24小時(shí)燒了2輛：電動(dòng)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(shí)分子》在浙江大學(xué)，歡迎掃碼報(bào)名參與線下討論。
4月21日晚，上海一輛特斯拉新能源電動(dòng)汽車在車庫(kù)內(nèi)自燃。微博流傳的現(xiàn)場(chǎng)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(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)，車主稱，該車起火時(shí)不處于發(fā)動(dòng)或充電狀態(tài)。[1] 特斯拉的官方微博稱，已經(jīng)派一個(gè)團(tuán)隊(duì)前往現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。
近年來，電動(dòng)汽車燃燒的事故時(shí)有發(fā)生，僅2018年就有40多起 [2]。而在4月22日，據(jù)《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》報(bào)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(dòng)車為何突發(fā)自燃？屢屢發(fā)生的電動(dòng)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(dòng)汽車將如何發(fā)展？
中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰長(zhǎng)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(shí)分子》分享了他關(guān)于電動(dòng)車安全性、電池研究技術(shù)挑戰(zhàn)和電動(dòng)車發(fā)展前景的觀察。
黃學(xué)杰 中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員
1電動(dòng)汽車安全嗎？
《知識(shí)分子》：越來越多的用戶開始嘗試新能源電動(dòng)車。以中國(guó)為例，2018年全年新能源汽車銷量125.6萬輛，同比增長(zhǎng)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(dòng)汽車的安全性問題。新能源電動(dòng)車的安全性與普通燃油汽車相比如何？
黃學(xué)杰：實(shí)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(dòng)汽車也有不少起火事故，特別是撞車時(shí)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?yàn)殡妱?dòng)汽車會(huì)燃燒就斷定它比普通汽車更危險(xiǎn)。
但這兩種車起火時(shí)的燃燒速度不同。普通汽車因?yàn)橛衅?，燃燒速度更快，很快就能燒成空架子。而電?dòng)汽車起火時(shí)，大多數(shù)情況下都是燒電池，燒的時(shí)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(shí)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(shí)暫時(shí)好像沒有問題，但內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)了微短路，一段時(shí)間之后可能就會(huì)燒起來。
電腦也是類似情況。前些年發(fā)生過電腦因?yàn)樽匀级笠?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(gè)型號(hào)的電池，只不過電腦只有3-8只電池，但電動(dòng)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(shí)分子》：這次自燃可能是因?yàn)殡姵囟搪穯幔?/span>
黃學(xué)杰：從目前的新聞報(bào)道來看，車主說事發(fā)時(shí)沒有充電，如果屬實(shí)，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(jìn)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(xì)分析。
《知識(shí)分子》：電動(dòng)車對(duì)自燃有報(bào)警功能嗎？
黃學(xué)杰：相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)汽車的報(bào)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(cè)到電池泄漏的氣體，它就會(huì)提醒司機(jī)路邊停車，讓人員撤離。國(guó)家對(duì)公交車有硬性規(guī)定，必須在報(bào)警后能夠給出乘客足夠的撤離時(shí)間。特斯拉確實(shí)也有這種報(bào)警功能，實(shí)際上很多電動(dòng)汽車都有這個(gè)功能，這應(yīng)該是強(qiáng)制性的。
《知識(shí)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(shí)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(gè)電池串并聯(lián)在一起，再進(jìn)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(dòng)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(yùn)行的電池，這是個(gè)妥協(xié)之舉。
《知識(shí)分子》：國(guó)內(nèi)的其它電動(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車用大塊電池，比如日產(chǎn)聆風(fēng)，還有通用雪弗蘭。國(guó)內(nèi)是三種電池都有用。
《知識(shí)分子》：不同結(jié)構(gòu)電池有沒有具體的優(yōu)劣勢(shì)？
