鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：440次 | 2022年06月21日
整零同心發(fā)力不起火電池
安全是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。其中，保證動(dòng)力鋰電池的安全性是重中之重。
不久前，工業(yè)和信息化部、公安部、交通運(yùn)輸部、應(yīng)急管理部、市場(chǎng)監(jiān)管總局五部門聯(lián)合公布了《有關(guān)進(jìn)一步加強(qiáng)新能源汽車公司安全體系建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》），再次聚焦重點(diǎn)環(huán)節(jié)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展劃出"底線"。工信部就此強(qiáng)調(diào)，提高動(dòng)力鋰電池安全性是核心要素。
我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入市場(chǎng)化發(fā)展新階段，呈現(xiàn)出3個(gè)新趨勢(shì)：保持高速上升、市場(chǎng)滲透率持續(xù)提升、邁向高質(zhì)量發(fā)展。和此同時(shí)，外界對(duì)新能源汽車安全問(wèn)題的重視程度也不斷提高。記者了解到，目前無(wú)論是行業(yè)層面，還是整車公司，抑或是上游供應(yīng)商，都針對(duì)動(dòng)力鋰電池的安全問(wèn)題，做出積極具體的舉措。
01整車上量背景下安全風(fēng)險(xiǎn)備受關(guān)注
自燃、起火、燒車……時(shí)有發(fā)生的新能源汽車安全事故，牽動(dòng)著消費(fèi)者的神經(jīng)，以致一些人對(duì)動(dòng)力鋰電池形成了負(fù)面印象——易燃易爆炸。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
據(jù)報(bào)道，四月十八日，?？谑幸惠v電動(dòng)汽車在充電完成幾分鐘后突然冒煙起火。起火處位于底盤，燃燒中還伴隨著輪胎爆炸聲。根據(jù)今年以來(lái)的相關(guān)報(bào)道，這已是該款電動(dòng)汽車發(fā)生的第三次車輛起火事故。今年一月，某租賃公司的一輛該款電動(dòng)汽車在充電后10分鐘冒煙起火，未造成人員傷亡；今年二月，依舊在海南，一輛該款電動(dòng)汽車發(fā)生起火燃燒事故。通過(guò)上傳網(wǎng)絡(luò)社交平臺(tái)的視頻可見(jiàn)，涉事電動(dòng)汽車的前部動(dòng)力艙和底部動(dòng)力鋰電池竄出火焰。
除電動(dòng)汽車發(fā)生起火、自燃事故外，換電站也未能幸免。四月十九日，一家換電服務(wù)商位于北京的某場(chǎng)站發(fā)生了爆炸。據(jù)透露，造成爆炸的原因是換電站內(nèi)部的一塊動(dòng)力鋰電池自燃，涉事電池為電動(dòng)出租車所用，其電芯由頭部供應(yīng)商供應(yīng)，整個(gè)電池包由車企設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。
"今年電動(dòng)汽車發(fā)生起火的案例還少嗎？"我國(guó)汽車動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長(zhǎng)王子冬向記者感慨道，"鋰電池目前還存在諸多問(wèn)題，如今市場(chǎng)大規(guī)模上量，產(chǎn)品的安全問(wèn)題不容忽視。"一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國(guó)新能源汽車保有量達(dá)784萬(wàn)輛，全國(guó)范圍內(nèi)約發(fā)生3000起車輛火災(zāi)事故。其中，動(dòng)力鋰電池相關(guān)的安全事故占很大比重。工信部裝備工業(yè)一司副司長(zhǎng)郭守剛稱，正是由于新能源汽車保有量的快速提升，其產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)安全等方面的風(fēng)險(xiǎn)依然存在且逐步擴(kuò)大，因此，新能源汽車制造商在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中仍需健全完善質(zhì)量保障體系。
安全問(wèn)題無(wú)小事，動(dòng)力鋰電池的安全性可謂"牽一發(fā)而動(dòng)全身"。江西南昌的一位新能源車主在接受記者采訪時(shí)表示："現(xiàn)在購(gòu)買電動(dòng)汽車，最擔(dān)心的就是安全問(wèn)題。"
在新能源汽車行業(yè)"野蠻生長(zhǎng)"階段，對(duì)動(dòng)力鋰電池續(xù)駛里程和能量密度的盲目追求，曾為安全問(wèn)題埋下隱患。如今，當(dāng)新能源汽車市場(chǎng)邁入發(fā)展新階段，提升產(chǎn)品的安全性成為產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要一環(huán)。這種變化正悄無(wú)聲息地滲透到市場(chǎng)發(fā)展的方方面面。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
