特斯拉安全问题犹在：NCA电池低温充电致命

对于当下热点TESLA电动汽车，笔者综合各方观点认为：

(1)TESLA采用的电池和管理系统价格偏高，集成后安全问题犹在。

以ModelS系列为例，电池成本约占到整车总成本的50%，其次为BMS系统，约25%左右，其余包括车身等构件总计约25%。可见电池系统为特斯拉电动车最核心的成本构成。目前特斯拉应用的电池由日本松下公司提供，松下为特斯拉供货的锂电池型号为NCR18650A，属于较常见的镍钴铝三元锂电池，其次为BMS系统，这部分成本比较固定。以高配版汽车为例，其使用的7410节左右松下NCR18650A电池成本就达到了18.5万元(按电池价格25元/节计算)，占到了电池总成本的70%。另外电池管理系统成本约为8万元。

虽近年来随着锂电池市场需求的不断扩张，锂电池成本不断降低，以日本为例，1995到2010年，15年间，日本锂电池平均成本年率下滑幅度为11.2%。但受制于钴资源，情况并非如此。伦敦金属交易所镍的期货价格接近6万美金，现在价格1.8万美金，现在的价格只有最高价位的三分之一，另外一点就是钴的加快只有三分之一，镍和钴的价格一旦涨起来，这个NCA一定远远超过磷酸铁锂，这个价格之外都有用到钴研究人不多，2011年钴产量82200吨，对于这个8.22万吨没有什么概念，化学品大概占58%，化学品里面绝大部分都是用到了电池主要消费类电子，每个人手上手机平板电脑、笔记本电脑、数码相机基本上都有这个元素。

如果我们把这个钴元素用到电动汽车上面产生什么后果，这个按照30度电的乘用车来算，每辆车金属钴的使用量大概20%，金属钴的使用量8公斤，一辆车8公斤，一千万辆车就是八万吨，不可能用八万吨，可能三万吨的时候、四万吨的时候就会引起钴的价格飞涨，三四万吨充其量可以支撑三四百万辆电动汽车的发展，我想我们的这个行业的目标肯定不是只做三四百万辆，所以这个方式只能特斯拉做小众车没有办法做普通大众使用的车。比起目前其它类型的动力电池能量密度可每年提升9%，tesla电池的优势并不会持久，也难以大众化。

按目前技术看，特斯拉自身拥有的核心技术是BMS系统，具有一定的领先优势，但它根本上没有摆脱电池并联，相反以昂贵的已经证明并非百分百安全的PACK系统(不是指对人)获得了所谓的优势。国外目前BMS系统主要采用的是定位于高端的主动式BMS均衡系统，而国内目前主要采用的是定位于中低端的被动式或者只是起到显示作用的不带均衡功能的BMS。从可以看出，我国目前在BMS的开发和应用方向还有很长的一段的路要走。

但从国外的BMS发展状况中，我们可以看到，价格与技术含量高的主动式BMS，是我国未来BMS发展的方向。在目前我国经济处于转型升级的特殊时期，我们应该结合我国的工业生产状况来发展具有高附加值的主动BMS。国外BMS的成本在整个电池系统中的成本占比大约是30%左右。而假如采用国内的被动式BMS，差不多只占到总成本的3%左右。对于Tesla这样的强调电子信息技术的公司，BMS的造价甚至高达2万美金，价格远远的高于市场上一般的主动式BMS.SOC准确性因为没有真正做到电荷量的精确计量而值得怀疑！

(2)TESLA的电池技术并非先进，安全性值得商榷

就电动车的核心技术电池而言，特斯拉所使用的电池是钴酸锂系列的锂电池，优点是单位重量的比能更高，这就使得特斯拉使用同等单位体积和重量的电池，可以产生更多的能量。也正是因此，ModelS拥有了483KM的续航里程。特斯拉所使用的电池包在使用过程中安全性较低，锂电池的燃烧爆炸问题一直是影响安全性的主要因素。

