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      隨著今年電動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)模的電動汽車也迎來一個“探討時刻”——如何保證電動汽車安全？尤其隨著電芯的進一步降本、升級和發(fā)展，未來電動汽車的安全如何從電芯、電池系統(tǒng)和整車這樣的多個維度保證安全性。這里面有不少的內(nèi)容值得細細考慮，特別是要從各個環(huán)節(jié)上去評估技術(shù)達到穩(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)展離不開補貼政策的推動，由于國家和地方政府補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，對應(yīng)補貼金額也高，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格，特別是在2018 年，能量密度低于120Wh/kg補貼系數(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)能量密度掛鉤的補貼政策的影響

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

▲圖2 2019年6月份純電動汽車產(chǎn)品的電芯能量密度分布情況

      如果我們進一步細分到企業(yè)來看，目前主要的進度為：

▲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、成本兩個主要的選型推動企業(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)果的時候，從傳統(tǒng)的汽車質(zhì)量角度出發(fā)的，從設(shè)計、制造和材料等等細致的要求，就沒辦法跟得上了。

表1 2019年上半年的主流電芯：

      1） 后補貼時代如何達到平衡點？

      后補貼時代，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準上有自身（更高）的要求。

▲圖4 電池本身的發(fā)展進入新一輪的博弈

      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)奏有點像是手藝活，是建立在一個安全的基準上的，主要的幾個企業(yè)按照Wh/L來提高單個電池系統(tǒng)內(nèi)可用電量，主要電芯特性的蜘蛛圖有局部調(diào)整，是按照這個過程來推進。歐陽老師之前說的“在300Wh/kg上盡快做到安全和高能量密度”，但這對國內(nèi)企業(yè)是一個不小的考驗——預(yù)計完全實現(xiàn)該目標的時間點可能要放到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

      在純電動汽車的發(fā)展回歸正常的節(jié)奏，是從車企的各個考慮維度對待電芯的要求，在電芯安全上面比較全面的評估，在電芯的產(chǎn)線上面增加各個環(huán)節(jié)的檢查點，確認質(zhì)量數(shù)據(jù)——這個過程是從超級電池供應(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，對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——推進純電動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我們的電動汽車帶來多大的支撐，仍需要不斷地觀察。

表2 不同節(jié)點的成本：

      小結(jié)：

      現(xiàn)在的當務(wù)之急，還是對之前快速發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，予以一定的控制與糾偏，把“電動汽車安全”的口碑給維持住。然后給予前端足夠的時間，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值縮水太快——這使得老車主完全無法接受，車輛價值和手機的價值貶損速度相似了。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)展的準備工作，對未來整個電動汽車領(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，在電池系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和電子電氣架構(gòu)方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設(shè)計》，開設(shè)《汽車電子設(shè)計》公眾號。