威腾网-内容科技媒体

新能源汽车行业将发生方向性变革不再盲目追求续航里程

“现在电动汽车发展得太快了,汽车生产能力的发展速度快于电池生产,电池生产又快于技术和原材料的技术进步,有拔苗助长之嫌。”在接受第一财经1℃记者采访时,国家气候战略中心原主任李俊峰研究员直指问题要害。

在广州某国企上班的陈嘉丽一直想买一辆新能源汽车,但观望了整整两年,她最终还是买了一辆燃油车。在看到一系列与新能源汽车有关的负面消息后,她更坚信自己选择是对的。

这些负面消息不仅包括续航里程的问题,更重要的是各种因素叠加导致新能源汽车起火事件越来越多。诸多因素当中,电池的质量问题是关键所在。

“现在电动汽车发展得太快了,汽车生产能力的发展速度快于电池生产,电池生产又快于技术和原材料的技术进步,有拔苗助长之嫌。”在接受第一财经1℃记者采访时,国家气候战略中心原主任李俊峰研究员直指问题要害。

不过,多位受访者提醒记者,“国家显然已经关注到这个问题了”,即将于2019年1月10日施行的《汽车产业投资管理规定》,对电动汽车产业的相关规定作了一些修正,释放了对电动汽车动力电池质量稳健发展的信号。

主要是电池出问题

2018年,是国内电动汽车行业的多事之秋。

2018年12月7日,江淮汽车(600418.SH)向国家市场监督管理总局备案召回计划:因存在安全隐患,决定自2018年12月8日起,召回4248辆生产于2015年1月27日至2015年12月28日的江淮iEV5纯电动汽车。

这是中国内地首个因电池“热失控”问题引起的电动汽车召回案例。

近几年我国新能源汽车的迅速发展。资料显示,2017年中国新能源汽车生产了79.4万辆,连续3年的产销量居世界第一。截至2017年底,国内新能源汽车保有量已超过160万辆,大约占全球新能源汽车保有量的50%。而2018年以来,在国内车市整体遇冷时,新能源车产量却创历史新高,1月-11月,中国新能源汽车产量99.44万辆,同比增长61.61%。

2018年10月31日,国家市场监督管理总局发布的消息显示,该局已组织缺陷产品管理中心启动新能源汽车缺陷调查10起,会同相关部门开展火灾事故现场调查5次,督促相关生产企业实施召回5次。其中,召回涉及5个企业24个车型的3.56万缺陷车辆,缺陷原因多为电控和机械故障。

根据公告,江淮汽车召回的4248辆纯电动汽车存在的主要问题是电池包电气部件由于生产波动,在车辆使用过程中可能发生局部过热,导致电池热失控。

所谓的“热失控”,是指电池内部出现放热连锁反应,引起电池温升速率急剧变化的过热现象,很有可能导致电动车的自燃或爆炸。

与之相关的是,国家市场监督管理总局此前公布:2018年已发生新能源汽车起火事件40余起,涉及乘用车、客车、物流车等不同车型。起火原因错综复杂,有电化学原因,如电池包本身温度不均匀、局部区域温度高等。

中科院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高指出,电池“热失控”是近期新能源汽车起火事故的主因之一。

这一系列事故引发了业内对电动车安全问题的反思。

“因为电动汽车和燃油汽车的最大差别是动力总成,燃油汽车的动力总成是发动机和燃油系统,对应于电动汽车,其动力总成是电机、电池包和电控系统。”李俊峰向1℃记者解释说,“一般来说,电机和电控系统技术成熟,是不会出大问题的,电动机车的最大短板就是电池容易出问题。”

近年来,伴随新能源汽车的发展,国内的动力电池产业规模也水涨船高。1℃记者注意到,比亚迪(002594.SZ)在惠州、深圳坑梓的两个动力电池基地,到2020年,它的产能要从2016年的10GWh增3倍,变为34GWh;而一年前挑战比亚迪成功,晋升中国动力电池行业“一哥”的宁德时代(300750.SZ),到2020年电池总产能则会达到50GWh。

高维咨询锂电高级分析师张涛向1℃记者介绍,目前,中国新能源汽车动力电池产能超过250GWh,相关的电芯企业80多家,而最高的时候在2016年达150多家,产能规模和企业规模均位居全球第一。

国家新能源汽车技术创新工程专家组组长王秉刚在接受对1℃记者采访时提醒,总体来看,中国电池产品的质量参差不齐、水平不高。“这些问题需要引起我们重视与思考。”王秉刚说,电池的成败将决定新能源汽车的成败,没有一个强大的中国动力电池产业,就不可能有强大的中国新能源汽车产业。

盲目追高埋隐患

新能源汽车未来的发展前景,关键看电池。“但在补贴政策的主导下,企业为了拿到政策补贴,盲目投资,极速扩张,最后忽视了电池的质量和安全问题。”国内某大型动力电池企业的一位内部人士在接受第一财经1℃记者采访时说。

张涛则表示,导致中国电动汽车频频发生的起火事件的具体原因主要有四个:一是动力电池验证周期过短;二是动力电池高能量密度造成安全性下降;三是政策补贴退坡造成企业降低材料成本;四是充电安全管理技术水平问题。

具体来说,其一,电池化学材料的体系改进所需周期相对较长,动力电池材料改进开发周期一般需要24个月-28个月,但补贴政策一年一变,部分企业为获得补贴盲目追求高比能量,缩短测试验证时间,因此埋下安全隐患。