一位動(dòng)力鋰電池安全領(lǐng)域的工程師指出："以前，行業(yè)看重的是動(dòng)力鋰電池的續(xù)駛里程、能量密度。隨著PACK技術(shù)的升級(jí)、充電環(huán)境的改善、公共交通的發(fā)展和消費(fèi)市場(chǎng)的理性化，這兩項(xiàng)指標(biāo)逐漸讓位于成本和安全性。"
02解決電池?zé)崾Э貑?wèn)題成為關(guān)鍵
據(jù)了解，在沒(méi)有充電的前提下，電動(dòng)汽車在行進(jìn)中或停置狀態(tài)時(shí)燃燒，可能是熱管理故障或電池短路；充電后電池溫度升高，特別是過(guò)充也會(huì)導(dǎo)致BMS、熱管理失效。電池升溫導(dǎo)致的事故被稱作熱失控，其發(fā)生可能和BMS、熱管理、短路、浸水、碰撞等都有關(guān)系，具體緣由要具體分析。
"熱失控是動(dòng)力鋰電池安全問(wèn)題的最終表現(xiàn)，必須理順動(dòng)力鋰電池安全問(wèn)題和熱失控之間的邏輯關(guān)系。"王子冬在接受記者采訪時(shí)表示，行業(yè)須扎扎實(shí)實(shí)解決好鋰電池的安全問(wèn)題，不能盲目地制造"噱頭"。
據(jù)悉，行業(yè)解決動(dòng)力鋰電池的熱失控問(wèn)題，重要從單體電池的熱安全和熱設(shè)計(jì)、電池模塊的熱蔓延和熱管理，以及電池系統(tǒng)的熱管理和熱控制三方面入手。而針對(duì)三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，目前安全技術(shù)的發(fā)展重要也劃分為3個(gè)層面：一是電芯內(nèi)部材料體的調(diào)整，即鐵鋰材料體系的選擇、三元體系材料比例的變化，包括各種添加劑及電解液的改性等；二是電芯、模組、電池包等綜合安全設(shè)計(jì)，包括BMS和熱管理方面的設(shè)計(jì)；三是電池在整車上的應(yīng)用以及和充電方式相結(jié)合，如預(yù)留電池安全富余容量、電池充放電安全預(yù)警、電池防水和防碰撞安全設(shè)計(jì)、電池底盤一體化等。
今年一月一日起實(shí)行的電動(dòng)汽車強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，新增了電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電池包或系統(tǒng)在單個(gè)電池?zé)崾Э匾馃釘U(kuò)散、進(jìn)而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險(xiǎn)之前5分鐘，應(yīng)供應(yīng)一個(gè)熱事件報(bào)警信號(hào)。
在《指導(dǎo)意見(jiàn)》中，五部門從完善安全管理機(jī)制、保障產(chǎn)品質(zhì)量安全、提高監(jiān)測(cè)平臺(tái)效能等7個(gè)方面提出了22條具體措施。對(duì)提高動(dòng)力鋰電池安全水平提出的具體措施則包括：車企要積極和動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商開展設(shè)計(jì)協(xié)同，持續(xù)優(yōu)化整車和動(dòng)力鋰電池的安全性匹配及熱管理策略，明確動(dòng)力鋰電池使用安全邊界，提高動(dòng)力鋰電池在碰撞、振動(dòng)、擠壓、浸水、充放電異常等狀態(tài)下的安全防護(hù)能力，鼓勵(lì)公司研究應(yīng)用熱失控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)置和早期抑制及滅火措施。
03車企創(chuàng)新電池技術(shù)追求更安全
《指導(dǎo)意見(jiàn)》進(jìn)一步壓實(shí)了新能源汽車公司的主體責(zé)任。事實(shí)上，在致力于提升動(dòng)力鋰電池安全性能上，不少車企都在積極采取行動(dòng)。記者了解到，宇通客車、廣汽埃安、長(zhǎng)城汽車等車企，針對(duì)動(dòng)力鋰電池安全性提升實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新。
2021年三月，廣汽埃安公布了新一代動(dòng)力鋰電池安全技術(shù)——彈匣電池，在行業(yè)首次實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火。據(jù)介紹，基于"防止電芯內(nèi)短路，短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延"的設(shè)計(jì)思路，彈匣電池采用類似安全艙的設(shè)計(jì)，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延，當(dāng)檢測(cè)到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時(shí)，將自動(dòng)啟動(dòng)電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。彈匣電池將實(shí)現(xiàn)電芯耐熱溫度提升30％，電池包上殼體能耐溫1400℃以上，散熱面積提升40％、散熱效率提升30％，并能以24小時(shí)全覆蓋的全時(shí)巡邏模式對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
