电力储能势在必行 电池是新能源车自燃的“罪魁祸首”

电池百人会-电池网5月9日讯（张倩 宋小剑 河南遂平报道）据不完全统计，2018年以来，已发生的新能源汽车自燃或爆炸问题已有近50起。由于持续“发烧”，电动汽车安全性问题近期高度敏感。人们开始进一步认识现有锂电池的循环使用寿命与能量密度的关系。

据2017年以来新能源汽车的起火事故分析统计，充电场所是起火的高发地，占比达50%。在北京大学其鲁教授看来，起火事故的原因中，动力电池自燃占比为31%，主要因为锂电池材料选择不当以及电池本身的质量问题。

此外，近年一些能量密度高、续航能力强的电池受到盲目追捧，也悄然埋下安全隐患。其鲁表示，追求高能量密度固然没错，但必须对能量密度和安全性进行综合考虑，因为随着能量密度的提高，热失控几率呈大幅上升趋势。还有，汽车碰撞时，电池组发生变形，导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路，易燃电解质泄漏最终引发起火。

其鲁称，电动汽车的设计始终是问题的核心，因为在行车或充电过程中，电池要工作就要产生热量，但截止目前看不到一个给锂电池迅速散热的好方案。

5月9日下午，在河南遂平召开的电池百人会企业家“问道”嵖岈山暨中关村新型电池技术创新联盟第一届理事会第八次会议上，其鲁发表了题为《论加快凝聚打造与发展储能锂电池创新产业技术的必要性及其意义》的主题演讲。

目前，电动汽车与混合动力电动车市场在缓慢稳步发展，其鲁表示，锂电池技术与金属资源问题是目前业内关注重点，随着电动化趋势在全球逐渐形成，动力电池矿物原料消耗增长，资源布局方面将引起高度重视。另外，在锂电池产业化制造技术方面，应逐渐向固态锂电池过渡。“目前全固体锂电池产业化技术应重点关注：1）新型无机固体电解质的研发与应用；2）不使用电解液与隔膜；3）锂金属负极的研发与应用；4）锂电池正极材料迅速多样化。”其鲁称。

针对如何合成电化学性能良好的锂电池材料，其鲁认为，应选择合适的化学合成方法，准确确定化学组成、利用先进的物理化学方法与技术改善材料的性能（表面与颗粒等物理性质）。同时，还需测试材料的电化学性能、建立合适的材料性能评价方法与体系，初步研究材料的锂电池循环充放电稳定性与安全性。

此外，会上其鲁还分享了近期锂电池在电力储能方面的应用前景。“在国内，光伏与风电成本已经低于0.3元RMB/kWh，部分地区的夜间电力价格低于0.1RMB/kWh，大规模电力储能势在必行。为解决峰谷电力和限风与限光伏问题，国家电力在计划投资数百亿建立提水调峰电站。此外，还有几项兆瓦级新型锂电池储能电站正在设计中，迫切需要性价比良好的大容量锂电池及可行的设计方案。”其鲁认为，离网式锂电池储能与发电前景被看好，性价比良好的锂电池有望进入汽车的启动电源市场。                                                                                                                

电池是新能源车自燃的“罪魁祸首” 需定期保养

IT时报原文配图

节能、减排、补贴、性价比高等是新能源汽车的卖点，正因为这些燃油车无法企及的优势，消费者对于新能源车的接受度逐年大幅提升。但是，新能源汽车并非十全十美，其中最突出的就是安全问题，接连爆出的燃烧事故给这个行业蒙上了一层阴影，也让消费者产生了担忧。据不完全统计，目前已发生的新能源汽车自燃或爆炸问题已有近50起，一旦起火，火势蔓延极快，逃生难度高。

发生此类事件的原因到底是什么？据《IT时报》记者了解，大多数情况在于新能源车的电池问题，在中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬看来，目前，对于新能源汽车的电池技术验证还不够充分，电池安全问题还有待继续完善。