燃烧爆炸原因在于：一、局部损坏和短路导致温度升高，有机电解液发生燃烧泄漏。二、几百上千块电池串并联，热管理和充放电管理BMS难度较大。针对这方面的担忧，特斯拉ModelS启用了电池组水冷系统，就系统本身而言，也并不是特别有技术优势和亮点。目前这项技术国内也有一些电池生产企业在用，因此，这一技术并不是非常先进。

特斯拉用最火的电池NCM和NCA，但安全问题值得商榷。钴酸锂电池危险在什么地方，相信人们都心知肚明。因为锂离子电池充电的时候，这个锂离子会走掉，走调之后最后导致的结构就是结构没有办法维持原有的结构，这样造成的问题是氧以氧气形式出来，初中化学学过的燃烧三个要素第一可燃物，所有的电池里面都是可燃物的，里面的电解液非常可燃的，包括负极材料碳材也是可染的，另外有氧气，本来电池密封没有氧气，因为化学反应释放出来的燃气另外达到燃点，如果用材料，本身电池如果不破裂可以满足燃烧的三个条件，而爆炸的两个条件，一个是密闭空间。

第二点能量的剧烈释放我们用NCM或者NCN的电池理论上面我们没有办法规避内升爆炸机制，这个电池不管怎么样做，这个里面当然如果做的特别好有可能对于乘用车来说人来得及逃生，但是对于电动大巴来说这个逃生的时间比较长，不一定可以达到这个过程。相对来讲磷酸铁锂材料来说这个氧和磷紧密结合在一起，磷酸铁锂电池会起火燃烧但绝对不会爆炸；而固体电解质电池由于没有电解液，加之安全机制，会安全很多。电池厂包括很多的专家用NCM和NCA的电池，做材料十年的经验告诉大家，使用NCM和NCA电池是暂时的情况，没有它续驶里程的优势也就无从谈起。

(3)TESLA并没有从电池管理角度解决低温充电问题，对于NCA电池低温充电更是致命的。

液态电介质电池在较低温度下如-10度甚至更低的温度下充电会初事故。这是由于，电池中的电解液离子迁移速率变得缓慢，那么在这样的低温环境下对电池进行充电时，容易出现电池中的锂离子在负极表面沉积形成金属锂的状态，而这种金属锂的存在不仅对电池的使用寿命和性能造成很大的影响，更重要的是这种金属锂容易引起电池内部短路，造成电池的安全事故。显然TESLA并没有从电池管理角度解决低温充电问题，对于NCA电池低温充电更是致命的。

(4)TESLA的充电机是单向的，并非像VOTE一样，可以作为电源对住宅供电

(5)电机所采用铜转子交流异步电机没有获得太大优势，TESLA高价噱头值得怀疑。

文献研究《采用铸铝转子和铸铜转子时鼠笼式异步电机的损耗特性对比》表明，以1台5.5kW三相异步电机为例，计算分析采用铸铝转子和铸铜转子时电机各项损耗及效率的变化特点。结果发现：空载时，2种转子的各项损耗并无太大差别；满载时，定子铜耗和铁耗差别不大，铜转子基波铜耗大幅降低，但谐波铜耗略微增加，最终使得电机总损耗降低约60W，效率增加约1%。可见所采用铜转子交流异步电机没有获得太大优势，尤其在低速功率相对较小的中低端电动汽车上，TESLA拿铜转子做高价噱头值得怀疑。而实际上，采用六相制交流异步电机采用铜转子可以获得很高的效率优势。

(6)TESLA电机电控一体化并未实现

近日，三菱重工宣布他们研发出了世界上最小的电动车用电机与逆变器组合系统。三菱重工实现电机与逆变器小型化的秘诀有两点，首先是优化逆变器内的晶体管与二极管制造材质。目前的逆变器内部元件材质多为硅，这次三菱重工将其加以改变，使用碳化硅(官方预估到2018年，碳化硅的元件生产制造成本就会与现有硅材料生产制造成本持平)代替硅。在保证逆变器工作效率的同时，新材料的引入使得逆变器与电机整体尺寸减小了44%，且发热量更低。三菱重工缩小电机以及逆变器尺寸的第二个秘诀在于优化了冷却系统，传统的逆变器与电机采用分体设计，冷却时冷却水先流向温度较高的逆变器，随后冷却水为电机进行冷却。这次三菱重工将电机与逆变器进行整合，将之组合成了一个类似圆筒的结构，这样冷却水可以一次性为逆变器与电机进行冷却。同时，考虑到逆变器工作时的发热量更大，冷却水路在流经逆变器部分相比流经电机部分管路布置更加密集。TESLA的驱动组件可以看出其尚未达到电机电控一体化。

