撰文 | 魏宇心

责编 | 杨   雪


图片来源:https://www.pexels.com/

4月21日晚,上海一辆特斯拉新能源电动汽车在车库内自燃。微博流传的现场监控画面显示,这辆特斯拉Model S突然发生剧烈燃烧,并殃及附近其他车辆。

据第一财经日报,车主称,该车起火时不处于发动或充电状态。[1] 特斯拉的官方微博称,已经派一个团队前往现场调查。

近年来,电动汽车燃烧的事故时有发生,仅2018年就有40多起 [2]。而在4月22日,据《中国经营报》报道,西安一辆正在维修中的蔚来ES8当天下午起火,原因不明 [3]

新能源电动车为何突发自燃?屡屡发生的电动汽车自燃事故是否暴露了其固有的安全问题?未来新能源电动汽车将如何发展?

中国科学院物理研究所研究员黄学杰长期做锂离子电池以及关键材料的研究,就以上问题和《知识分子》分享了他关于电动车安全性、电池研究技术挑战和电动车发展前景的观察。


1电动汽车安全吗?


《知识分子》:越来越多的用户开始尝试新能源电动车。以中国为例,2018年全年新能源汽车销量125.6万辆,同比增长61.7%,而汽车销量2808.1万辆,同比下降了2.8%。[4] 这次特斯拉自燃事故让很多人开始担心电动汽车的安全性问题。新能源电动车的安全性与普通燃油汽车相比如何?

黄学杰:实际上,普通燃油汽车也有起火现象,在夏天高温的情况下可能自燃;电动汽车也有不少起火事故,特别是撞车时起火概率更大。这两种车都可能发生起火事故,所以不能因为电动汽车会燃烧就断定它比普通汽车更危险。

但这两种车起火时的燃烧速度不同。普通汽车因为有汽油,燃烧速度更快,很快就能烧成空架子。而电动汽车起火时,大多数情况下都是烧电池,烧的时间比较久,甚至有的(自燃或者冒烟的)车子灭了火拖回去了之后,第二天又接着起火。

《知识分子》:哪些原因可能导致电池自燃?

黄学杰:电池自燃包括两种原因:外部短路或内部短路。一种是有了外伤,比如碰撞导致电池包损坏或者电池包之外的线路短路等;一种是内部短路,比如电池制造有缺陷,车子充电时暂时好像没有问题,但内部已经出现了微短路,一段时间之后可能就会烧起来。

电脑也是类似情况。前些年发生过电脑因为自燃而大规模召回的情况。(特斯拉用的是松下产的18650圆柱形锂电池。)这次着火的特斯拉电池和某些电脑用的就是同一个型号的电池,只不过电脑只有3-8只电池,但电动汽车把7000只、8000只电池组合到了一起,所以(烧起来)威力就大多了。

《知识分子》:这次自燃可能是因为电池短路吗?

黄学杰:从目前的新闻报道来看,车主说事发时没有充电,如果属实,车辆存在电池问题的可能性较大。但以前也出现过下雨天车子漏进雨水,导致里面的电路部分短路,最后起火的情况。调查结果还未公布,问题还需要仔细分析。

《知识分子》:电动车对自燃有报警功能吗?

黄学杰:相关标准对电动汽车的报警系统是有要求的。例如客车和轿车,一般情况下都有温度传感器,有的还有气体传感器。一旦局部温度异常升高或是检测到电池泄漏的气体,它就会提醒司机路边停车,让人员撤离。国家对公交车有硬性规定,必须在报警后能够给出乘客足够的撤离时间。特斯拉确实也有这种报警功能,实际上很多电动汽车都有这个功能,这应该是强制性的。

《知识分子》:特斯拉的汽车电池用的是什么技术?

黄学杰:松下的18650电池原本用于电脑,但特斯拉当时无法找到其他能够大规模生产的电池供应,所以就选用了电脑的电池。他们开发出自己的管理技术,能把几千个电池串并联在一起,再进行电的管理和热的管理,制成汽车电池。

电脑电池都可能短路起火,汽车电池这么多,在异常情况下更可能起火。电动汽车产业还需要更好的电池,大家还在努力中,但在这之前,现在只能选择一种至少可以让汽车运行的电池,这是个妥协之举。

《知识分子》:国内的其它电动汽车厂家也是类似特斯拉使用的汽车电池吗,还是有其它的电池技术?

黄学杰:现在电动汽车都是用锂离子电池,锂离子电池有好几种,如小圆柱电池、铝壳的大块电池、软包装的大块电池。特斯拉用的圆柱形电池,也有一些电动汽车用大块电池,比如日产聆风,还有通用雪弗兰。国内是三种电池都有用。

《知识分子》:不同结构电池有没有具体的优劣势?

黄学杰:谈不上。目前确实有的电池还没有出现过起火的情况,但这可能是因为用这种电池的汽车还不够多。因此还不能说某一种结构的电池就是最好的,或者是没有问题的。对于整车来讲,需要考虑的是电池包的性能包括安全、寿命和电性能。

《知识分子》:理想中的汽车电池应该符合哪些要求?或者说,汽车电池的未来发展方向是什么?

