文/桃李
2022年,應該說是動力電池乃至整個電動汽車行業發展最為迅速的一年,如果把時間倒回去四五年,那時候的電動汽車還受制於動力電池的續航低和壽命短,遲遲得不到市場的認可。但是到了今天,動力電池的續航已經能夠輕鬆地達到500公里,最長的甚至能夠突破1000公里;至於壽命問題,根據相關規定,新能源汽車的電池容量低於80%才達到強制報廢的標準,而不少人也是戲稱“就算開到汽車報廢,電池也不一定會報廢”。
由此可見,續航和壽命已經不是目前動力電池的發展難題了,那麼在突破續航和壽命的問題之後,接下來動力電池的發展方向有哪些呢?根據近期2022世界動力電池大會的相關內容,筆者認為動力電池接下來的發展有以下幾方面。
安全是重中之重
此前很多媒體都在宣稱“電動汽車的安全性其實要高於燃油車”,而諸如“電動汽車的自燃率比燃油車低”之類的話相信大家也聽過不少,根據早前國家公佈的資料確實如此。據瞭解,2019年國內新能源汽車起火機率為0.0049%,而2020年則下降至0.0026%,而燃油車每年的火災事故率為0.01%-0.02%。不過到了2021年,情況似乎發生了改變。
歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授、國家“973”計劃首席科學家在世界動力電池大會上指出:2021年度,全國共發生電動汽車火災事故3000餘起,著火機率為0.03%+,稍高於傳統燃油車0.01%-0.02%的火災事故率。原因其實也很明顯,這兩年新能源汽車的保有量正在不斷上升,而且車輛年限的增加會導致線路老化,雙重因素影響之下火災發生率必然會有所增加。
動力電池的安全問題是消費者最為關心的問題,自今年以來,各類“新能源汽車自燃”的訊息仍是不絕於耳,而且電動汽車的自然現象還呈現出愈發頻繁的發展趨勢,前段時間還有媒體表示“平均每天發生七例電動汽車自燃事故”。如果動力電池的安全問題得不到很好的解決,消費者不僅會對於電動汽車始終抱有質疑的態度,更重要的是會危及道路安全,對消費者的生命財產安全構成威脅。
而“熱失控”作為本次動力電池大會經常被提及的一個詞,不少專家也表達了自己的看法,包括開發耐高溫電池、開發“專用滅火劑”等等,很顯然,未來動力電池的安全性仍會是影響新能源汽車發展的一個關鍵。
智慧化是下半場
王傳福曾在公開場合表示,汽車工業的下半場將聚焦智慧化變革。或許不少消費者對於汽車智慧化的認知還集中在自動駕駛、車機系統的人工智慧等方面,但筆者想說的是,“智慧化”遠不止此。浙江吉利控股集團董事長李書福在談到汽車智慧化時表示,電池管理系統是智慧化的重點領域之一,它能結合大資料和雲計算等手段,透過智慧電池的管理平臺收集電池及系統資料,透過神經網路邊緣計算、雲協同等智慧演算法,預測和估算電池全生命週期的狀態,實現電池透明化的管理。“這將進一步提升電池的使用效率和安全性,讓智慧化汽車的可靠性得到保障。”
對於動力電池的“智慧化”,中國科學院院士歐陽明高先生從三個方面進行了說明,包括智慧設計、智慧製造、智慧控制,其中的智慧控制領筆者印象深刻。目前常見的“動力電池熱管理系統”都是在對電池起到管理的作用,而不是控制,歐陽明高先生的看法是,把感測器放到電池裡面去,對電池的溫度、氣體、壓力等進行全方位的控制,最終實現新一代的智慧電池。
智慧電池的發展能夠便於我們對電池的全方面把控,不僅可以提升上述的動力電池安全性,同時對於電池的拓展應用以及後續的更新迭代有著積極作用。
“輕量化”也很關鍵
動力電池雖然是電動汽車的動力來源,但是他的體型是很大的,孚能科技曾表示,同為500公里續航的情況之下,燃油車的油箱的重量可能也就30多公斤,但是電動汽車的動力電池的重量則可能為300公斤,兩者相差懸殊。
輕量化的意義不只是在降低重量,從而減少能耗,提升操作性。電池“輕量化”更深層次的意義在於要實現提高能量密度的目標。當前我們提升電池系統能量密度的方式主要由兩種,一是從物理結構層面,也就是減少殼體、模組等的重量;另一個則是材料上的創新,不過這一條路難度較大。你可以發現,短短几年的時間寧德時代的CTP技術到目前已經更迭到了第三代,甚至出現了CTC/CTB這些結構層面的進步,但是材料上仍舊是以“鋰”為中心,雖然出現了“鈉離子”等材料的電池,但是仍在進一步的研發之中。
回過頭來說,要實現輕量化,實現電池更大的能量密度,還需要大家的共同努力。孚能科技表示,未來將不斷提高電池的系統能量密度,接下來電池的能量密度將達到330-350Wh/kg,甚至400Wh/kg,再往後將陸續實現3500Wh/kg的終極目標。如果真的實現了這一目標,相信大家對於電動汽車的看法又會跟現在有所不同,在更高能量密度的情況下,所謂的“續航焦慮”將不復存在,而且隨著電池技術的進步,相應的成本也會降低。
寫在最後:
動力電池作為新能源汽車的核心部件之一,整個新能源汽車的發展就與動力電池相關技術的進展緊密相連,在本次動力電池大會上,筆者看見了相關企業在為推進動力電池的發展上所做的努力以及取得的成果,但是從整個電動汽車的發展上來看,這還遠遠不夠,我們希望未來能夠有更多的新技術、新材料被提出並運用到實處,讓動力電池繼續為新能源汽車的發展賦能。