其二,电池的能量密度提高后,会让电池的热失控温度和安全性逐步下降。比如,三元锂离子动力电池热失控温度不足200℃,尤其是高镍三元材料在达到一定温度时会分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,电池内部也已经完整地具备了燃烧要素。

其三,补贴退坡后,企业为了保证盈利,就尽可能地降低电池材料的采购成本,而随着电池材料采购成本的下降,其质量难以得到保证,在技术尚未得到突破的情况下,就会埋下安全隐患。

其四,充电过程中的数据通讯不规范,部分电池系统管理和充电机的厂商未能严格执行标准,直流充电未采用专用网络,而是与整车总线公用,导致充电网络上充斥大量充电无关数据,负载率高。欧阳明高在今年早些时候就指出,现有的充电功能安全设计水平低下,产品未严格执行充电安全相关标准。

在上述四大原因中,第二点最受业界关注。业内普遍认为,近来频繁发生的电动汽车自燃事件,与目前市场上过度强调提高电池能量密度而忽视安全问题密切相关。业界普遍担忧,过于追求高能量密度、高续航里程等,只会使电动车的安全问题越来越可怕。

中国工程院院士杨裕生在2018年早些时候提出警告:“片面追求长里程,拼命提高比能量、或多装电池,(会)使危险性加大。”

续航里程是新能源汽车的发展关键。新能源汽车发展初期,大部分电动车的续航里程不到200公里,天气寒冷的时候100公里都跑不到。

为了提高新能源汽车的续航里程,政策补贴直接与动力电池能量密度挂钩。中国此前公布的新能源汽车产业发展目标是,到2020年能量型车用动力电池单体比能量(亦称能量密度)应不低于300Wh/kg,系统比能量应不低于220Wh/kg。

但据张涛介绍,目前国内动力电池的能量密度量产最高的也就是260Wh/kg左右,在现有锂电池技术体系下,要想在2020年实现300Wh/kg的动力电池规模化生产,并保证其安全性,对大部分企业来说还是较为困难的。

李俊峰的观点是,电动汽车发展速度如此之快,以至于动力电力的基础原材料和技术本身跟不上动力电池的发展速度,在这种条件下,过分追求电池能量密度、电池容量和续航里程,势必给电动汽车造成诸多安全隐患。

不过,江淮汽车品牌部一位相关负责人在回答第一财经1℃记者询问时表示,此次召回事件与江淮汽车近年来的快速扩张没有太大关系,主要还是生产过程中管控因素导致的波动。

新规纠偏

“(电池厂家)都在拼,都在比谁的规模更大,发展速度更快。”国内某大型动力电池企业的一位内部人士说,“规模越大、速度越快,拿到的政策补贴就越多。”而随着新能源汽车行业相关企业越来越多,政策补贴不断消减,带来的市场竞争愈加残酷的情况下,企业之间开始打起了价格战。

“江淮汽车此次召回事件反映出来的一个问题就是,我们的电动汽车的低价格、低成本这条路是走不通。”国家发改委上述知情人士对1℃记者说,“特别是在新能源汽车的发展初期,在现阶段的技术还没达到一定的程度之前,片面地降低材料成本和制造成本,就必然导致电池质量的下降。”

在最近举行的2018全球未来出行大会上,工信部装备工业司副司长罗俊杰表示,由于新能源汽车还处于发展的初级阶段,企业对新能源汽车尤其是动力电池等安全的认识仍在不断的深化。

“我们现在需要打好基础,把装备做好,把基础原材料做好,做出最好的电动汽车,迎接电动汽车新时代的到来,这才是最关键的问题。”李俊峰表示,国产电动汽车低水平、低价位起步的发展思路,有违反电动汽车的发展规律,可能不仅仅是导致电动汽车质量问题,还有可能使得中国在电动汽车实现弯道超车的目标落空。

在他看来,电动汽车要想成为主流车型,至少还需要10年-15年的时间,政府、市场都要给电动汽车的发展留出时间。

深圳市比克动力电池有限公司总工程师骆兆军博士向1℃记者表示,新能源汽车电池安全需要多方合力保障,车企、电池企业、消费者都需参与电池安全的保障和维护。产品的安全问题重点在提前预控,产品的材料选择、设计、制造各个环节都需要通过工艺把控,确保电池安全。

“勉强去提高动力电池能量密度,往往导致电池质量出现问题。动力电池能量密度的要求,可以稍微稳一下,让主要的电池厂家能够跟得上来。同时,补贴政策也不应该继续提高续驶里程的指标。”王秉刚对1℃记者说,“在国家的文件中,不能对动力电池能量密度等技术问题要求太细,这不是政府可以规定,而是由市场来决定的。”

值得关注的是,政府层面已经注意到了包括电池产业在内的整个新能源汽车行业在发展中遇到的问题,并开始着手逐步解决。

2018年12月18日,国家发改委正式发布《汽车产业投资管理规定》,与此前发布的《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》相比,在动力电池投资方面取消了“能量型车用动力电池单体比能量应不低于300Wh/kg,系统比能量应不低于220Wh/kg”的要求。《规定》将于2019年1月10日起施行。

“这说明,国家层面已经注意到过度追求动力电池能力密度带来的安全隐患了。”国家发改委一位知情人士在接受1℃记者采访时说。转变或已经开始。