2021年六月，長(zhǎng)城汽車公布大禹電池，其命名寓意在于效仿"堵不如疏"的治水方法，融入了8項(xiàng)全新設(shè)計(jì)理念——熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻"設(shè)計(jì)，并布局?jǐn)?shù)十項(xiàng)核心技術(shù)專利，重要覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等領(lǐng)域。據(jù)悉，大禹電池將于2022年全面"登場(chǎng)"，作為下一代全新動(dòng)力鋰電池，配套長(zhǎng)城汽車旗下的新能源系列車型。
2021年八月，宇通動(dòng)力鋰電池公布了全世界首個(gè)批量應(yīng)用于新能源商用車的動(dòng)力鋰電池安全技術(shù)，從整車、系統(tǒng)、箱體、部件和監(jiān)控構(gòu)建五重防護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)安全級(jí)別、全氣候能力和路況適應(yīng)性三大提升。
2021年九月，嵐圖汽車在安全技術(shù)公布會(huì)上，推出了全球先發(fā)的自研電池系統(tǒng)技術(shù)，并在中汽中心實(shí)驗(yàn)室對(duì)應(yīng)用全新自研電池系統(tǒng)技術(shù)的嵐圖FREE純電版、增程版的電池，進(jìn)行擠壓、碰撞、高溫淋水等安全測(cè)試。為了生產(chǎn)出可靠性更強(qiáng)的動(dòng)力鋰電池，嵐圖汽車推出了獨(dú)創(chuàng)的三維隔熱墻系統(tǒng)技術(shù)、PACK五層安全防護(hù)方法以及嵐圖專屬云BMS。
可以看到，車企在電池?zé)崾Э財(cái)U(kuò)展試驗(yàn)中已積累了一定的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，推出的更安全電池，基本是依照"不起火、不爆炸"的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。除此之外，比亞迪、江淮汽車、吉利極氪等也都有相應(yīng)的電池安全技術(shù)進(jìn)展。
04將啟動(dòng)動(dòng)力鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)修訂
今年全國(guó)兩會(huì)期間，長(zhǎng)城汽車總裁王鳳英就我國(guó)汽車工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提出了三項(xiàng)議案建議，其中之一便是《有關(guān)推動(dòng)動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)應(yīng)用的建議》。她認(rèn)為，防止動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э?，提高?dòng)力鋰電池安全性能，迫在眉睫。
王鳳英稱："動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)是保障新能源汽車用戶生命安全的最后一道防線，亟需引起社會(huì)的廣泛認(rèn)知和快速推廣應(yīng)用。建議行業(yè)協(xié)會(huì)搭建平臺(tái)，引發(fā)社會(huì)各界以及行業(yè)的廣泛認(rèn)知，共同推動(dòng)動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)的應(yīng)用。"
據(jù)悉，行業(yè)在動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)推廣方面，依然存在一些不可回避的問(wèn)題，比如，缺少頂層規(guī)劃推動(dòng)、技術(shù)尚未納入政策法規(guī)體系、存量新能源汽車并未采用等。
記者還了解到，目前針對(duì)電池?zé)崾Э氐默F(xiàn)象，行業(yè)組織已在開展標(biāo)準(zhǔn)制定工作。三月十八日，工信部公布了《2022年汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》。在新能源汽車方面，工信部針對(duì)動(dòng)力蓄電池、燃料動(dòng)力鋰電池、充換電等細(xì)分領(lǐng)域，提出了多項(xiàng)工作要點(diǎn)。其中第一項(xiàng)便指出，要啟動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，進(jìn)一步提升動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э貓?bào)警和安全防護(hù)水平。
有行業(yè)人士提出，借著工信部專家組對(duì)動(dòng)力鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行升級(jí)的契機(jī)，應(yīng)考慮行業(yè)技術(shù)發(fā)展的階段和我國(guó)消費(fèi)者的剛性需求，建議將不熱擴(kuò)散技術(shù)納入新國(guó)標(biāo)。
