2020年一月十日-一月十二日，我國電動汽車百人會論壇(2020)在北京釣魚臺國賓館正式拉開帷幕，天津力神電池股份有限公司常務(wù)執(zhí)行副總裁王念舉出席了論壇，并作了主題為動力鋰電池安全技術(shù)研究與市場化的演講，以下為發(fā)言實錄：

尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，各位新能源行業(yè)的同仁，大家上午好！我叫王念舉，來自天津力神電池股份有限公司。很高興有機會跟大家一起分享一下我們對動力鋰電池安全一些理解。由于時間有限，只能從概念方面去講一下，假如有興趣，我們可以會下再交流。

我的報告分四部分：第一，動力鋰電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及安全性問題；第二，動力鋰電池系統(tǒng)安全性技術(shù)研究現(xiàn)狀；第三，動力鋰電池系統(tǒng)安全性技術(shù)市場化發(fā)展需求；第四，應(yīng)用與總結(jié)。

都在講汽車，特別是智能化汽車，是人類歷史上最后一個移動終端。當(dāng)然，假如有一天我們能離開地球，那是另外一個事情，我估計至少在座的各位享受不到。在宇宙飛船上或許非常精彩，但是也可能很枯燥的生活，我們就不用過多擔(dān)心了。至少目前可以達(dá)成一點，未來汽車向電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化發(fā)展。剛才說電池的安全，新能源汽車的安全，不是痛點，應(yīng)該說叫死穴；剩下的包括長續(xù)航里程，當(dāng)然我們行業(yè)里專家很多都在說代步工具，200公里以內(nèi)就夠了，實際上消費者是不接受這個概念的。因此長續(xù)航里程是痛點，充電要快捷，還要滿足全天候的使用，不能說在北方天氣冷的地方不能用，只是在某一些地方可以應(yīng)用，這肯定是有問題，這樣的話對電力電池技術(shù)的要求，高安全、高比能量、快速充電，包括寬溫度范圍。

都在講現(xiàn)在的電動汽車相當(dāng)于2000年以前的手機，我把電動汽車電池的系統(tǒng)比作2007年手機電池，2007年蘋果公布了第一款智能手機，作為蘋果的手機電池的供應(yīng)商，我們有非常深刻的理解，有深刻的認(rèn)識。當(dāng)時正常的手機電池，3美金就算很高了，但是他們的電池要8美金、9美金。在電池管理系統(tǒng)上來講，他們做了好多工作，當(dāng)然目前成本是降下來了。關(guān)于電芯來講，相當(dāng)于2012年左右的手機電池的電芯。

2012年大家還在拼命的想提高續(xù)航，拼命在提高能量密度，把隔膜降得非常薄，甚至從9μ往7μ降，再往5μ降。目前來看，我們動力鋰電池用了10年的時間，相當(dāng)于手機電池走過了30年的時間，我相信動力鋰電池從能量密度來講，很快達(dá)到技術(shù)上的天花板。很多人說固態(tài)電池，鋰空氣電池，還有半固態(tài)電池，包括跟索尼，跟同行競爭，我們知道半固態(tài)競爭沒有戲。我認(rèn)為未來一段時間內(nèi)，會有一些鋰離子電池提升，但是質(zhì)的改變是不太可能的，并且我相信從能量密度來講，應(yīng)該很快會達(dá)到天花板。

從這幾點來看，安全假如處理不好，給我們新能源行業(yè)造成災(zāi)難性的后果，我們一直講提高能量密度，剛才我也說了，從環(huán)保，從各方面來講，雖然說不要那么高的續(xù)航里程，但是從消費者角度來講，追求能量密度，追求續(xù)航里程還是不變的要求，提高能量密度是我們的宿命，也是這個行業(yè)之所以難的一個重要原因。特別是新能源汽車，目前我們的能量密度已經(jīng)非常高了，相當(dāng)于2012年、2013年的手機電池。最大的一個問題是什么？為了追求成本，把電池的單體也做得非常大，甚至三元材料做到200安時左右，假如一旦失控，電池包會燒車。我們能做的只能是怎么去預(yù)防，怎么去減緩這個過程，給消費者供應(yīng)一些時間。

隨著近年來三元電池裝機量新增，目前的乘用車裝機量三鉅大鋰電元的應(yīng)該是80%以上，隨著能量密度提升，我們可以看出來，安全性，2019年各種媒體的報告已經(jīng)有90多起，實際上比這個數(shù)還要高得多，剛才黃主任也說了，具體多少，誰也沒有辦法去統(tǒng)計。三元正極材料占比持續(xù)新增，動力鋰電池的安全形勢非常嚴(yán)峻。

動力鋰電池，或者新能源車，一旦失控危害非常大，傳統(tǒng)車一年有3萬起著火，幾百起的新能源車就引起這么大的反映，重要是這個原因造成的。從我們的理解，各種場景都有可能產(chǎn)生熱失控，經(jīng)過統(tǒng)計，靜置，充電，行使過程中，大概占30%左右，剩下的10%是在碰撞，進(jìn)鋰離子電池水造成的。因此，如何保障動力電動汽車在全生命周期不同場景下的安全性研究，這是我們面對的首要問題。

