當(dāng)前，電動(dòng)汽車及蓄電池產(chǎn)業(yè)、電動(dòng)汽車充電設(shè)備、電動(dòng)汽車公共能源供給系統(tǒng)已經(jīng)成為關(guān)注的熱點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
雖然我國(guó)汽車工業(yè)總體發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)明確：以純電動(dòng)汽車（純電驅(qū)動(dòng)）為我國(guó)汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向，推進(jìn)純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車工業(yè)跨越式發(fā)展。但現(xiàn)實(shí)是，《汽車產(chǎn)業(yè)振興》確定的201 1年前推廣應(yīng)用50萬(wàn)輛節(jié)能與新能源汽車規(guī)劃落空已成定局，“十城千輛”工程進(jìn)展不如預(yù)期，高額財(cái)政補(bǔ)貼沒(méi)有達(dá)到激發(fā)個(gè)人購(gòu)車意愿的效果。
蓄電池成組的煩惱
即將出臺(tái)的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》關(guān)于節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨形勢(shì)的表是：“我國(guó)新能源汽車已具備一定的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。……但是，新能源汽車及核心零部件技術(shù)還有待進(jìn)一步突破，產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化仍面臨著產(chǎn)品成本較高、社會(huì)配套體系不完善等諸多挑戰(zhàn)。”在技術(shù)方面，蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)仍是技術(shù)瓶頸。
客觀而言，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和科技項(xiàng)目的重點(diǎn)支持下，我國(guó)鋰離子蓄電池關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究，已經(jīng)取得重大進(jìn)展。大容量鋰離子蓄電池的性能，已經(jīng)能夠滿足電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)要求，雖然制造成本仍高于閥控鉛蓄電池，但是從全生命周期內(nèi)經(jīng)濟(jì)性考慮，與閥控鉛蓄電池比，已經(jīng)具有顯著優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性考慮，大容量能量型單體鋰離子蓄電池已經(jīng)基本具備了規(guī)模化推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的條件。
突出的問(wèn)題是，蓄電池成組后，安全性大幅下降、使用壽命大幅縮短、甚至可能發(fā)生蓄電池燃燒、爆炸等惡性事故。鑒于蓄電池系統(tǒng)的現(xiàn)狀，從技術(shù)可行性方面考慮，規(guī)?；茝V應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的條件仍不成熟。
問(wèn)題雖然表現(xiàn)在蓄電池上，但癥結(jié)不在于單體蓄電池，而是在于蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)、系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)不能滿足鋰離子蓄電池的要求。當(dāng)前普遍存在混淆“單體蓄電池”與“蓄電池組”的區(qū)別、“單體蓄電池應(yīng)用技術(shù)”與“蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)”的區(qū)別。如將18650蓄電池并聯(lián)封裝在一起，作為（如100AH）大容量單體蓄電池提供給用戶，這是關(guān)系蓄電池和儲(chǔ)能電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大問(wèn)題。
有人戲稱“蓄電池成組”技術(shù)，竟比登月工程還困難，當(dāng)前是應(yīng)該認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的時(shí)候了，如果只是繼續(xù)十年來(lái)沒(méi)有取得成果的路線和攻關(guān)模式，很難在短時(shí)間內(nèi)取得進(jìn)展，因此必須尋求新的突破點(diǎn)。
“毛毛蟲(chóng)效應(yīng)”
蓄電池問(wèn)題長(zhǎng)期不能取得突破，有技術(shù)方面的原因，也有非技術(shù)方面的原因，主要是非技術(shù)方面的原因。技術(shù)方面的原因可以說(shuō)是“毛毛蟲(chóng)效應(yīng)”的典型表現(xiàn)。法國(guó)心理學(xué)家約翰·法伯曾做過(guò)一個(gè)著名“毛毛蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)”，把許多毛毛蟲(chóng)放在一個(gè)花盆的邊緣上，使其首尾相接，圍成一圈，在花盆周圍不遠(yuǎn)的地方，撒了一些毛毛蟲(chóng)喜歡吃的松葉。
實(shí)驗(yàn)前曾經(jīng)設(shè)想，毛毛蟲(chóng)會(huì)很快厭倦這種毫無(wú)意義的繞圈，而轉(zhuǎn)向它們比較愛(ài)吃的食物。遺憾的是，毛毛蟲(chóng)們開(kāi)始一個(gè)跟著一個(gè)，繞著花盆的邊緣一圈一圈地爬，一小時(shí)過(guò)去了，一天過(guò)去了，又一天過(guò)去了，這些毛毛蟲(chóng)還是夜以繼日地繞著花盆的邊緣在轉(zhuǎn)圈，一連走了七天七夜，它們最終因?yàn)轲囸I和精疲力竭而相繼死去。
導(dǎo)致這種悲劇的原因就在于，毛毛蟲(chóng)習(xí)慣于固守原有的本能、習(xí)慣、先例和經(jīng)驗(yàn)，付出了生命的代價(jià)，但沒(méi)有任何成果。如果有一個(gè)毛毛蟲(chóng)能夠破除尾隨的習(xí)慣而轉(zhuǎn)向去覓食，就完全可以避免悲劇的發(fā)生。重溫這個(gè)故事，對(duì)推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。
被誤讀的“一致性”
