在2016年電車人聯(lián)合會“動力電池安全”系列專題研討會上，中國電子集團18研究所電池中心主任肖成偉、863電動汽車重大專項動力電池檢測中心主任王子冬、日高能源董事長董明、北汽集團新能源汽車管理部部長詹文章和北京海博思創(chuàng)科技有限公司董事長張劍輝等5位嘉賓分別從不同角度對動力電池安全問題進行了分享。

會議根據(jù)他們分享的內(nèi)容提煉出關(guān)于動力電池安全的10大核心問題：

1.電芯安全

2.成組安全

3.電池管理

4.設(shè)計安全

5.充電安全

6.使用安全

7.安全預(yù)警

8.日常維護

9.安全保護

10.安全等級劃分

隨后在深度研討環(huán)節(jié)，參會嘉賓共分6組，每組根據(jù)問題的重要性、急迫性和可操作性，從10個問題中挑選3個核心問題進行重點討論，并提出本組的解決思路，具體如下：

1.電芯安全的解決思路

C組：電芯、電池模塊標準化

通過標準化可以改善幾個方面：

(1)設(shè)計方面，把電芯的設(shè)計問題集中暴露，集中處理;

(2)生產(chǎn)設(shè)備方面，設(shè)備的標準化程度也會相應(yīng)高一些，設(shè)備企業(yè)產(chǎn)品迭代會更快;

(3)持續(xù)改進和經(jīng)驗推廣，通過標準化，可以把優(yōu)秀的設(shè)備配套商和零配件配套商的經(jīng)驗向行業(yè)推廣，這樣整體提高了電池行業(yè)的安全技術(shù)水平。

D組：電芯的標準化

電芯的標準化可以降低低層次勞動的重復(fù)。電芯標準化本身對電芯的安全性能有很大的提升，更多廠商做同一個標準的電芯，電芯成本會下降，安全性會提高。從緊迫性和可實現(xiàn)性來看，是比較緊迫也比較容易實現(xiàn)的。

2.成組安全的解決思路

D組：熱管理設(shè)計對電池安全非常重要

成組安全方面，熱管理設(shè)計的好，熱量均衡，BMS雖然很小的電流均衡，但是可以把不同電池之前的溫度差導(dǎo)致的電壓差均衡起來，因為電池就是電化學里能斯特方程的溫度，正極是正相關(guān)，負極是負相關(guān)，電壓差是正極減負極的話是更大的，所以溫度對它的電壓影響是很大的。

當然焊接工藝也是很重要的一個方面，焊接工藝不一樣會導(dǎo)致內(nèi)阻的不均衡上升，所以從這幾個維度來提高它的成組安全。

F組：PACK的電管理、熱管理

安全性問題最終要歸結(jié)為電池模塊，運用系統(tǒng)論的方法來考慮電芯和PACK的安全問題，BMS要對每個電芯做精確的檢測、管控和預(yù)警。

同時也不能因為只考慮電池的安全問題，而忽略了它的壽命，我們既要保證電池的安全性，也要盡可能的提升電池的壽命。如果沒有好的壽命，就失去了利用鋰電池的理由。

3.電池管理的解決思路

C組：BMS安全策略

將電池系統(tǒng)分級并制定相應(yīng)的安全目標，根據(jù)目標制定測量、識別、處理的安全策略并進行驗證。如果行業(yè)集中精力做這方面的工作，能夠在短期內(nèi)提高電池安全水平。

F組：BMS對電芯檢測、管控、預(yù)警

我們應(yīng)該從根本上認為鋰電池本身是不安全的，對它進行有罪推論，它本身是不安全的能源裝置，需要在BMS管控的基礎(chǔ)上，外加熱失控、及時滅火機制和裝置，如一發(fā)現(xiàn)火情，馬上啟動滅火裝置滅火。

4.設(shè)計安全的解決思路

F組：體系設(shè)計科學、合理，生產(chǎn)過程控制

各種電池材料、電池結(jié)構(gòu)均有優(yōu)缺點，只是對安全性影響的程度不同而已，只要設(shè)計科學、制造精密，在一定程度上都可以制造出安全性可以接受的動力電池。

5.充電安全的解決思路

A組：充電設(shè)備上增加電池快速體檢功能

車輛充電完成80%-90%時做大電流檢測，通過直流內(nèi)存的變化找出電池組中不一致的地方，達到電池快速體檢的目的。

PACK在出廠前，都會做一個大電流的脈沖充電和放電，在充電的末端做一個大電流的脈沖充電，在放電的末端做一個大電流的脈沖放電，通過這個方法，把電池組合中不一致的地方找出來，可能是電芯的問題、可能連接有問題、也可能是數(shù)據(jù)線有問題，這些大電流脈沖會明顯的顯示出一些異常。

把這種方法應(yīng)用到用戶端，因為用戶端除了充電樁外沒有什么可檢測的手段。

D組：充電初期對電池進行電流脈沖檢測

對于不同電池的SOE、SOH充電的電流，在充電初期對它進行電流的脈沖檢測，發(fā)現(xiàn)不一致性，提前發(fā)出安全警報。因為在充電初期，電池PACK是常溫的，充電末端的時候電池PACK的溫度可能已經(jīng)上升了10°或者15°，導(dǎo)致電池的電壓不均衡，所以在均衡的時候檢測它的不一致性可能誤差更小。

