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通過技術進步,強化電池管理系統的保護功能

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年04月10日  

3月25日晚,深圳龍華區某電動大巴車停放區起大火,現場火光沖天,濃煙滾滾。3月26日凌晨,廣州市天河區匯景新城小區地下車庫,一輛特斯拉ModelS發生自燃,車輛受損嚴重,現場一片狼藉。所幸兩起事故沒有造成人員傷亡。夏季來臨,是否意味著自燃、起火事故又要增多?行業企業是否又要開始膽戰心驚,煎熬度日?!


3月26日,財政部等四部門聯合印發《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,2019年新能源汽車補貼政策正式出爐。各大媒體在輪番解讀分析新的補貼標準,其實新的補貼標準與此前大家預期的基本一致,2019年大幅退坡,2020年完全退出。


然而,在解讀政策時,大家都把重點放在了補貼標準上,有一個重點卻被大家忽視了,那就是“安全”,《通知》正文部分,共出現六次“安全”字樣。


《通知》的第一條“優化技術指標,堅持“扶優扶強””,按照技術上先進、質量上可靠、安全上有保障的原則,適當提高技術指標門檻,保持技術指標上限基本不變,重點支持技術水平高的優質產品,同時鼓勵企業注重安全性、一致性。主要是:穩步提高新能源汽車動力電池系統能量密度門檻要求,適度提高新能源汽車整車能耗要求,提高純電動乘用車續駛里程門檻要求。


《通知》的第五條再次強調“強化質量監管,確保車輛安全”,進一步加強安全性和一致性監管,由行業主管部門加快建立產品安全監控和“一致性”抽檢常態機制。對由于產品質量引發重大安全事故,或經有關部門認定存在重大質量缺陷的車型,暫停或取消推薦車型目錄,并相應暫緩或取消財政補貼。


“技術上先進、質量上可靠、安全上有保障”,“強化質量監管,確保車輛安全”,再次從國家政策層面,對新能源汽車安全提出了更高的要求,顯示出國家對新能源汽車安全問題的高度重視。


2018年9月,國家工信部就發布《關于開展新能源乘用車、載貨汽車安全隱患專項排查工作的通知》,重點對新能源乘用車、載貨汽車產品開展安全隱患排查工作。同時“啟動車輛安全預警及重大安全事故調查機制”,新能源乘用車、新能源貨車發生起火、燃燒等安全事故,未造成人員傷亡的,生產企業應在12小時內(如造成人員死亡或重大社會影響的,應在6小時內)主動上報地方政府新能源汽車工作聯席會議牽頭部門和工業和信息化部裝備工業發展中心,并及時展開事故調查,調查結果留存備查;裝備工業發展中心將根據事故的嚴重程度,聯合相關單位成立事故調查組,與企業共同開展事故調查,并將調查結果上報工業和信息化部進行處理。


2019年1月10日,中汽協、中國汽車動力電池產業創新聯盟、中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟聯合組織行業編制的《電動汽車安全指南》正式發布。指南系統研究梳理從設計、供應鏈管理、生產、售后、運維控制等過程的安全性風險,形成安全管理保障體系。


自2018年以來,國內已經發生多起電動汽車起火事故,事故范圍涉及到乘用車、客車、物流車等不同車型,引發輿論擔憂,不少人質疑新能源汽車當前的技術路線過于追求三元鋰電池高密度,忽略了其低安全特性。從理論上講,能量密度越高,安全性越差,高能量密度電池面臨的安全技術要求肯定更高。雖然電池安全性問題與過度追求能量密度有比較強的關聯性,但電動汽車安全問題不一定由電池引起,也有可能是電機、電控、整車設計等方面出了問題。即便是電池問題,也不一定就是能量密度高所致,電池一致性不夠也可能是原因。分析這些安全事故產生的原因,的確相當部分與三元鋰電池熱失控有關。但問題的關鍵在于,有的企業為了保證供應量,在設計、制造、驗證、使用過程中沒有嚴格遵守相關技術標準和規范,忽視了對質量的基本要求。


某證券分析師認為,新能源乘用車追求高能量密度長期趨勢不會改變。一方面是市場驅動,消費者希望車輛有更高的續航能力;另一方面,乘用車裝載電池空間有限,如果電池能量密度較低,裝載電池過多會導致后備箱空間縮減或者后排座椅突出。隨著高鎳三元材料成為研發重點,如何在高能量密度和提高安全性間取得平衡,成為當前業內亟待解決的一大難題。各家企業則基于自身所處的產業鏈環節紛紛提出解決方案。


深圳某大型電池廠商研發負責人指出:“提高安全性主要是從三個層級來做,包括單體電芯、模組設計和電池包的結構設計來提高整體安全性。單體電芯方面,可以通過在電解液中加入添加劑降低其易燃性,提高隔膜耐溫性,或者提高正極材料穩定性等方式來改進;模組設計方面,通過加強溫控設計、BMS充電管理或者改變單體連接方式提高安全性;車輛層面,可以通過電池的位置擺放以更好地散熱。安全問題非常重要,各個層級都有方案在做。”


浙江某材料研究院院長指出,電芯企業在平衡能量密度和安全方面做了許多努力。另一條提高安全性的途徑在PACK系統層面,通過新材料應用提高安全性能,可能比單純提高電芯安全性更有效率。站在pack領域的角度,合肥華霆動力表示,高鎳電池體系趨勢下,安全的防范愈加重要,這對于pack層級的設計和制造提出更高的要求,要求產品從設計到生產制造,都要進行體系化的設計和測試驗證。現在已經步入春夏時節,在高溫環境下,電動汽車如果電池內部溫度升高或者單體電池之間溫度不均勻,以及充電過度引起的電池發熱,都有可能影響電池性能及續航,甚至造成安全隱患。華霆動力率先研發推出適用于高鎳電芯的液冷系統(與TESLA技術同源),獨立液冷循環,實現電池包快速加熱和冷卻,并可在電池故障條件下自動啟動,迅速降低電池溫度,使得工作溫度控制在10-35攝氏度之間,提高了電池系統循環壽命以及整車的續航里程。


事實上,相較于傳統燃油車起火事故發生率而言,新能源汽車起火率較低。但消費者對新能源汽車起火事故關注度和顧慮卻更高。安全是新能源汽車產業發展之本。沒有安全,我國新能源汽車產業發展就沒有未來!隨著新能源汽車產銷和保有量快速增長,電動汽車正從初創期進入到穩步上量階段。越是在這個時候,越要堅守“安全第一”的底線思維,否則就會為產業健康發展埋下隱患。當然,除了嚴格管控產品質量,還要明白,新能源汽車安全問題的根本解決,需要依靠技術進步和創新突破。就鋰離子動力電池而言,高比能是全世界范圍的發展方向和趨勢,不能因為有安全問題就不發展高比能量電池,關鍵是要能通過技術創新,把握高比能量與安全性之間的平衡點。同時,在現有電池技術上,不僅要加強電池本身的安全性,還要通過技術進步,強化電池管理系統的保護功能。此外,政府和企業還要加強前瞻性的科學研究,要在資金、技術和時間上長期投入,用于安全性更強的新一代電池電池研發,通過更新迭代產品,確保新能源汽車使用安全,為我國新能源汽車產業高質量發展賦能。


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