(6)充电制式复杂繁多，无法兼容和实现双向(V2G)

(7)车载能源系统没有做到互联和集成控制

电机电控，动力转向，水冷系统和空调以及悬架控制系统，没有做到互联和集成控制(指功率级别)。

(8)触控技术并非TESLA的独门绝技，实现起来也没有必要绕弯子多点触控技术并不是那么容易实现的，它是从硬件到软件的一个有机的整体，可以说是一个系统工程。微软在大谈多点触控的应用前景，即将发布的Windows7(Vista的升级产品)将全面支持多点触控技术。多点触控技术是一场触控技术方面的革命，说白了就是屏幕将能识别你的五个手指同时做的点击、触控动作。我们知道一个手指可能只能做点击的动作，可是五个手指衍生出的动作将是很多很丰富的。

很遗憾市面上还没有见到这种多点触控的电脑，据说惠普做了一款能支持两个手指动作的触控屏幕。iPhone为什么这么热销，关键就是它的多点触控屏技术，这个对于其他手机厂家来说是很致命的。苹果公司已经为多点触控技术申请了两个专利。尽管如此，触控技术我们并不陌生，早就有了。银行的取款机大多是触摸屏，很多医院、图书馆等的大厅都有这种触控技术的电脑。而支持触摸屏的手机、MP3、数码相机也很多。触控技术，用手指代替了键盘、鼠标，既显示出了最大的人性化，又在特定的场合减少了鼠标、键盘的空间。但是这些已经存在的触控屏幕都是单点触控，也可以说是电阻式触控。他的缺点主要是只能识别和支持每次一个手指的触控、点击。

(9)价格太高

特斯拉宣布了其在香港的售价，由于香港市场的定价将比照中国定价原则，入门款只售不到58万港币，约等于452，200人民币，比中国定价73.4万的价格便宜了28万。据了解，配备60kWh电池的ModelS在香港将会以港币579，000元开卖，85kWh电池的车款定价港币657，000元；ModelSPerformance85定价则是761，800元。电池管理系统价格也高的离谱！

(10)无法享受补贴和难以摆脱地方保护

(11)高速动力学控制问题

K&C问题似乎存在，所以高速飘和令人晕

(12)空调系统不好，后排舒适性差

这些注定了(1)其品质与宝马的差距，不管穿何种外衣；(2)其必须要依附本土车企才能成长。特斯拉成功的最核心资源在于其资源的整合力，商业模式的创新和应用上有别于大部分电动车厂商运作模式，使其并非特别亮眼的技术构成部件，组合起来却具有了令人震撼的澎湃动力。土豪可以因有钱，无所顾忌，TESLA给富人带来无敌玩具，但对于大多数，中国人，莫过于蝴蝶效应。

作为科技界，我们佩服马斯克先生，但不得不提醒，变化无穷飞速发展的今天，任何被颠覆都是可能的，丰田和松下支持和参股下TESLA也有成为业界的先驱的可能。但其若已经拥有或开始着手更具竞争力的技术，如车载能源互联技术，或者TESLA老本行的交流电技术(如电能数字化传输和变换)这些下一代电动汽车技术，本土企业也许付出巨大努力才能改变传统汽车的宿命。过去我们可以靠市场，现在更要靠技术，这些年的巨大汽车市场，似乎还没有换来真正的立得住的自主技术，值得我们深思。

最后声明，本人受条件局限，未对TESLA电动汽车进行实验或测试，欢迎有条件的企业测试后对本文扶正，万分感谢。更进一言，有条件的企业需要对TESLA电动汽车进行对标研究，否则无端藐视和过度崇拜都会显得很愚钝。Tesla也更应该让中国消费者或者技术界了解更多更详细，这利大于弊，以避免对其可能粗浅或错误的认识改变其在中国消费者或者技术界的形象。