易燃爆，续航短！电动汽车锂电池的这些问题怎么解决？

　　2019年1月11-13日，以 “汽车革命与交通、能源、城市协同发展”为主题的“中国电动汽车百人会论坛(2019)” 在北京钓鱼台国宾馆召开。中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长-欧阳明高，在12日下午进行的全球零排放与全面电动化大会上发表了主题演讲，其中不乏对大家较为关心的纯电动力的技术方面做出了展望。

1 锂电池安全问题不容忽视 固态电池值得大力投入

　　说起锂离子电池，想必大家都不陌生。

　　自2008年锂离子动力电池应用于电动汽车的这10年内，全球电动汽车中约86%釆用了锂离子电池为电力供应，也就是说，在电动汽车开发方面，锂离子电池已经成为了主流。在实际装车产品的能量密度方面，也提高了2.5倍，实现了蓄电池领域百年来革命性的突破。

　　从车用角度来说，电池最重要的是体积能量密度而不是重量能量密度，而锂离子电池在这个方面恰恰是最具优势的。现在的锂硫电池、锂空气电池，虽然理论重量能量密度比较高，但体积能量密度目前还很难超越锂离子电池。所以说，锂离子电池具有成为动力电池主流技术的潜质和前景。

　　但是，高比能量动力电池的安全性问题也不得不引起我们的重视。去年6月12日晚，一则北汽新能源车在4S店门口起火的视频在微博上疯传。从视频中可以看到，起火事件发生在一个汽车城内的北汽新能源4S店门口，一辆北汽新能源汽车底盘附近出现明火，并伴随阵阵疑似从电芯模组处传出来的爆炸声。虽然北汽没有对此次事故作出官方回应，不过看情况应该是跟电池有关。

　　纵观2018年，发生着火的电动汽车，既有深耕多年的比亚迪，也有借壳上市的北汽新能源和造车新势力威马，以及网红特斯拉。对此，欧阳明高更是指出，有些事故车辆使用的电池基本上是在2016年左右生产的，大概是NCM523体系，所以随着高镍的应用，电池的热稳定性将会变差。

　　面对未来电池的安全性风险可能会更大，欧阳明高表示，必须要采取手段来预防安全性问题。

　　其一，当前锂离子电池从单体层面完全杜绝热失控是不太现实的，我们可以从电池系统的热机电设计与控制设计来防止诱发和蔓延，即便单体出现热失控也不会发生事故。

　　其二，从改善电池本身安全性出发，要发展新型的固态电解质电池。当前国内也有一些固态电池，但还不是全固态电池，全固态电池大规模商业化估计在2025-2030年以后才会真正实现。同时，中国电池产业虽暂时取得优势，但国际竞争压力巨大。日本为应对中国和韩国电池产业的崛起，举全国之力研发下一代固态电池，每年政府经费达到50-100亿日元；而美国和欧洲原有的电池产业虽比较薄弱，但他们也在全力开发新一代固态电池，以实现超越。所以，我们更需要全力追赶固态电池的前沿技术，克服技术瓶颈。

2 降低电耗比提升电池容量更有意义 慢充应成为主体的供电模式

　　除了电池，大家目前关注最多的可能就是续航里程了，但解决了电池问题并不代表可以解决续航里程的全部问题。

　　现阶段，电动汽车的续航里程已经从150公里普遍提高到了300公里以上，甚至更多。根据1月4日国家工信部发布的第13批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》可以了解到，本期目录中工况续航里程400公里以上的多达19款，其中500公里以上的有两款，分别是比亚迪秦Pro EV600和北汽新能源EX3。

　　相信作为电动汽车的车主，大家都深有体会，实际的续航里程对气温和驾驶风格是非常敏感的。所以即便是电动汽车的续航能力在不断提升，但由于实际的续驶里程低于期望值，大家还是会怨声载道。

　　就拿造车新势力蔚来来说，就有车主吐槽称，他花40万左右买了一辆蔚来ES8，早期厂商宣称该车的最长续航能力能够达到500公里，综合续航为335公里，新车刚买来开的时候是没有出现过任何问题，可就在进入寒冬之后，车子的续航能力直接降到了150公里，导致根本不敢开车出远门，让人倍感烦恼。

　　其实不止蔚来，冬季续航里程缩短几乎是所有电动汽车的通病，除外部环境外，我们还要注意车速、驾驶方式、充电方式以及耗电设备的使用等方面，所以，这些都无不让大多数车主感觉自己买了个“电动爹”回家。