黄学杰:理想的电动汽车电池应该是安全、长寿命、高能量密度和低成本,还有生产和回收过程必须符合环保的要求。近期工作的重点是改进现有的锂离子电池,未来发展方向是固态电池。



2电动车更环保吗?



《知识分子》:一般认为,电动汽车比普通汽车更环保,因为使用的是电池,消耗的是电。不过,很多人也关心电池的生产与回收的环保问题。

黄学杰:看电动汽车是否环保,首先得看电的来源。在普遍使用煤炭发电时,很多人确实会质疑电动车的环保性。但是电厂首先不是建在城市中,其次它不同于车上一个一个的小发动机,污染物易于控制。所以电动车对降低排放特别是城市市内污染是有利的。

再者,未来还可用清洁电力,比如太阳能。从成本来看,有些地区太阳能发电的成本已经接近火电。虽然太阳能是间歇能源,但如果能够通过智能电网跟电池结合,就可以利用太阳能电池板为电动车提供电力,那时就不存在烧煤发电的排放问题了。

但是还会有另外一个问题,那就是电池的生产与将来的回收过程中,是会造成污染的。在电池生产方面,人们已经有了一些经验,从源头到生产都能控制污染,提高环保水平。

但电池有使用寿命,到了报废的时候,电池中很多化学物质需要处理,对于废弃电池的处理才刚刚起步。这个问题肯定需要解决,这是生产者的责任之一。



3电动车的未来在哪里?



《知识分子》:现在有一种思路,加油站直接换整块电池,而不是让大家拿回家自己充电,您认为这可能是电动汽车未来的发展趋势吗? 

黄学杰:确实有这样的,但目前发展前景存在争议,且这类电动汽车较为小众。大部分电池跟车辆一体,不能经常更换。

《知识分子》:去年,英国政府公布了“零战略”的政策,计划减少汽油发动机的新车销售,而增加纯电动汽车,甚至计划在2050年实现100%的电动汽车覆盖率。您认为这有可能实现吗?电动汽车的发展前景如何?它能替代普通汽车吗?

黄学杰:汽车的发展有三个趋势:智能、电动和共享。电动化跟智能化两个是结合在一起的,电动化是它的一个必然趋势。我认为,汽车将来将不仅仅是一个交通工具,到了5G时代,汽车首先会走向智能化,变成一个智能终端,集智能的工作、生活、娱乐功能于一体,交通只是它的功能之一。将来的年轻人买汽车的话,可能并不是因为需要一个交通工具,而是需要这样一个终端。

就跟今天的智能手机一样,有些人基本不用手机打电话,而是聊天、玩游戏和看视频等等。智能化车辆的最佳动力就是电力,因为电是能源的高级形态。

电动汽车一定会发展起来,但未来大量普及的电动汽车可能不是今天的样子。现在大多数厂家完全按照传统的汽车来生产电动汽车,只不过把油箱和发动机换成电池和电机。

《知识分子》:与燃油汽车相比,电动车普及似乎面临着一个问题:跑的里程比较短?

黄学杰:把电动汽车重点作为一个交通工具的时候,人们总觉得它里程不够。但如果重点把它作为一个生活空间,你就不会觉得它的里程是个问题。如果是共享汽车,这就更不是问题。

举个例子,你开着电动汽车从北京到天津,最担心的问题是什么?没电开不回来,对不对?如果这个车子是共享的,到了天津之后,找一个充满电的汽车就开回来了。

而且将来汽车的硬件只会是一个有形的东西,软件的话才是如影随形的。举个例子,我找一辆车坐进去,这个车子感知到是我来了,就会把我的相关数据,我的驾驶习惯,我刚才正在干什么,马上对接上。十年内这些可能就会成为事实。

我见过有线电话的发展到没落过程。刚开始不一般家庭还不能装电话,后来老百姓都可以装电话的时候,一部电话要一个大学生50个月的工资,但很多家庭还是装了。后来有了无线的“大哥大”,跟砖头一样,通话质量不好,又特别贵。乔布斯做出iPhone之前,人们没想过手机还可以这样玩。同样,智能电动汽车未来发展也会很快。

《知识分子》:做电动汽车智能化的企业有哪些?

黄学杰:BAT(中国互联网公司三巨头百度、阿里、腾讯)他们都有做这个智能驾驶,谷歌、苹果、华为都有很多的投入。将来,买一辆电动汽车的硬体花的钱相对来讲并不会太多,人们花在软件的钱会更多,这就是汽车服务软件或者网络公司的业务范围了。


李云哲对本文亦有贡献。

 参考资料:

[1] https://m.weibo.cn/1926909715/4363858070019972

[2] http://www.stdaily.com/cxzg80/guonei/2019-04/22/content_761774.shtml

[3] https://m.bjnews.com.cn/detail/155589766014928.html?from=groupmessage

[4] http://www.xinhuanet.com/fortune/2019-01/15/c_1123989803.htm


官网恢复全产品下架 金立或转让手机
工信部:等待5G的时间不会太长

上一篇:

下一篇:

24小时烧了2辆:电动汽车的未来在哪里?

本网站由阿里云提供云计算及安全服务