從成組應(yīng)用技術(shù)研究角度，過(guò)度強(qiáng)調(diào)單體電池的一致性，無(wú)助電池瓶頸問(wèn)題的解決。應(yīng)辯證地對(duì)待蓄電池不均衡問(wèn)題，對(duì)蓄電池產(chǎn)業(yè)應(yīng)追求一致性的高標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)研究，應(yīng)該做到即使蓄電池一致性處于任意狀態(tài)，仍能保證蓄電池系統(tǒng)正常運(yùn)行。
在具體工作中，長(zhǎng)期受困于“被關(guān)鍵技術(shù)”的荷電狀態(tài)(SOC)研究中，造成目的不明、目標(biāo)不清的怪象。以提供蓄電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)信息為目的，研究SOC計(jì)算方法是必要的，但將防止發(fā)生蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電、將保證蓄電池安全運(yùn)行的希望，寄托在SOC上，則屬于概念炒作，是技術(shù)路線的錯(cuò)誤，也是長(zhǎng)期難以取得進(jìn)展的主要原因之一。
SOC被稱為“世界科技難題”，十年來(lái)處于原地轉(zhuǎn)圈的狀態(tài)，雖然相關(guān)研究者很辛勞，但僅僅培養(yǎng)了一大批碩士博士、獲得了多項(xiàng)“高水平”科技成果獎(jiǎng)、在權(quán)威期刊上發(fā)表了無(wú)數(shù)篇論文，對(duì)于產(chǎn)業(yè)的真正提升效果有限。實(shí)際上，為解決蓄電池不均衡性的對(duì)策應(yīng)該是涵蓋電池全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括生產(chǎn)過(guò)程依托先進(jìn)的分組技術(shù)，系統(tǒng)集成可以滿足低一致性要求，運(yùn)行維護(hù)應(yīng)采用先進(jìn)的再分組技術(shù)等技術(shù)。
被肢解的電源管理系統(tǒng)
從“十五”計(jì)劃開(kāi)始，我國(guó)即開(kāi)展了以供電動(dòng)汽車使用的蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)為重點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究，并取得了重要進(jìn)展。其中一些技術(shù)研究成果已經(jīng)處于國(guó)際先進(jìn)或領(lǐng)先水平。但這些技術(shù)都分散掌握在科研院所、大專院校和高技術(shù)企業(yè)手中。在市場(chǎng)環(huán)境下，企業(yè)間的經(jīng)濟(jì)利益、技術(shù)利益和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，對(duì)企業(yè)間的合作形成了難以克服的障礙。BMS被某些部門提出的“三橫”戰(zhàn)略支解、產(chǎn)業(yè)發(fā)展被“三縱”隔絕。目前BMS的技術(shù)路線、技術(shù)方案和產(chǎn)品研究仍處于混亂、無(wú)序的狀態(tài)。與規(guī)?；茝V應(yīng)用存在較大差距。BMS的基本目的是根據(jù)蓄電池對(duì)充放電的基本要求，對(duì)充電和放電進(jìn)行有效管理，保證蓄電池組安全運(yùn)行。其基本目標(biāo)是保證蓄電池在充電和放電過(guò)程中，不發(fā)生單體蓄電池過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流和超溫。
但是，當(dāng)前對(duì)BMS的基本目標(biāo)和目的被模糊化，大多數(shù)BMS并不具備充電管理和放電管理功能，而是重點(diǎn)集中在“監(jiān)視”電壓、電流、溫度和荷電狀態(tài)估計(jì)。以蓄電池管理系統(tǒng)定義為例，美國(guó)電動(dòng)運(yùn)輸協(xié)會(huì)試驗(yàn)規(guī)程《電動(dòng)汽車車載電池能源管理系統(tǒng)》的規(guī)定是，BMS能控制動(dòng)力電池包和模塊的電壓、溫度和充電狀態(tài)，而且能自動(dòng)限制電池的放電不會(huì)低于預(yù)定的最低值。充電系統(tǒng)應(yīng)包括，維持電池包中所有模塊在每個(gè)充電一放電循環(huán)中溫度相同并在允許的溫度范圍內(nèi)的裝置。而我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車術(shù)語(yǔ)》只是將BMS的功能定義為，可以控制蓄電池輸入和輸出功率，監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)），為蓄電池提供通信接口的系統(tǒng)。上述定義上的差別，是造成當(dāng)前將“監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)）”的裝置定義為“管理系統(tǒng)”的主要原因。
一個(gè)必須明確的概念就是，電池與電池系統(tǒng)并不同，這種混淆導(dǎo)致的問(wèn)題就是，目前企業(yè)的電池系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)其實(shí)都是電池專家，而不是系統(tǒng)專家，而國(guó)家的政策支持項(xiàng)目也大多在電池項(xiàng)目上，這也導(dǎo)致了電池系統(tǒng)研究的滯后。當(dāng)前幾乎所有的電池系統(tǒng)研究項(xiàng)目都沒(méi)有取得大進(jìn)展，以充放電技術(shù)為例，基于單體電池端電壓的充放電技術(shù)和設(shè)備，不能滿足所有蓄電池組的基本要求，但對(duì)其是否有效，卻沒(méi)有人懷疑，沒(méi)人去驗(yàn)證。
要實(shí)現(xiàn)突破，需要配置好資源，將電源、電池、汽車3個(gè)部門聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，改變當(dāng)前諸侯割據(jù)的研發(fā)格局。同時(shí)要制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)電池系統(tǒng)來(lái)制定標(biāo)準(zhǔn)，而不是按照每家的電池規(guī)格來(lái)定系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，以配合未來(lái)充電站建設(shè)。（作者 錢良國(guó) 系中國(guó)電子商會(huì)電源專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車分會(huì)會(huì)員）