黃學(xué)杰：談不上。目前確實(shí)有的電池還沒有出現(xiàn)過起火的情況，但這可能是因?yàn)橛眠@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(duì)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(shí)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(dòng)汽車電池應(yīng)該是安全、長(zhǎng)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(diǎn)是改進(jìn)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(dòng)車更環(huán)保嗎？
《知識(shí)分子》：一般認(rèn)為，電動(dòng)汽車比普通汽車更環(huán)保，因?yàn)槭褂玫氖请姵兀牡氖请姟?/span>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(dòng)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(shí)，很多人確實(shí)會(huì)質(zhì)疑電動(dòng)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(gè)一個(gè)的小發(fā)動(dòng)機(jī)，污染物易于控制。所以電動(dòng)車對(duì)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(dòng)車提供電力，那時(shí)就不存在燒煤發(fā)電的排放問題了。
但是還會(huì)有另外一個(gè)問題，那就是電池的生產(chǎn)與將來的回收過程中，是會(huì)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(yàn)，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(bào)廢的時(shí)候，電池中很多化學(xué)物質(zhì)需要處理,對(duì)于廢棄電池的處理才剛剛起步。這個(gè)問題肯定需要解決，這是生產(chǎn)者的責(zé)任之一。
3電動(dòng)車的未來在哪里？
《知識(shí)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(rèn)為這可能是電動(dòng)汽車未來的發(fā)展趨勢(shì)嗎？
黃學(xué)杰：確實(shí)有這樣的，但目前發(fā)展前景存在爭(zhēng)議，且這類電動(dòng)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(shí)分子》：去年，英國(guó)政府公布了“零戰(zhàn)略”的政策，計(jì)劃減少汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的新車銷售，而增加純電動(dòng)汽車，甚至計(jì)劃在2050年實(shí)現(xiàn)100%的電動(dòng)汽車覆蓋率。您認(rèn)為這有可能實(shí)現(xiàn)嗎？電動(dòng)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(gè)趨勢(shì)：智能、電動(dòng)和共享。電動(dòng)化跟智能化兩個(gè)是結(jié)合在一起的，電動(dòng)化是它的一個(gè)必然趨勢(shì)。我認(rèn)為，汽車將來將不僅僅是一個(gè)交通工具，到了5G時(shí)代，汽車首先會(huì)走向智能化，變成一個(gè)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?yàn)樾枰粋€(gè)交通工具，而是需要這樣一個(gè)終端。
就跟今天的智能手機(jī)一樣，有些人基本不用手機(jī)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(dòng)力就是電力，因?yàn)殡娛悄茉吹母呒?jí)形態(tài)。
電動(dòng)汽車一定會(huì)發(fā)展起來，但未來大量普及的電動(dòng)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(dòng)汽車，只不過把油箱和發(fā)動(dòng)機(jī)換成電池和電機(jī)。
《知識(shí)分子》：與燃油汽車相比，電動(dòng)車普及似乎面臨著一個(gè)問題：跑的里程比較短？
黃學(xué)杰：把電動(dòng)汽車重點(diǎn)作為一個(gè)交通工具的時(shí)候，人們總覺得它里程不夠。但如果重點(diǎn)把它作為一個(gè)生活空間，你就不會(huì)覺得它的里程是個(gè)問題。如果是共享汽車，這就更不是問題。
舉個(gè)例子，你開著電動(dòng)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(duì)不對(duì)？如果這個(gè)車子是共享的，到了天津之后，找一個(gè)充滿電的汽車就開回來了。
而且將來汽車的硬件只會(huì)是一個(gè)有形的東西，軟件的話才是如影隨形的。舉個(gè)例子，我找一輛車坐進(jìn)去，這個(gè)車子感知到是我來了，就會(huì)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(duì)接上。十年內(nèi)這些可能就會(huì)成為事實(shí)。
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(shí)候，一部電話要一個(gè)大學(xué)生50個(gè)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(jī)還可以這樣玩。同樣，智能電動(dòng)汽車未來發(fā)展也會(huì)很快。
《知識(shí)分子》：做電動(dòng)汽車智能化的企業(yè)有哪些？
黃學(xué)杰：BAT（中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)公司三巨頭百度、阿里、騰訊）他們都有做這個(gè)智能駕駛，谷歌、蘋果、華為都有很多的投入。將來，買一輛電動(dòng)汽車的硬體花的錢相對(duì)來講并不會(huì)太多，人們花在軟件的錢會(huì)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(duì)本文亦有貢獻(xiàn)。
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