　　对此，欧阳明高指出，靠增大电池装载量来增加续驶里程不是根本出路，提高电动汽车的能效和充电便利性才是主流技术路线。

　　其一，在能效方面，高效电驱动系统的技术变革将会在未来5年发生，即电机驱动系统高速化、高效化、小型化。现在转速能够达到1.8万转/min，未来可能会到2万转/min；电机的体积、重量逐步减少。由于电机材料成本下降，电机成本也会下降。

　　其二，以碳化硅为代表的新一代高频、高效电力电子将普遍使用，这也将会支撑高速电机的发展，使电机向小型、高效、低成本方向发展。据了解，美国能源部最近提出，面向2025年极具挑战性的目标:电机达到50千瓦/L，电机控制器100千瓦/L。这个目标如果实现，将对电动车产生革命性的影响。

　　其三，是热管理，新一代热泵空调技术已经取得重大突破，并开始产业化推广，现在已经有企业装车，这会降低对气温的敏感性，使冬季低温环境下续驶里程的损失比现在降低2/3，从30%降到10%。

　　以荣威Ei5为例，官方数据显示，在-10℃—-5℃的环境中，Ei5的热泵空调可以比传统PTC制暖节能30%；在高于-5℃的环境中，热泵空调可比传统PTC传统制暖节能50%以上；若将节能的效果直观地转化成里程来表示，在外界环境-7℃，车内设定温度为20℃情况下，Ei5的行驶里程较使用传统空调系统的车辆行驶距离增加15%以上。

　　在电池容量不变的情况下，单凭热泵空调的使用，车辆行驶里程可以增加15%以上，这也正是电耗降低的积极意义所在。

　　还有就是整车能效优化集成技术的突破，可以说电耗是整车集成技术水平最重要的指标，电动车的节能比燃油车更重要，应该采用法规来管理。日产聆风是一个标杆车型，小型车NEDC工况接近10度电/百公里，装载40-60度电可以行驶400-500公里，降低了电池的装载量。

　　记者认为，如果真的以法规的形式来管理电动汽车的能耗问题，那么车企在今后的新车开发过程中，就要尽量适配能降低电耗的部件，比如热泵空调、集成度更高的电驱系统以及能量回收效率更高的iBooster刹车系统等。

　　其三，是充电的便利性，即充电体系的建设和快充技术的突破。中国（民用电）是220伏的电压，非常适合小功率慢充。现在应该尽量使家用轿车都配置慢充桩，这将成为主体的供电模式，未来成为能源互联网的终端节点;10-15分钟的快速充电是必备的，但快充的定位是应急，不是主体充电的模式，快充占比大概承担15-20%。现在的350千瓦直流快充和换电代价都太大了，还不理想。预计今后5-7年，新一代与储能结合、安全可靠的快充技术将会出现，这一块创新空间很大。

　　说到充电便利性，“柳州模式”倒是一个很好的例子。柳州的充电桩比较特别，与其说是充电桩，不如说是一个220V的充电插座，具备修建成本低，功率低等特点，从而造就了柳州以慢充为主的特色充电网络。截至2018年10月，柳州共安装了充电插座9208个，与修建传统充电桩相比节约资金6.1亿元。一共2.7万台车，超过9000个插座，相当于每三台车就拥有一台插座，柳州市民已经和充电难说再见了。

　　此外，欧阳明高就未来，对电动汽车市场化路线图做了一个简单的展望。

　　1、2025年电池系统的价格将会达到100美元/千瓦时左右，基于全生命周期的成本，计算燃油汽车的价格和全生命周期的费用，燃油车和电动汽车将会持平。

　　2、最严格的排放法规即将实施，燃油机的成本将会上升，拐点即将到来。

　　3、到2025年左右，纯电动汽车性价比会实现大的突破。

　　最后，按照现在的趋势来看，纯电动汽车的续航里程逐步提升，慢充设施逐渐普及，快充时间不断缩短，如果连电动汽车的成本再下探至与燃油车一致，那么电动车将有望彻底取代燃油车。总之，新能源汽车市场的开放和技术竞争将会加强技术创新，加速市场推广，加快成本下降。也就是说，纯电动不是要收缩和退出，而是要抓住机遇，直面挑战。 

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