“飞线”不损伤电池但电路风险不小

从发生过的一些新能源车燃烧事件看，发生的环境不尽相同，有的是在充电过程中，有的是在结束充电后。

在实际使用过程中，如果没有充电桩，消费者的充电方式五花八门，最为常见的是“飞线充电”，此前，不少媒体就报道过因为采用“飞线充电”而发生事故的案例。那么，“飞线充电”会对电池产生影响吗？中国电动汽车充电基础设施促进联盟技术和认证部主任刘锴告诉《IT时报》记者，此种方式下的充电电流和电压都是家用电，对电池的影响较小，几乎可以忽略，这种充电方式的危险性主要在于电路问题。

根据电动汽车传导充电系统国标（GB/T18487.1-2015），给电动汽车供电的方法共有4种，其中模式二是将电动汽车连接到电源上充电时，要增加线缆上控制和保护装置（IC-CPD），且要使用符合GB2099.1和GB1002要求的插头插座，这种方式也即常说的“飞线充电”。当车子找不到充电桩时，可以就近找个插座。但尴尬的是，大多数小区停车的地方很难找到插座，只能从家里飞线出来，如果住的楼层高，可能得飞好几十米的线，而且插线板的质量也参差不齐。

刘锴表示，这样充电的主要风险源在于此方式下频繁插拔插头容易造成插座损坏、线缆发热导致过温甚至着火、线路过长必然要有转接头，转接头的漏电、过温等又是一次风险的叠加等。

测试仅为“门槛测试”

据前瞻产业研究院对2017年以来新能源汽车的起火事故分析统计，充电场景是起火的高发场景，占比达50%。而起火事故的原因中，动力电池自燃占比为31%，主要是由于锂电池发生内部或者外部短路后，短时间内电池释放出大量热量，温度急剧升高，导致热失控。

如果撇去充电方式不当、环境变化等问题，引发电池热失控的原因主要是热辐射、电池内部短路、恶劣环境滥用等，其中不可忽略的还有电池本身的质量问题。

王子冬告诉《IT时报》记者，太过追求上线速度以及夺人眼球的宣传，以至于对于电池的验证不足是主因。“电池组是非常复杂的能量系统，检测时因素很多，包括安全性、可靠性、稳定性、环境试验性等，每一项性能还包含上百种检测项目。”但是，实际检测中，往往得不到这样全面的检测，“实际检测项目非常少，每一项性能只检测7、8个有代表性的项目。”王子冬称这样的检测为“门槛测试”，比如电池的性能和使用寿命、环境等相关，但测试时一般只做常温测试，一旦用户在温度过高或过低的环境中使用，就有可能出现问题。

为何只能进行“门槛测试”，王子冬认为，是为了缩短测试周期，让新车尽快上市，“如果对所有的性能都进行全方位检测，需要两年，车企不可能等那么长时间，而门槛测试只需3个月。在利好政策的背景下，车企非常看重上市速度。”

此外，在里程焦虑等诸多因素作用之下，一些能量密度高、续航能力强的电池受到追捧，而有时隐患已经悄然埋下。“电池系统能量密度一般是140Wh/kg，但现在也有密度180Wh/kg甚至200Wh/kg的电池，追求高续航固然没错，但能量密度和安全性要达到平衡，因为随着能量密度的提高，热失控几率呈上升趋势。”王子冬表示。

电池也需定期保养

除了前期的品控不到位，使用过程中碰到的一些情况也容易对电池造成影响。“比如汽车碰撞时，锂电池单体、电池组发生变形，不同部位发生相对位移，导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路，易燃电解质泄漏最终引发起火；充电功率偏大，容易造成锂枝晶在阳极表面生长由此容易造成短路，造成电池寿命的衰减以及过温。”刘锴解释说，他建议，要尽量使用交流慢充桩进行充电，对电池寿命的影响会显著降低也不容易造成过温而引发热失控。但由于慢充时间较长，需要更多停车场地能按照和车位1：1的比例进行充电桩建设。

