24小時燒了2輛：電動汽車的未來在哪里？
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撰文 | 魏宇心
責(zé)編 | 楊 雪
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4月27日，《知識分子》在浙江大學(xué)，歡迎掃碼報名參與線下討論。
4月21日晚，上海一輛特斯拉新能源電動汽車在車庫內(nèi)自燃。微博流傳的現(xiàn)場監(jiān)控畫面顯示，這輛特斯拉Model S突然發(fā)生劇烈燃燒，并殃及附近其他車輛。
據(jù)第一財經(jīng)日報，車主稱，該車起火時不處于發(fā)動或充電狀態(tài)。[1] 特斯拉的官方微博稱，已經(jīng)派一個團隊前往現(xiàn)場調(diào)查。
近年來，電動汽車燃燒的事故時有發(fā)生，僅2018年就有40多起 [2]。而在4月22日，據(jù)《中國經(jīng)營報》報道，西安一輛正在維修中的蔚來ES8當(dāng)天下午起火，原因不明 [3]。
新能源電動車為何突發(fā)自燃？屢屢發(fā)生的電動汽車自燃事故是否暴露了其固有的安全問題？未來新能源電動汽車將如何發(fā)展？
中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰長期做鋰離子電池以及關(guān)鍵材料的研究，就以上問題和《知識分子》分享了他關(guān)于電動車安全性、電池研究技術(shù)挑戰(zhàn)和電動車發(fā)展前景的觀察。
黃學(xué)杰 中國科學(xué)院物理研究所研究員
1電動汽車安全嗎？
《知識分子》：越來越多的用戶開始嘗試新能源電動車。以中國為例，2018年全年新能源汽車銷量125.6萬輛，同比增長61.7%，而汽車銷量2808.1萬輛，同比下降了2.8%。[4] 這次特斯拉自燃事故讓很多人開始擔(dān)心電動汽車的安全性問題。新能源電動車的安全性與普通燃油汽車相比如何？
黃學(xué)杰：實際上，普通燃油汽車也有起火現(xiàn)象，在夏天高溫的情況下可能自燃；電動汽車也有不少起火事故，特別是撞車時起火概率更大。這兩種車都可能發(fā)生起火事故，所以不能因為電動汽車會燃燒就斷定它比普通汽車更危險。
但這兩種車起火時的燃燒速度不同。普通汽車因為有汽油，燃燒速度更快，很快就能燒成空架子。而電動汽車起火時，大多數(shù)情況下都是燒電池，燒的時間比較久，甚至有的（自燃或者冒煙的）車子滅了火拖回去了之后，第二天又接著起火。
《知識分子》：哪些原因可能導(dǎo)致電池自燃？
黃學(xué)杰：電池自燃包括兩種原因：外部短路或內(nèi)部短路。一種是有了外傷，比如碰撞導(dǎo)致電池包損壞或者電池包之外的線路短路等；一種是內(nèi)部短路，比如電池制造有缺陷，車子充電時暫時好像沒有問題，但內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)了微短路，一段時間之后可能就會燒起來。
電腦也是類似情況。前些年發(fā)生過電腦因為自燃而大規(guī)模召回的情況。（特斯拉用的是松下產(chǎn)的18650圓柱形鋰電池。）這次著火的特斯拉電池和某些電腦用的就是同一個型號的電池，只不過電腦只有3-8只電池，但電動汽車把7000只、8000只電池組合到了一起，所以（燒起來）威力就大多了。
《知識分子》：這次自燃可能是因為電池短路嗎？