另外，對BMS進行實時診斷、檢測，對車、充電樁、電網(wǎng)這三方進行協(xié)調(diào)，充分保障充電安全。

6.使用安全的解決思路

E組：在單體熱失控狀態(tài)下如何保證人員安全

(1)延緩熱失控方面，有一些成熟的設(shè)計方法：

采用防火材料，在防火結(jié)構(gòu)上做防火隔熱處理，如特斯拉的設(shè)計里可以看到，確實在一定程度上能夠延緩熱失控的過程，延緩單體熱失控到整組熱失控的過程。

(2)增加人員逃生時間方面，主動做些檢測：

煙霧的檢測、化學成分的檢測、熱的檢測等，通過檢測發(fā)現(xiàn)早期單體熱失控，并給駕駛員和乘客發(fā)出警報，提醒人員逃生。

(3)做限制處理：

不能讓駕駛員按照常規(guī)的功率去使用，通過限功率的模式，讓車子有一定的動力，但動力很弱，可以靠邊停車做處理。

(4)增加滅火設(shè)備：

目前電動客車國標正在推動增加滅火裝置，增加滅火裝置可能有好處也有壞處，因為現(xiàn)在電池箱的設(shè)計都會增加防爆閥，如果噴射大量氣體或者氣凝膠出來，它會導(dǎo)致內(nèi)部壓力增大，可能把防爆閥沖破，會帶來另外一個問題。

如果誤檢測單體熱失控，把這些東西噴出來，可能會導(dǎo)致整組電池的報廢，如果噴出來的氣體、液體或半凝膠物質(zhì)對電池無危害會是比較好選擇，希望有這種材料能夠達到這種效果。

(5)整車設(shè)計：

在整車設(shè)計方面要增加安全逃生裝置，電動車和傳統(tǒng)車不一樣，電池作為電動車的唯一動力來源，在熱失控的情況下如果通過切斷動力的方式停電，車門有可能會打不開，所以在整車設(shè)計上如果能增加可以快速、方便打開的逃生門或者其他的逃生裝置也是個可行的選擇。

7.安全預(yù)警的解決思路

D組：BMS監(jiān)控，VCU響應(yīng)，大數(shù)據(jù)分析

汽車的VCU對出現(xiàn)的問題做響應(yīng)。車在出現(xiàn)安全問題時，可以讓司機靠邊停車，或者是做一些相應(yīng)的動作，并把VCU收集到的BMS信息上傳到云端進行大數(shù)據(jù)分析，VCU有個智能學習的過程，提高安全預(yù)警的可靠性。

8.日常維護的解決思路

B組：制定日常維護的流程及國家的相關(guān)法律規(guī)定是非常緊急和必要的

現(xiàn)在車輛很多問題都出在沒有日常維護的標準或沒有國家強制檢測的標準。傳統(tǒng)車都有強制檢測，電動車作為新生事物，相關(guān)的安全性、可靠性還沒有達到傳統(tǒng)車的級別，究竟每隔3個月，6個月，還是1年進行檢測，應(yīng)該檢測哪些項目(系統(tǒng)密封性、電器可靠性、連接可靠性等都需要檢測)，這都缺少相關(guān)的標準。

現(xiàn)在整車廠更多的賣點是電動車不用維護，但實際上這完全與安全的意識背道而馳，因此，國家應(yīng)該制定強制檢測的標準，整車廠也應(yīng)該有強制檢測的項目要求。

從可行性上來講，國家或行業(yè)制定相關(guān)的標準，整車廠制定檢測、維護的項目或手冊，執(zhí)行起來比較容易。

9.安全保護的解決思路

E組：過充、過熱、連接安全問題

(1)過充問題的解決

通過BMS、充電機、VCU保護，最簡單的是通過BMS來保護，如果BMS不起作用還可以通過充電機來保護，還可以通過整車VCU來介入。關(guān)于過充的問題，從技術(shù)上來解決的話是比較容易解決的，而且效果也比較明顯。

(2)過熱問題的解決

在充電過程中，由于電芯本體的過熱或者連接阻抗過大導(dǎo)致的過熱也會引起熱失控。關(guān)于過熱的問題主要從兩個方面來解決，一是減小電芯的密度、減小連接阻抗，這從本質(zhì)上去降低風險;第二個是加強散熱，我們希望在充電過程中能采取更有效的散熱措施，比如說通過加強風冷或液冷的措施，可以降低充電過程中熱失控的可能性，還有溫度采樣的問題，溫度采樣要準確，怎么樣有效可靠地采樣出溫度點，這可能要跟我們的熱仿真和實際測試結(jié)果做一下匹配。

(3)連接故障的解決

前段時間在上海發(fā)生了一起事故，飛線連接充電起火，還有在地下車庫充電起火的事故，其實都是跟充電連接的關(guān)系非常大。充電連接充電槍的插頭，還有普通車載充電機的插頭，如果長期使用，如果連接不可靠會過熱起火。目前在充電國標里已經(jīng)有要求了，在充電槍上會增加溫度傳感器，來采集充電過程中充電槍的溫度。

還有充電槍和插頭插座的壽命要經(jīng)過嚴格的計算和驗證，要能夠滿足整車的使用壽命要求。日常的檢查和維護，能夠判斷出來插頭插座的接觸是不是已經(jīng)降低到一個數(shù)字之下，如果已經(jīng)降低到安全數(shù)值之下，那么肯定要更換，通過這幾種方式解決充電連接問題。

10.安全級別劃分的解決思路

C組：產(chǎn)業(yè)鏈合作，整車廠和零配件企業(yè)建立專業(yè)化分工和協(xié)作體系

按照汽車行業(yè)的要求，從APQP、PPAP等環(huán)節(jié)按照汽車行業(yè)的要求實施，分工、職責明確，實現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期可監(jiān)控、可追溯，從合作模式改變方面來提高動力電池的安全水平。