过去几年，很多厂商都向消费者灌输了电动汽车不需要维护保养的理念，在王子冬看来，这是一个很大的认识误区，电动汽车尤其是电池也需要定期保养。“目前，车企没有对电池的维护调整留有空间，很少考虑系统的可维修性，让用户在对动力电池系统进行维护时无从下手，一旦电池出现问题，只能回收，成本非常高。”王子冬建议，电池系统需要设计维护保养接口，这并不是很难的操作，且能降低成本。

今年1月10日，中国汽车工业协会、中国汽车动力电池产业创新联盟、中国电动汽车充电基础设施促进联盟联合发布《电动汽车安全指南》建议，电动汽车应定期在售后服务中心检查，建议保养周期为每5000公里或半年。定期保养的内容应包含均衡充电、气密性检测、绝缘性能检测、外观检查等。

《IT时报》记者从中国电动汽车充电基础设施促进联盟了解到，当前关于充电安全的相关标准已在抓紧修制订，加强对充电设施的安全性、一致性、互操作性、兼容性、电磁兼容性以及产品品质的检测。

安全，新能源汽车的生命线

凡是涉及到出行的，安全必然是首当其冲的关注重点，新能源汽车也不例外，有专家表示，安全是今后纯电动汽车竞争的主战场，也是电动汽车可持续发展的生命线。

2009年，我国的新能汽车销量不足500辆，去年销量超过百万辆，由此可见，新能源汽车快速增长的步伐不会停止。但不论是行驶里程、价格，还是安全性能，新能源汽车还有很长的一段路要走。

在王子冬看来，尽管新能源车发生了安全事件，但不要因此而谈虎色变、因噎废食。因为从长远看，新能源车是发展趋势，技术也需要时间来磨合沉淀，只要坚守“安全”这条底线，消费者大可不必失去信心。

反而言之，对于车企来说，不能拿技术还不完善当挡箭牌，不能“带病运行”，只有坚守标准、质量过硬，才不会让消费者失去信心。

 

特斯拉芯片稳了 背后这件事车企都想干

芯片，这是一个在近一两年才真正触动国人神经的小小配件。当中兴被美国掐住脖子几近窒息的时候，人们才知道指甲盖大小的芯片竟然如此厉害。它是所有智能设备的“大脑”，尤其是自动驾驶汽车。不过，对于国内汽车产业来说，“国之重器”尚握在他人手中，但特斯拉却在近期发布了自己独立研发的AI芯片，这也拉开了车企争夺高端话语权的另一帷幕。

尽管一起自燃事件让舆论哗然，但似乎对特斯拉的新“核武器”没有一丁点影响，搭载了特斯拉自研芯片的全自动驾驶（FSD）计算机（也就是Autopilot 3.0）还是引起了广泛关注。特斯拉独自开启芯片研发自然有其道理，但“率性而为”的举动是否又能和当前汽车业态产生更多关联呢？

特斯拉自研芯片为掌握更多主动权

Mobileye曾是特斯拉的芯片供应商，特斯拉在与Mobileye闹翻以后，英伟达开放式人工智能车辆计算平台Drive PX2成为了特斯拉Autopilot的“心脏”。不过，这种合作也随着特斯拉自研芯片的诞生而告终。

『NVIDIA DRIVE PX2自动驾驶开发平台』

其实，早在2015年特斯拉CEO马斯克就曾连发数条推特称要招人，Autopilot团队的目标就是要实现自动驾驶。不久后，曾在AMD供职过的芯片大神Jim Keller（于2018年4月离开特斯拉）就加入了特斯拉，自此特斯拉开始了自己的芯片研发之路。到2017年，马斯克首次公开提及了自主研发自动驾驶芯片的项目。

