu)勢的場合大家就不太敢用三元材料電池,所以電動大客車就很少有用三元材料的電池。大客車的電池組要過強(qiáng)檢,必須做熱失控試驗(yàn),三元材料的電池過不去,所以在電動大客車上就不能用三元材料電池。但是乘用車的電池組卻不做這項熱失控試驗(yàn),因?yàn)橥ú贿^。國內(nèi)有些企業(yè)為了能使用三元材料電池,甚至去努力做工作修改標(biāo)準(zhǔn),把以前要求很高的標(biāo)準(zhǔn)降低了。企業(yè)這么做是對用戶的極度不負(fù)責(zé)任。
盲目的追求能量密度能追到什么程度?天花板有多高?特別是在能量密度提高以后,電池組其它不能變的那部分零部件的重量變的突出了。
我們現(xiàn)在一談到能量密度,電池企業(yè)首先想到的是軟包電池,因?yàn)檐洶b大容量單芯電池的能量密度高,但是軟包電池成組率上不去。所以我一直在說,電池企業(yè)和整車企業(yè)在談能量密度時不在一個頻道上,一個在說單體能量密度,一個在說系統(tǒng)的能量密度。
整車企業(yè)其實(shí)追求的是安全性和可靠性,系統(tǒng)的能量密度是其次,在保障安全性和可靠性的情況下,去追求能量密度沒有錯。但是現(xiàn)在是不提安全性,不提可靠性,單提能量密度的話這就不對了。所以評價東西要從多個緯度上同時去考慮,最后求得平衡。
新能源車為何故障頻發(fā)?
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“家賊”難防
今年,國內(nèi)新能源汽車出了好多事故,我們應(yīng)該承認(rèn)電動車的動力電池是一個危險體,現(xiàn)在想讓它完全不著火是不現(xiàn)實(shí)的。
現(xiàn)在很多企業(yè)在做BMS,然而在電動車出事的時候,這個BMS并沒有幫助我們解決安全預(yù)警問題。那是我們的BMS做錯了嗎?沒有。那問題出在了哪兒?我根據(jù)事故分析發(fā)現(xiàn),我們現(xiàn)在遇到的大部分引發(fā)事故的原因,并沒有發(fā)現(xiàn)是外面來的誘因引發(fā)了事故,而是“家賊”,是電池內(nèi)部出現(xiàn)的問題引發(fā)了電池?zé)崾Э?,而非外部原因?
我們不能單純的去看電池安全不安全,我們應(yīng)該重新審視新能源汽車怎么解決安全問題,它的安全問題絕不僅僅是電池的問題。
我們現(xiàn)在看,因?yàn)橐呶灏俟?,所以我們電池的電量就要多帶,其?shí)這是個錯誤的理解。國家財政補(bǔ)貼政策里面的Ekg,意在扶強(qiáng)扶優(yōu),怎么體現(xiàn)強(qiáng)和優(yōu)?就是在電池電量不增加的情況下,去做車身輕量化,去做電機(jī)的節(jié)能技術(shù),而不是為了提高行駛里程加大電池組的帶電量。但是現(xiàn)在很多企業(yè)就在拼命增加電池組的帶電量,40kWh的帶電量走300公里,那就帶60kWh的電量走400公里,這就帶來了一系列問題。因?yàn)槟愣鄮щ姵?,因?yàn)椴贾秒姵叵到y(tǒng)的空間有限,就需要提高能量密度,而提高能量密度遇到了電池材料沒有什么進(jìn)步,只能拼命壓榨所有材料的極限潛力,犧牲安全性和壽命就成為了必然。
所以在提高能量密度的同時,我們發(fā)現(xiàn)電動汽車越來越危險,今年出事的這些電池還是去年提出的能量密度指標(biāo),而今年提高了指標(biāo)之后明年事故還會更多。
安全性能如何改進(jìn)?
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多層結(jié)構(gòu)的安全保護(hù)措施
電池的安全性我們沒法回避,這是鋰電池的特性,所有的東西都在一個盒里面,火源、易燃物、助燃劑,這是一件很可怕的事,安全風(fēng)險非常大,需要我們特別關(guān)注這一點(diǎn)。
我們在設(shè)計的時候要從單體到模塊、再到電池組有多層結(jié)構(gòu)的安全保護(hù)措施。在新能源汽車起火原因未明的情況下,安全問題的研究工作更應(yīng)該得到重視。
目前的BMS有點(diǎn)事后諸葛亮,這些著火事件他們沒有能夠及時預(yù)警告知我們,而且在調(diào)查事故原因的時候,經(jīng)常找不到什么有價值的數(shù)據(jù)。
到今天為止,大家在分析電動車著火的時候,沒有人能說清楚到底是什么問題?因?yàn)闊炅酥笃茐牧耸鹿尸F(xiàn)場,找不到有價值的數(shù)據(jù),使我們很難找到事故原因,在這種情況下推廣電動汽車我們真的是應(yīng)該慎重。
動力電池失效分幾個層面,有功能性失效,安全性失效,以及單體電芯失效,模塊失效,還有系統(tǒng)失效。系統(tǒng)失效我們遇到的比較多,因?yàn)閭鹘y(tǒng)汽車生產(chǎn)企業(yè)以前很少接觸這種高電壓的結(jié)構(gòu),現(xiàn)在突然接觸了,出現(xiàn)了很多新的不理解,或者需要重新認(rèn)識的東西。
為了解決安全性問題,需要在材料的匹配、電池模塊的結(jié)構(gòu)、電池系統(tǒng)集成、以及充電方法等方面進(jìn)行改進(jìn),確實(shí)需要解決的問題比較多。其中關(guān)于梯級利用這件事情就遇到了非常大的障礙,理論上梯級利用是可以的,但是真正利用的時候卻找不到商業(yè)模式。