黃學(xué)杰：從目前的新聞報道來看，車主說事發(fā)時沒有充電，如果屬實，車輛存在電池問題的可能性較大。但以前也出現(xiàn)過下雨天車子漏進雨水，導(dǎo)致里面的電路部分短路，最后起火的情況。調(diào)查結(jié)果還未公布，問題還需要仔細分析。
《知識分子》：電動車對自燃有報警功能嗎？
黃學(xué)杰：相關(guān)標準對電動汽車的報警系統(tǒng)是有要求的。例如客車和轎車，一般情況下都有溫度傳感器，有的還有氣體傳感器。一旦局部溫度異常升高或是檢測到電池泄漏的氣體，它就會提醒司機路邊停車，讓人員撤離。國家對公交車有硬性規(guī)定，必須在報警后能夠給出乘客足夠的撤離時間。特斯拉確實也有這種報警功能，實際上很多電動汽車都有這個功能，這應(yīng)該是強制性的。
《知識分子》：特斯拉的汽車電池用的是什么技術(shù)？
黃學(xué)杰：松下的18650電池原本用于電腦，但特斯拉當(dāng)時無法找到其他能夠大規(guī)模生產(chǎn)的電池供應(yīng)，所以就選用了電腦的電池。他們開發(fā)出自己的管理技術(shù)，能把幾千個電池串并聯(lián)在一起，再進行電的管理和熱的管理，制成汽車電池。
電腦電池都可能短路起火，汽車電池這么多，在異常情況下更可能起火。電動汽車產(chǎn)業(yè)還需要更好的電池，大家還在努力中，但在這之前，現(xiàn)在只能選擇一種至少可以讓汽車運行的電池，這是個妥協(xié)之舉。
《知識分子》：國內(nèi)的其它電動汽車廠家也是類似特斯拉使用的汽車電池嗎，還是有其它的電池技術(shù)？
黃學(xué)杰：現(xiàn)在電動汽車都是用鋰離子電池，鋰離子電池有好幾種，如小圓柱電池、鋁殼的大塊電池、軟包裝的大塊電池。特斯拉用的圓柱形電池，也有一些電動汽車用大塊電池，比如日產(chǎn)聆風(fēng)，還有通用雪弗蘭。國內(nèi)是三種電池都有用。
《知識分子》：不同結(jié)構(gòu)電池有沒有具體的優(yōu)劣勢？
黃學(xué)杰：談不上。目前確實有的電池還沒有出現(xiàn)過起火的情況，但這可能是因為用這種電池的汽車還不夠多。因此還不能說某一種結(jié)構(gòu)的電池就是最好的，或者是沒有問題的。對于整車來講，需要考慮的是電池包的性能包括安全、壽命和電性能。
《知識分子》：理想中的汽車電池應(yīng)該符合哪些要求？或者說，汽車電池的未來發(fā)展方向是什么？
黃學(xué)杰：理想的電動汽車電池應(yīng)該是安全、長壽命、高能量密度和低成本，還有生產(chǎn)和回收過程必須符合環(huán)保的要求。近期工作的重點是改進現(xiàn)有的鋰離子電池，未來發(fā)展方向是固態(tài)電池。
2電動車更環(huán)保嗎？
《知識分子》：一般認為，電動汽車比普通汽車更環(huán)保，因為使用的是電池，消耗的是電。不過，很多人也關(guān)心電池的生產(chǎn)與回收的環(huán)保問題。
黃學(xué)杰：看電動汽車是否環(huán)保，首先得看電的來源。在普遍使用煤炭發(fā)電時，很多人確實會質(zhì)疑電動車的環(huán)保性。但是電廠首先不是建在城市中，其次它不同于車上一個一個的小發(fā)動機，污染物易于控制。所以電動車對降低排放特別是城市市內(nèi)污染是有利的。
再者，未來還可用清潔電力，比如太陽能。從成本來看，有些地區(qū)太陽能發(fā)電的成本已經(jīng)接近火電。雖然太陽能是間歇能源，但如果能夠通過智能電網(wǎng)跟電池結(jié)合，就可以利用太陽能電池板為電動車提供電力，那時就不存在燒煤發(fā)電的排放問題了。
但是還會有另外一個問題，那就是電池的生產(chǎn)與將來的回收過程中，是會造成污染的。在電池生產(chǎn)方面，人們已經(jīng)有了一些經(jīng)驗，從源頭到生產(chǎn)都能控制污染，提高環(huán)保水平。