当初与Mobileye分手时，双方也曾相互指责，Mobileye认为特斯拉超越了自动驾驶的安全底线，而特斯拉则认为Mobileye的技术不能满足其需求，可以说特斯拉对芯片性能有着很高的追求。特斯拉自研的芯片是基于14nm工艺制造，FSD计算机的整体计算能力达144TOPS（万亿次每秒），能够处理8个摄像头同时产生的每秒2300帧图像。

『特斯拉全自动驾驶（FSD）计算机』

相比之下，英伟达Drive PX2所搭载的芯片则是基于16nm工艺，现款特斯拉车型上的Autopilot 2.5的硬件平台每秒只能处理110图像，即使比Drive PX2更高阶的计算平台Drive Xavier的计算能力也才为30TOPS。而Mobileye的EyeQ4的计算能力则更低，仅为2.5TOPS。算力是一方面，功耗似乎更加关键，虽然搭载特斯拉自研芯片的FSD计算机（72W）比基于英伟达技术支持的Autopilot 2.5（57W）功耗要大，但却拥有更明显的性能-功耗比，既便与Drive Xavier相比也有优势（FSD计算机为2TOPS/W，Xavier为1TOPS/W）。并且，每辆车的硬件成本也降低了大约20%。

单从数据上来看，特斯拉自研的芯片在当前自动驾驶计算平台中的还是有一些长处的。尽管，无论从性能、功耗还是成本角度来看，自研芯片都基本满足了企业当前的需求，但这并不全是特斯拉执著自研芯片的理由。

『特斯拉自研芯片』

特斯拉的自动驾驶技术在业界属于“另类”，并没有使用激光雷达，而是以摄像头为主，雷达等传感器为辅的视觉系，这与当前其他企业以激光雷达为核心的自动驾驶技术有很大的区别。因此，特斯拉更加依赖计算机视觉，也更加依赖AI技术。

大神Jim Keller曾给出了特斯拉自研芯片的解释，“在技术变革方面，我们正处于AI革命之中。AI的计算方式和经典的标量计算、矢量计算、图形计算都不一样，可以说差别巨大，应用非常广泛。每当有这样变革的时候，尤其是从硬件到顶层软件堆栈都在变革，就会有大量的人投身其中。”

对于特斯拉来说，计算机视觉+AI+海量真实数据，是AI技术在汽车业的最大想象空间，同时这也是最艰难的地方，需要从软件到硬件底层的全面设计。而由于没有专门的为神经网络构建的芯片，因此特斯拉就自己动手开始研发。

『特斯拉Model 3』

用地平线智能驾驶研发负责人余轶南的话来说就是，“AI芯片是特斯拉十分重视的零部件，肯定希望自己来做。但凡对自己的算法和软件很在乎的公司，都希望承载的硬件平台能最大程度发挥软件算法的效力。”

高度整合的解决方案是车企的需求

新技术的飞速发展给传统汽车带来了颠覆性的效应，车联网、自动驾驶等等新兴的技术使汽车的边界不断地被拓展。而当前车企对于自动驾驶技术的研发主要是侧重于算法和道路测试等方面，对于芯片、云计算、5G技术等新的领域既无暇顾及也无力顾及，这也便给阿里、华为等企业带来了机会。就芯片而言，英伟达、英特尔，以及高通等老牌的公司几乎掌控了高端芯片市场。

从特斯拉自研芯片来看，也体现出了企业对于专用芯片的特殊要求。尤其是在AI时代，大客户就需要面对更多细分的领域，更加追求的是从硬件底层到软件上层的紧密融合。如何满足大客户对于个性化、定制化产品的需求，提供专业领域的专用芯片也是传统的通用芯片厂商所关注的。

除了特斯拉自研芯片之外，新创公司零跑汽车曾公开过自研自动驾驶芯片项目“凌芯”。零跑汽车本身就是大华股份的“亲儿子”，而大华股份与海康威视等在国际上也是知名的安防领域的供应商，而安防就涉及到人脸识别技术，所以大华股份本身对AI、大数据和芯片就有着经验积累。因此，零跑汽车与大华股份合作研发AI自动驾驶芯片也是基于“家长”在该领域的既有优势。

