鉅大LARGE | 點擊量:881次 | 2020年06月12日
燃燒事故頻發(fā)?究竟什么樣的電池才安全?
又到了電動汽車自燃季?
不完全統(tǒng)計,僅4-五月全國各地已經(jīng)被曝光的電動汽車自燃起火事件就高達8起。這里面有長達3年的舊車,也有剛提不久的新車有新造車公司,也有傳統(tǒng)車企,有低端車型,更加有高端車和熱銷車型。
其中在統(tǒng)計的8起事故中,有2輛車處于駕駛狀態(tài),有2輛車處于充電狀態(tài),有3輛車處于靜止狀態(tài),有1輛車遭受碰撞。
持續(xù)發(fā)生的自燃起火事件,再次考驗著人們對電動汽車安全性的信任感。
而就在幾天前,由工信部組織制定,國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會公布了有關電動汽車的三項強制性的國家標準,分別是:GB18384-2020《電動汽車安全要求》、GB38032-2020《電動客車安全要求》和GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,將于2021年一月一日起開始執(zhí)行。
重要規(guī)定了電動汽車的電氣安全和功能安全要求,強化了整車防水、絕緣電阻及監(jiān)控要求,以降低車輛在正常使用、涉水等情況下的安全風險。
當然,電動汽車的自燃也不一定就與電池有關,也有可能是高壓電路故障、配件老化磨損等都有關系。因此在上述國家強制標準中都有一一體現(xiàn)。
而電動汽車所裝載的動力鋰電池系統(tǒng)是重中之重,這次強制性標準中,特別新增了電池系統(tǒng)熱事件報警信號要求,同時要求電池單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸。
目的就是為了給司機和乘客預留逃生時間。
在此之前,國家對電動汽車和動力鋰電池安全性強制標準一直存在,電池公司會在電池組生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)包括電芯、BMS、PACK等多層級的防護,也會通過主動和被動策略來降低電池熱失控的風險。
但電動汽車還是照燒不誤。
這次的5分鐘是首次做出時間量化,要求電池管理系統(tǒng)在識別單電芯熱失控信號后,通過主動或者被動策略,爭取在5分鐘之內(nèi)把熱失控控制在一定范圍內(nèi)。
消息一出,又一次引發(fā)三元和磷酸鐵鋰安全之爭。
大家普遍的認知是,三元電池尤其是高鎳電池能量密度高,但活性強穩(wěn)定性差,磷酸鐵鋰離子電池穩(wěn)定性好,可惜低溫性能差,能量密度也不高。
而5分鐘理論一出,似乎也讓高能量密度的高鎳三元電池面對質(zhì)疑。
但磷酸鐵鋰離子電池就一定安全嗎,大家一定還記得2018年間發(fā)生的電動汽車自燃事件一起接一起,有不少是裝載了磷酸鐵鋰離子電池的物流車和電動小車。
無論三元電池還是磷酸鐵鋰離子電池,安全性如何最終還是和公司技術實力和產(chǎn)品質(zhì)量有關。
目前動力鋰電池業(yè)界反饋的消息來看,從熱失控警報信號發(fā)出開始計算,現(xiàn)有主流的三元電池都能遠超5分鐘的標準。
注意,這里是主流。
現(xiàn)在市場上每家公司的電池技術不一,電池型號非常多,不同化學體系、電芯尺寸、電芯類型、容量和熱失控觸發(fā)方式,這使得每種電芯和電池系統(tǒng)在熱失控的過程存在很大差異。
并不是每一家公司都有能力筑起這5分鐘的生命墻。
既然以鋰離子電池的特性和現(xiàn)階段的技術水平,熱失控很難防止,那么可通過阻止起火和延緩的方式,預留逃生時間。
所以,無論你是磷酸鐵鋰還是高鎳三元,都必須筑起這幾分鐘的生命墻。
關于有技術水平實現(xiàn)的大公司來說,這相當于是一道安全合格證書,關于落后者來說,就是淘汰標準。
車企和消費市場對高續(xù)航里程和低電耗的追求很難停止。
從2019年開始,新能源汽車產(chǎn)品競爭升級,沖擊高端市場,高續(xù)航必不可少,也形成了續(xù)航里程的攀比風。例如2019年底就已經(jīng)有不少自主品牌紛紛殺入了600km續(xù)航市場,今年更是有無700km不足以稱霸的勢頭。
這種壓力轉嫁到動力鋰電池身上,就變成了對能量密度的追求。例如2019年開始,三元高鎳NCM811電池很快得到了高端車型的青睞。
從2020年純電動汽車型申報情況來看,有部分車型所搭載的三元電池系統(tǒng)能量密度最高達到了180Wh/kg甚至190Wh/kg的級別。
這種電池對安全控制的技術和設計、制造、模組、管理系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的技術不達標,就很容易埋下安全隱患。
這個時候能設下強制標準,也是另一種控制與警示。
當中小公司還在低端市場廝殺,大公司們預見了趨勢,走在了前列。
例如由特斯拉和寧德時代率先爆出無鈷電池,長城旗下的蜂巢能源剛剛也公布了無鈷電池,這屬于全新的電池材料配方和路線寧德時代的CTP電池組還有比亞迪的刀片電池,不在單純的從電池材料入手來提高能量密度,而是通過優(yōu)改變和優(yōu)化傳統(tǒng)電池模組的結構,提高電池組的體積利用率,為電池減負和減重,從而提升電池包的能量密度。
這些大部頭公司不僅能引領技術趨勢,能引導產(chǎn)業(yè)走向,更能引導消費市場對電池的認知,這一點就比較厲害了。
所以,現(xiàn)在電池市場最殘酷的事實不是市場集中度有多高的問題,而是中小公司玩不起的問題(這是題外話,后續(xù)再詳細聊)。
這里想說的是,現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)和市場關注的焦點不應該局限于三元和磷酸鐵鋰,也不是誰家的能量密度更高,而在于安全性可靠性。
在現(xiàn)階段,純電動乘用車采用磷酸鐵鋰離子電池的產(chǎn)品會逐步提升,但短時間內(nèi)重要還是在低端產(chǎn)品和低續(xù)航版本中應用。從2020年已公布的推薦目錄來看,采用磷酸鐵鋰離子電池的純電動乘用車占比已經(jīng)提升到了20%左右,這部分車續(xù)航重要在400km以下的A00級、A0級車型。
但在中高端車型中,磷酸鐵鋰離子電池要實現(xiàn)高續(xù)航還有難度。
一臺的純電動轎車尤其是目前市場比較主流的緊湊型轎車,要實現(xiàn)NEDC續(xù)航500-600km級別只能通過高能量密度的三元電池來實現(xiàn)小鵬P7一臺軸距將近3米的轎跑車型,用高鎳三元電池也只能裝下81度電,才能實現(xiàn)NEDC續(xù)航700km以上,比亞迪漢EV采用磷酸鐵鋰刀片電池,能實現(xiàn)的電量是77度電,續(xù)航也在605km水平。
因此,在高能量密度和安全可控之間,必須要找到一個平衡點。
電動汽車的安全性任重道遠,包括國家層面、公司層面上下游也一直在共同努力,期望能通過這類強制標準,技術門檻的設定,鼓勵少數(shù)領先的公司在新技術、安全等各個方面快速落地,為生命護航。