編者按
作為電動汽車的 '心臟' , 動力電池的進步成就了今天的電動汽車, 也決定著未來電動汽車市場化的步伐快慢. 2018年, 動力電池產業進入發展快車道, 隨著電池新技術不斷成熟, 動力電池的安全性也逐漸成為各方關注的焦點.
5月, 美國佛羅里達州一輛特斯拉Model S撞上了混凝土牆並很快起火, 導致兩名高中生死亡, 另有一名高中生受傷. 同月, 一輛特斯拉汽車在瑞士發生事故, 導致電池起火, 駕駛員當場死亡……連續的事故再次將電動汽車電池安全問題推到風口浪尖, 也讓有購買電動汽車意願的消費者心增疑慮: 電動汽車, 到底安不安全?
動力電池安全性待考
知名品牌手機電池爆炸的新聞已經過去很久, 但仍然讓很多人心有餘悸, 最近的電動汽車起火事故更是讓人心驚. 在節能環保, 性價比高等優點的加持下, 電動汽車能否讓大家安心地坐在一塊大電池上飛奔?
'國內動力電池生產總體技術水平與國外先進水平相比尚有差距. ' 中國質量認證中心工程師王湛介紹, 近年來國內動力電池數量迅猛增長, 新技術, 新路線層出不窮, 但製造商規模普遍不大, 技術實力有提升空間. 在現有體制下, 市場門檻比較低, 一些小製造商尚未建立起規範的質量保障體系. '大多數企業在生產過程中採用半自動化和自動化生產設備結合的方法, 產品質量水平不穩定, 在產能和安全性方面還有一些可提高的空間. '
據記者了解, 磷酸鐵鋰和三元鋰電池是目前市面上使用率最高的動力電池. 數據表明, 磷酸鐵鋰電池的能量密度不及三元鋰電池, 但卻比三元鋰電池有更好的安全性. 正極材料是決定電池能量密度與性能的關鍵因素, 隔膜是保證電池性能與安全性的關鍵材料. 眾所周知, 電池容量越大, 能量密度越高, 安全的重要性越凸顯.
中科院院士, 清華大學教授歐陽明高強調, 在電動汽車動力電池的發展中, 安全永遠是第一位的, 能量等其他性能指標其次.
'影響電池安全的, 不只是電芯本身, 還與電池組, 動力系統, 整車等有關, 尤其是BMS (電池管理系統) . ' 同濟大學教授葉際平表示, 現在的BMS不能像人的神經一樣做到 '冷暖自知' , 所有的電池都是被動地被BMS控制, 而電池內部活性非常大, 無法在大氣暴露的情況下看內部運行情況, 雖然材料分析技術在日本, 韓國等地非常成熟, 但在國內的研究才剛剛開始. 所以人們的擔憂不無道理.
電池比你想象的更安全
業內專家認為, 特斯拉起火是因為搭載的三元鋰電池在遭遇強烈碰撞時出現 '熱失控' 現象, 導致溫度快速上升.
同樣是汽車, 為什麼每天坐在汽油車上, 大家並沒那麼擔心; 而在電動汽車上, 人們卻十分顧慮安全?
因為影響 '電' 的因素要比汽油更多. '電池系統的失效模式有五項: 電擊 (電能非正常釋放) , 燃燒, 爆炸, 碰撞, 腐蝕. ' 北京普萊斯新能源電池科技有限公司副總裁張仁柏介紹道, 電池系統安全測試至少有四大安全, 第一是化學安全, 包括材料阻燃, 電芯安全; 第二是電氣安全, 包括膨脹力, 感測, 電壓採集, 溫度採集等; 第三是機械安全, 如耐腐蝕, 耐振動; 第四是功能安全, 如碰撞過程中自動切斷電路滅火等.
'不管是過充, 還是短路, 大部分問題的原因都是電芯的熱失控. 未來的發展, 我們還是要繼續致力於穩定的正負極材料. ' 孚能科技 (贛州) 有限公司董事長王瑀表示, 目前普遍採取的安全措施包括可熔斷保險絲, 繼電器, 箱體, 電芯, 電池模組, 液冷系統, 熱管理等等.
中國汽車技術研究中心首席專家王芳也強調安全是電動汽車的根本. '電動汽車安全就是人員安全, 要求在人逃生之前不起火, 不爆炸. ' 但她也表示電池的安全性是有等級的. '安全是相對的, 不安全是絕對的. 我們只是要把不安全的可能性無限趨近於零. '
除了技術上的改進和嚴格的測試, 針對電動汽車用動力蓄電池, 中國質量監督檢驗檢疫總局和中國國家標準化管理委員會於2015年5月15日聯合發布了《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第3部分: 安全性要求與測試方法》(GB/T 31467.3-2015)等6項國家標準, 並在2016年全面實施. 2018年1月24日, 工信部發布了《關於徵求 <电动汽车安全要求>等3項強制性國家標準 (徵求意見稿) 意見的通知》. 一系列國家標準把電池安全予以統一強制量化, 設置明確的 '安全底線' . 有業界評論表示不同標準的相互銜接及組合覆蓋了動力電池, 模組, 系統等各個等級部件, 有利於動力電池行業的健康發展.
電池企業, 車企聯手打造安全感
業界專家普遍表示, 新能源汽車安全不是某一個環節, 某一個企業的問題, 而是一個包括電池, 電機, 電控, 整車製造, 充電設施等全鏈條的系統工程. 確保電池安全不只是電池企業的 '本職' , 整車企業更是責無旁貸.
電池企業方面, '需要確保動力電池和儲能電池從設計到生產, 從使用到售後的安全. ' 寧德時代新能源科技股份有限公司副董事長黃世霖建議.
如果說電池企業側重於電芯性能的研發, 那麼整車企業則更關注電池的使用和用戶體驗. 車企和電池企業代表表示雖然雙方看起來 '分工明確' , 但其實買賣並不一定要 '兩清' . 車企在用戶使用過程中採集數據, 反映用戶體驗和問題, 電池企業作為參考可以更好地提高電池的性能和安全性. 浙江電咖汽車科技有限公司董事長張海亮建議, 整車企業需要拋開整車廠與供應商之間的傳統供求關係, 與供應商成為密切配合的合作夥伴關係, 共同推動電池技術的迭代與進化.
北京汽車集團有限公司總經理張夕勇表示, 動力電池技術發展直接影響整車企業成本的波動情況和控制能力, 整車與零部件雙方是相互依存, 共同進步的關係, 必須要站在產業發展的高度, 秉持開放, 合作的心態, 共同應對挑戰, 走出一條適應新能源汽車產業新生態的新路子.