『零跑S01』

但大部分车企其实没有自动驾驶芯片技术的基础，也基本都是选择与专业公司合作，位于芯片金字塔顶层的半导体公司都与车企形成了结盟，比如英特尔与长安、宝马等，英伟达与奥迪、奔驰、沃尔沃等，以及威马与Mobileye等。不仅如此，甚至连博世、大陆等零部件公司也加入了不同的联盟阵营当中。

对于车企来说独自研发自动驾驶芯片首先意味着巨大的研发投入，并且也充满着不确定性，开发一款芯片通常都需要数年时间，这将对车企自动驾驶商用带来很大的挑战。而对于芯片公司而言，不与大客户深度绑定就没有“场景”，自动驾驶本身就需要海量的数据，未来的汽车也需要高度整合的芯片解决方案。

但是这种合作并不是说车企会深度参与芯片的研发，而是形成深度绑定的合作后能够最大化地推动自动驾驶的落地，合力打造最合适的解决方案，而不是单纯的技术拼接，毕竟各家车企的自动驾驶技术都有差异性。Mobileye在与威马签约的仪式上也提到，基于威马“车”的基础，在确保安全的基础上开放硬件平台，能够发现更多的价值，这也契合Mobileye数据共享的理念。

更多车企想做的是“苹果”

无论是特斯拉自研芯片，还是其他车企绑定芯片大佬，都是为了加强自己的软肋。然而当汽车产业边界被5G、AI等不断打破并成为“血脉”，成为“大脑”的时候，未来汽车企业的核心又在于哪里呢？

其实，当特斯拉自研芯片问世，单就自动驾驶技术而言所形成的能力就是“软硬一体”。此前，虽然芯片来自于英伟达，但特斯拉是在该计算平台上运行着自主开发的神经网络。有了软硬一体的能力后，也使特斯拉变得更加自主，在自动驾驶竞赛中更有优势。而这种软硬一体的能力，也是未来汽车企业将要构建的。

传统汽车企业的优势其实在于硬件制造，但当前行业逐步分化，未来有部分汽车企业可能会逐步走向单纯的硬件制造商，有的会走向服务型企业等等。为了摆脱沦为生产车间的命运，车企还需要在既有的硬件平台的基础上，实现软硬服务的生态协同。当前也可以看到车企正在向软性层面渗透，比如宝马&奔驰的出行服务、大众基于微软Azure云打造的车联网云平台，还包括各车企深度开发的智能汽车车载系统等等。

车企不可能对云计算这样的每个新领域都像特斯拉研发芯片一样形成独立自主的能力，当然也包括特斯拉自己。当前车企多是拉拢各领域合作伙伴，组成相关领域的专业团队，并且搭建起自己的生态圈。广汽集团董事长曾庆红就曾提到，“广汽正在推进互联网生态圈的建设，希望把销售、服务、金融、保险、零部件等等整合起来，为客户提供一个及时的服务平台。”

在这样一个软硬融合的、不断吸纳更多跨领域伙伴的过程中，对于车企业而言也许不在于谁走得更快，而是谁更有能力把软硬件资源整合得更好，硬件可能要向软件妥协，软件也会更加适应硬件，大多数车企其实都是希望能够做“苹果”。当然，这种整合也许没有自研芯片这种形式来得更加可控，站在车企的角度来看更重要的是未来如何主导其软硬协同的生态圈，能够掌控自己的圈子也才更加具备竞争优势，也才能继续掌握价值链的核心。

全文总结：

说特斯拉最终决定自研芯片是“被迫”的也好，说诸多车企联合更多合作伙伴是迫于形势也罢。在产业大融合的形势下，掌握高端话语权是车企不二诉求，而这种话语权的竞争将会在更多的层面体现。