從系統(tǒng)設(shè)計來講，我們講有六大關(guān)鍵技術(shù)，包括BMS控制技術(shù)、熱管理技術(shù)、仿真分析以及測試驗證的技術(shù)、輕量化技術(shù)、快充技術(shù)、還有熱安全技術(shù)。影響熱安全的重要是四點，機電熱化，機是機械設(shè)計，電是電子電氣的安全設(shè)計，熱是分布不均勻，剛開始一致性還行，隨著電池內(nèi)部的不均勻，越來越加大，到最后跟化學(xué)都是直接相關(guān)的。剛才王芳博士包括底盤撞擊，車撞擊完了，可能沒有什么事情，消費者還可以開，但是過一天，或者半天之后著了，在撞擊過程中已經(jīng)擠到隔膜，造成了一些損害，但是當(dāng)時看不到，因此影響電池重要的是機電熱化這四部分。因此，我們做系統(tǒng)研究的時候，要針對機電熱化多維度、多層次的熱安全解決方案。

從動力鋰電池系統(tǒng)熱的安全技術(shù)上講，雖然撞擊，電氣，比如高壓、低壓、快充，這樣造成的都可能轉(zhuǎn)化到化學(xué)反應(yīng)，造成新能源內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。因此，電池的熱安全技術(shù)是非常非常關(guān)鍵的，重要集中在電芯。我們都知道燃燒的三要素，剛才黃主任也講了，氧氣、熱量、燃燒物，我們可以看一下，這是一個針刺，假如說在這個過程中隔絕空氣，隔絕氧氣，對預(yù)防，或者是防止劇烈的熱失控還是有非常大的好處。當(dāng)然其他的這些，要完全避免，關(guān)于電芯來講失效是客觀存在的，只是概率大小的問題。因此，我們可以做的只能是在這個過程中通過多元參量耦合探測技術(shù)，SOH，SOE，SOF，包括內(nèi)阻的變化，去探測它。我們提前10分鐘、20分鐘，可以給洗車有非常明確的一個反饋信號，這樣就可以避免，當(dāng)然了一旦熱失控，就沒有別的辦法，只能主動或者被動的去進(jìn)行消防，去進(jìn)行撲滅。

從電子電氣系統(tǒng)的安全設(shè)計來講，我們基于ISO26262的標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選BMS，優(yōu)選ASIL-C/D安全芯片，硬件層面上采用適度的冗余設(shè)計，建立故障容錯機制，在軟件層面，采用AUTOSAR軟件架構(gòu)，根據(jù)安全需求分解，制定全方位的安全診斷機制，采用多極故障報警處理恢復(fù)機制。

這是我們的路線圖，從電子電氣系統(tǒng)安全的特性來講，2020年我們側(cè)重于電芯安全以及高壓安全故障診斷，BMS系統(tǒng)功能安全ASIL-C/D（乘用車選C級），SOC/SOP全生命周期寬溫度范圍估算精度提升（原先是10%、后來是5%、今年我們要達(dá)到3%）。2021年是側(cè)重于電芯安全及高壓安全故障管理及預(yù)測，智能能量管理、維護(hù)保養(yǎng)、預(yù)約管理，車聯(lián)網(wǎng)智能駕駛應(yīng)用，電池壽命周期耐久性管理。到2023年側(cè)重BMS及整車控制器的高度集成管理，BMS系統(tǒng)信息安全，云平臺大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)修正，新型電池智能管理。

這是綜合動力鋰電池系統(tǒng)機-電-熱-化安全性設(shè)計，這四個關(guān)鍵的符合特征參數(shù)，SOC，SOH，SOE內(nèi)阻特征，建立動力鋰電池安全，研究嚴(yán)重性變化趨勢以及影響因素。

動力鋰電池系統(tǒng)安全，安全性標(biāo)準(zhǔn)目前國家有關(guān)單位，有關(guān)部門，也都在制訂，系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，涵蓋了動力鋰電池的單體，電池系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)鋰離子電池廠家，以及關(guān)鍵組件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，整體來講還是要側(cè)重于全生命周期的安全，特別是人身安全是最關(guān)鍵的，所有的標(biāo)準(zhǔn)制訂要以這個為基礎(chǔ)。

從動力鋰電池系統(tǒng)安全性能的市場化推廣應(yīng)用來講，建議從新能源車，整車需求側(cè)，動力鋰電池供應(yīng)側(cè)分別進(jìn)行，形成基于整車一體化的面向設(shè)計安全，制造安全，應(yīng)用安全，維護(hù)安全，以及回收利用，或者說報廢安全的完整安全性的設(shè)計鏈。

應(yīng)用與總結(jié)。2018年到目前，總共乘用車是11萬套，高鎳材料圓柱型21700是3萬多套，到目前為止是零失效。方型三元電池裝機輛38550輛，到目前為止也沒有熱失控的事情發(fā)生。當(dāng)然，安全改善是一個持續(xù)過程，剛才講了從正向安全設(shè)計的同時，反向分析也非常關(guān)鍵，特別是不同使用程度的電池，推移電池安全性的差異，從材料分析，從結(jié)構(gòu)與電路的分析進(jìn)行持續(xù)改善。

我的分享就到這里，謝謝大家！

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