新能源汽車公司安全體系的建設(shè)，離不開車企和動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商的協(xié)同發(fā)展，這正是《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出的思路。工信部裝備工業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，整車公司要向動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商提出明確的技術(shù)要求，在動(dòng)力鋰電池設(shè)計(jì)、熱管理策略、異常監(jiān)測(cè)等方面要開展深入合作。同時(shí)，整車公司、動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商要共同把控產(chǎn)品一致性，確保產(chǎn)品達(dá)到安全設(shè)計(jì)目標(biāo)。
我國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)王敬忠在接受記者采訪時(shí)也提到："動(dòng)力鋰電池的安全問(wèn)題更多是在使用方面，假如使用不當(dāng)，就容易發(fā)生事故，對(duì)用戶的培訓(xùn)重要體現(xiàn)為車企的責(zé)任。此外，車企在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)充分考慮到動(dòng)力鋰電池的散熱、碰撞等情況，這樣才能使得安全性得到最大的保障。"
05"不起火"電池成為技術(shù)攻關(guān)方向
比亞迪總裁王傳福表示，安全是新能源汽車發(fā)展的基石，成本是必須要面對(duì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，當(dāng)續(xù)駛里程邁過(guò)一定門檻后，動(dòng)力鋰電池能量密度的重要性在降低，最重要的指標(biāo)可能會(huì)變成安全、成本和循環(huán)壽命。
CATL在2020年已量產(chǎn)無(wú)熱擴(kuò)散的8系電池，這項(xiàng)技術(shù)被稱為"不起火"電池。蔚來(lái)汽車推出的100kWh電池包，采用的是CATL鎳55三元鋰電芯和最新的CTP技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)"無(wú)熱蔓延"，即CATL此前宣布的"不起火電池"。CATL還將于2023年實(shí)現(xiàn)續(xù)駛1000km、擁有更高比能無(wú)熱擴(kuò)散電池技術(shù)的量產(chǎn)。瑞浦能源也推出了新一代磷酸鐵鋰電池。根據(jù)官方說(shuō)法，這種電池實(shí)現(xiàn)了不冒煙、不起火、不爆炸。此外，欣旺達(dá)也公布了"只冒煙、不起火"的電池系統(tǒng)解決方法。
全國(guó)乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)秘書長(zhǎng)崔東樹向記者強(qiáng)調(diào)，新能源汽車安全第一，這是毋庸置疑的?，F(xiàn)在整車配套磷酸鐵鋰電池的情況逐漸增多，安全性相比之前更加有保障。
隨著全行業(yè)對(duì)安全問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不斷深化，新能源汽車產(chǎn)品的安全水平顯著提升，安全總體形勢(shì)持續(xù)向好。不過(guò)，隨著保有量的快速上升、老舊車輛不斷增多，新能源汽車的產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)依然存在，部分公司質(zhì)量保障體系仍然有待健全完善。
王鳳英建議，國(guó)家層面進(jìn)行頂層規(guī)劃，推動(dòng)動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)的應(yīng)用，助推其成為新能源汽車出廠的必備配置；還要逐步對(duì)存量新能源汽車，標(biāo)配動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)。
針對(duì)存量新能源汽車，王鳳英建議建立有效機(jī)制，逐步對(duì)存量新能源車型標(biāo)配動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)：一方面對(duì)現(xiàn)有存量車型分批更換匹配熱失控防護(hù)技術(shù)的動(dòng)力鋰電池；另一方面，建立老舊新能源汽車退出機(jī)制，確保市面所有新能源車型均納入動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э胤雷o(hù)技術(shù)保護(hù)體系。
"過(guò)去，安全問(wèn)題是電池公司承擔(dān)的責(zé)任比較多，現(xiàn)在則是車企要承擔(dān)更多的責(zé)任。如今把責(zé)任主體明確后，其實(shí)是把關(guān)注的重點(diǎn)從電池轉(zhuǎn)到整車上。因此，車企要真正自己去做研究，把握好電池的性能。未來(lái)，整車公司更要做好車輛管理的基礎(chǔ)工作。"崔東樹稱。