但電池有使用壽命，到了報廢的時候，電池中很多化學(xué)物質(zhì)需要處理,對于廢棄電池的處理才剛剛起步。這個問題肯定需要解決，這是生產(chǎn)者的責(zé)任之一。
3電動車的未來在哪里？
《知識分子》：現(xiàn)在有一種思路，加油站直接換整塊電池，而不是讓大家拿回家自己充電，您認為這可能是電動汽車未來的發(fā)展趨勢嗎？
黃學(xué)杰：確實有這樣的，但目前發(fā)展前景存在爭議，且這類電動汽車較為小眾。大部分電池跟車輛一體，不能經(jīng)常更換。
《知識分子》：去年，英國政府公布了“零戰(zhàn)略”的政策，計劃減少汽油發(fā)動機的新車銷售，而增加純電動汽車，甚至計劃在2050年實現(xiàn)100%的電動汽車覆蓋率。您認為這有可能實現(xiàn)嗎？電動汽車的發(fā)展前景如何？它能替代普通汽車嗎？
黃學(xué)杰：汽車的發(fā)展有三個趨勢：智能、電動和共享。電動化跟智能化兩個是結(jié)合在一起的，電動化是它的一個必然趨勢。我認為，汽車將來將不僅僅是一個交通工具，到了5G時代，汽車首先會走向智能化，變成一個智能終端，集智能的工作、生活、娛樂功能于一體，交通只是它的功能之一。將來的年輕人買汽車的話，可能并不是因為需要一個交通工具，而是需要這樣一個終端。
就跟今天的智能手機一樣，有些人基本不用手機打電話，而是聊天、玩游戲和看視頻等等。智能化車輛的最佳動力就是電力，因為電是能源的高級形態(tài)。
電動汽車一定會發(fā)展起來，但未來大量普及的電動汽車可能不是今天的樣子。現(xiàn)在大多數(shù)廠家完全按照傳統(tǒng)的汽車來生產(chǎn)電動汽車，只不過把油箱和發(fā)動機換成電池和電機。
《知識分子》：與燃油汽車相比，電動車普及似乎面臨著一個問題：跑的里程比較短？
黃學(xué)杰：把電動汽車重點作為一個交通工具的時候，人們總覺得它里程不夠。但如果重點把它作為一個生活空間，你就不會覺得它的里程是個問題。如果是共享汽車，這就更不是問題。
舉個例子，你開著電動汽車從北京到天津，最擔(dān)心的問題是什么？沒電開不回來，對不對？如果這個車子是共享的，到了天津之后，找一個充滿電的汽車就開回來了。
而且將來汽車的硬件只會是一個有形的東西，軟件的話才是如影隨形的。舉個例子，我找一輛車坐進去，這個車子感知到是我來了，就會把我的相關(guān)數(shù)據(jù)，我的駕駛習(xí)慣，我剛才正在干什么，馬上對接上。十年內(nèi)這些可能就會成為事實。
我見過有線電話的發(fā)展到?jīng)]落過程。剛開始不一般家庭還不能裝電話，后來老百姓都可以裝電話的時候，一部電話要一個大學(xué)生50個月的工資，但很多家庭還是裝了。后來有了無線的“大哥大”，跟磚頭一樣，通話質(zhì)量不好，又特別貴。喬布斯做出iPhone之前，人們沒想過手機還可以這樣玩。同樣，智能電動汽車未來發(fā)展也會很快。
《知識分子》：做電動汽車智能化的企業(yè)有哪些？
黃學(xué)杰：BAT（中國互聯(lián)網(wǎng)公司三巨頭百度、阿里、騰訊）他們都有做這個智能駕駛，谷歌、蘋果、華為都有很多的投入。將來，買一輛電動汽車的硬體花的錢相對來講并不會太多，人們花在軟件的錢會更多，這就是汽車服務(wù)軟件或者網(wǎng)絡(luò)公司的業(yè)務(wù)范圍了。
李云哲對本文亦有貢獻。
參考資料：
[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
