隨著今年電動(dòng)汽車自燃起火事故的增多，發(fā)展到現(xiàn)在目前保有量334萬規(guī)模的電動(dòng)汽車也迎來一個(gè)“探討時(shí)刻”——如何保證電動(dòng)汽車安全？尤其隨著電芯的進(jìn)一步降本、升級(jí)和發(fā)展，未來電動(dòng)汽車的安全如何從電芯、電池系統(tǒng)和整車這樣的多個(gè)維度保證安全性。這里面有不少的內(nèi)容值得細(xì)細(xì)考慮，特別是要從各個(gè)環(huán)節(jié)上去評(píng)估技術(shù)達(dá)到穩(wěn)定和安全的周期。

      1） 現(xiàn)有電芯的能量密度和開發(fā)周期

      新能源汽車的發(fā)展離不開補(bǔ)貼政策的推動(dòng)，由于國家和地方政府補(bǔ)貼的金額與電池能量密度掛鉤，如下圖里面有系數(shù)的關(guān)系，這推動(dòng)著整車企業(yè)選用更高能量密度的電池系統(tǒng)方案，往前推導(dǎo)就是選擇三元電池的技術(shù)路線。實(shí)際上2017年以來，盡管三元電池成本高，但是因其能量密度高，對(duì)應(yīng)補(bǔ)貼金額也高，從整車角度合算的最終成本和收益，選擇三元電池的效用要遠(yuǎn)高于之前使用很多的磷酸鐵鋰。這一方面推高了電池原材料、特別是鈷和碳酸鋰的價(jià)格，特別是在2018 年，能量密度低于120Wh/kg補(bǔ)貼系數(shù)為0.6，這使得電池系統(tǒng)在乘用車中全面往三元方向走，磷酸鐵鋰電池在國內(nèi)乘用車領(lǐng)域基本被三元電池替代。

▲圖1 與電池系統(tǒng)能量密度掛鉤的補(bǔ)貼政策的影響

      2019年6月，在純電動(dòng)乘用車領(lǐng)域一共生產(chǎn)了9.8萬臺(tái)，其中磷酸鐵鋰（<180Wh/kg）一共7562臺(tái)，多元復(fù)合（188Wh/kg）1886臺(tái)，NCA（218Wh/kg）752臺(tái)，三元NCM一共8.78萬臺(tái)。如果按照電芯的能量密度進(jìn)行分類，在200Wh/kg-210Wh/kg的占了62.6%。

▲圖2 2019年6月份純電動(dòng)汽車產(chǎn)品的電芯能量密度分布情況

      如果我們進(jìn)一步細(xì)分到企業(yè)來看，目前主要的進(jìn)度為：

▲圖3 2019年6月現(xiàn)有上車電芯能量密度的分布情況

      我們仔細(xì)看一下2019年上半年電芯的規(guī)格，這些電芯的開發(fā)周期，就受制于前面所說的政策更新的時(shí)間。這里電芯開發(fā)的過程還有接受的過程，能量密度、成本兩個(gè)主要的選型推動(dòng)企業(yè)在電芯同規(guī)格上面做迭代，也就成了國內(nèi)普遍存在的公版的電芯效應(yīng)。

      在接受這些結(jié)果的時(shí)候，從傳統(tǒng)的汽車質(zhì)量角度出發(fā)的，從設(shè)計(jì)、制造和材料等等細(xì)致的要求，就沒辦法跟得上了。

表1 2019年上半年的主流電芯：

      1） 后補(bǔ)貼時(shí)代如何達(dá)到平衡點(diǎn)？

      后補(bǔ)貼時(shí)代，在雙積分政策里是沒有能量密度的要求的，我們現(xiàn)在來看電池的特性中，安全、成本、壽命、能量密度、快充特性等，原本通過國家的認(rèn)證體系來保證的安全是沒辦法按照傳統(tǒng)車輛的安全性來衡量的，這就需要車企內(nèi)部在原有的國家最低安全性標(biāo)準(zhǔn)上有自身（更高）的要求。

▲圖4 電池本身的發(fā)展進(jìn)入新一輪的博弈

      電芯的能量密度是電池企業(yè)在電芯不斷降本和優(yōu)化的過程，其中的調(diào)整節(jié)奏有點(diǎn)像是手藝活，是建立在一個(gè)安全的基準(zhǔn)上的，主要的幾個(gè)企業(yè)按照Wh/L來提高單個(gè)電池系統(tǒng)內(nèi)可用電量，主要電芯特性的蜘蛛圖有局部調(diào)整，是按照這個(gè)過程來推進(jìn)。歐陽老師之前說的“在300Wh/kg上盡快做到安全和高能量密度”，但這對(duì)國內(nèi)企業(yè)是一個(gè)不小的考驗(yàn)——預(yù)計(jì)完全實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的時(shí)間點(diǎn)可能要放到2023年之后了。

▲圖5 這幾家領(lǐng)先的電池企業(yè)跑在前面的也在拉開差距

      在純電動(dòng)汽車的發(fā)展回歸正常的節(jié)奏，是從車企的各個(gè)考慮維度對(duì)待電芯的要求，在電芯安全上面比較全面的評(píng)估，在電芯的產(chǎn)線上面增加各個(gè)環(huán)節(jié)的檢查點(diǎn)，確認(rèn)質(zhì)量數(shù)據(jù)——這個(gè)過程是從超級(jí)電池供應(yīng)商的發(fā)展模式，慢慢過渡到不同的電池供應(yīng)商根據(jù)車企的差異化需求來進(jìn)行開發(fā)和生產(chǎn)。比如在相同的規(guī)格尺寸下，選用不同的體系來平衡里面的參數(shù)，特別是容量、壽命和快充特性特點(diǎn)，對(duì)于電芯的濫用安全性的邊界，也需要企業(yè)根據(jù)自身需求來做些差異化考慮。

▲圖5 電芯熱失控和熱失控傳播的控制

      如前文所說，對(duì)于電池成本下降的追求，是站住腳的關(guān)鍵。我們把這些因素排一排序，這就涉及到策略問題了——推進(jìn)純電動(dòng)汽車的滲透率往上走，需要哪些前提條件，僅僅憑借大規(guī)模的平臺(tái)和整車層面的制造能力？我覺得過于樂觀了。如韓系電池所引導(dǎo)的三元電池路線，在接下來的電池發(fā)展中，成本和特性到底能對(duì)我們的電動(dòng)汽車帶來多大的支撐，仍需要不斷地觀察。

表2 不同節(jié)點(diǎn)的成本：

      小結(jié)：

      現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急，還是對(duì)之前快速發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，予以一定的控制與糾偏，把“電動(dòng)汽車安全”的口碑給維持住。然后給予前端足夠的時(shí)間，把安全性逐步做周全，客觀上電芯的高速迭代也使得車輛的價(jià)值縮水太快——這使得老車主完全無法接受，車輛價(jià)值和手機(jī)的價(jià)值貶損速度相似了。此外，把可能存在一些漏洞的產(chǎn)品交到用戶手里，后期怎么處理解決也是讓車企頭疼的問題�？傊�，這一兩年電池層面的發(fā)展的準(zhǔn)備工作，對(duì)未來整個(gè)電動(dòng)汽車領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。

      作者介紹：
 

      朱玉龍，資深電動(dòng)汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在電池系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和電子電氣架構(gòu)方面有較深的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐，著有《汽車電子硬件設(shè)計(jì)》，開設(shè)《汽車電子設(shè)計(jì)》公眾號(hào)。