钜大LARGE | 点击量:1013次 | 2019年04月10日
通过技术进步,强化电池管理系统的保护功能
3月25日晚,深圳龙华区某电动大巴车停放区起大火,现场火光冲天,浓烟滚滚。3月26日凌晨,广州市天河区汇景新城小区地下车库,一辆特斯拉ModelS发生自燃,车辆受损严重,现场一片狼藉。所幸两起事故没有造成人员伤亡。夏季来临,是否意味着自燃、起火事故又要增多?行业企业是否又要开始胆战心惊,煎熬度日?!
3月26日,财政部等四部门联合印发《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,2019年新能源汽车补贴政策正式出炉。各大媒体在轮番解读分析新的补贴标准,其实新的补贴标准与此前大家预期的基本一致,2019年大幅退坡,2020年完全退出。
然而,在解读政策时,大家都把重点放在了补贴标准上,有一个重点却被大家忽视了,那就是“安全”,《通知》正文部分,共出现六次“安全”字样。
《通知》的第一条“优化技术指标,坚持“扶优扶强””,按照技术上先进、质量上可靠、安全上有保障的原则,适当提高技术指标门槛,保持技术指标上限基本不变,重点支持技术水平高的优质产品,同时鼓励企业注重安全性、一致性。主要是:稳步提高新能源汽车动力电池系统能量密度门槛要求,适度提高新能源汽车整车能耗要求,提高纯电动乘用车续驶里程门槛要求。
《通知》的第五条再次强调“强化质量监管,确保车辆安全”,进一步加强安全性和一致性监管,由行业主管部门加快建立产品安全监控和“一致性”抽检常态机制。对由于产品质量引发重大安全事故,或经有关部门认定存在重大质量缺陷的车型,暂停或取消推荐车型目录,并相应暂缓或取消财政补贴。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
“技术上先进、质量上可靠、安全上有保障”,“强化质量监管,确保车辆安全”,再次从国家政策层面,对新能源汽车安全提出了更高的要求,显示出国家对新能源汽车安全问题的高度重视。
2018年9月,国家工信部就发布《关于开展新能源乘用车、载货汽车安全隐患专项排查工作的通知》,重点对新能源乘用车、载货汽车产品开展安全隐患排查工作。同时“启动车辆安全预警及重大安全事故调查机制”,新能源乘用车、新能源货车发生起火、燃烧等安全事故,未造成人员伤亡的,生产企业应在12小时内(如造成人员死亡或重大社会影响的,应在6小时内)主动上报地方政府新能源汽车工作联席会议牵头部门和工业和信息化部装备工业发展中心,并及时展开事故调查,调查结果留存备查;装备工业发展中心将根据事故的严重程度,联合相关单位成立事故调查组,与企业共同开展事故调查,并将调查结果上报工业和信息化部进行处理。
2019年1月10日,中汽协、中国汽车动力电池产业创新联盟、中国电动汽车充电基础设施促进联盟联合组织行业编制的《电动汽车安全指南》正式发布。指南系统研究梳理从设计、供应链管理、生产、售后、运维控制等过程的安全性风险,形成安全管理保障体系。
自2018年以来,国内已经发生多起电动汽车起火事故,事故范围涉及到乘用车、客车、物流车等不同车型,引发舆论担忧,不少人质疑新能源汽车当前的技术路线过于追求三元锂电池高密度,忽略了其低安全特性。从理论上讲,能量密度越高,安全性越差,高能量密度电池面临的安全技术要求肯定更高。虽然电池安全性问题与过度追求能量密度有比较强的关联性,但电动汽车安全问题不一定由电池引起,也有可能是电机、电控、整车设计等方面出了问题。即便是电池问题,也不一定就是能量密度高所致,电池一致性不够也可能是原因。分析这些安全事故产生的原因,的确相当部分与三元锂电池热失控有关。但问题的关键在于,有的企业为了保证供应量,在设计、制造、验证、使用过程中没有严格遵守相关技术标准和规范,忽视了对质量的基本要求。
某证券分析师认为,新能源乘用车追求高能量密度长期趋势不会改变。一方面是市场驱动,消费者希望车辆有更高的续航能力;另一方面,乘用车装载电池空间有限,如果电池能量密度较低,装载电池过多会导致后备箱空间缩减或者后排座椅突出。随着高镍三元材料成为研发重点,如何在高能量密度和提高安全性间取得平衡,成为当前业内亟待解决的一大难题。各家企业则基于自身所处的产业链环节纷纷提出解决方案。
深圳某大型电池厂商研发负责人指出:“提高安全性主要是从三个层级来做,包括单体电芯、模组设计和电池包的结构设计来提高整体安全性。单体电芯方面,可以通过在电解液中加入添加剂降低其易燃性,提高隔膜耐温性,或者提高正极材料稳定性等方式来改进;模组设计方面,通过加强温控设计、BMS充电管理或者改变单体连接方式提高安全性;车辆层面,可以通过电池的位置摆放以更好地散热。安全问题非常重要,各个层级都有方案在做。”
浙江某材料研究院院长指出,电芯企业在平衡能量密度和安全方面做了许多努力。另一条提高安全性的途径在PACK系统层面,通过新材料应用提高安全性能,可能比单纯提高电芯安全性更有效率。站在pack领域的角度,合肥华霆动力表示,高镍电池体系趋势下,安全的防范愈加重要,这对于pack层级的设计和制造提出更高的要求,要求产品从设计到生产制造,都要进行体系化的设计和测试验证。现在已经步入春夏时节,在高温环境下,电动汽车如果电池内部温度升高或者单体电池之间温度不均匀,以及充电过度引起的电池发热,都有可能影响电池性能及续航,甚至造成安全隐患。华霆动力率先研发推出适用于高镍电芯的液冷系统(与TESLA技术同源),独立液冷循环,实现电池包快速加热和冷却,并可在电池故障条件下自动启动,迅速降低电池温度,使得工作温度控制在10-35摄氏度之间,提高了电池系统循环寿命以及整车的续航里程。
事实上,相较于传统燃油车起火事故发生率而言,新能源汽车起火率较低。但消费者对新能源汽车起火事故关注度和顾虑却更高。安全是新能源汽车产业发展之本。没有安全,我国新能源汽车产业发展就没有未来!随着新能源汽车产销和保有量快速增长,电动汽车正从初创期进入到稳步上量阶段。越是在这个时候,越要坚守“安全第一”的底线思维,否则就会为产业健康发展埋下隐患。当然,除了严格管控产品质量,还要明白,新能源汽车安全问题的根本解决,需要依靠技术进步和创新突破。就锂离子动力电池而言,高比能是全世界范围的发展方向和趋势,不能因为有安全问题就不发展高比能量电池,关键是要能通过技术创新,把握高比能量与安全性之间的平衡点。同时,在现有电池技术上,不仅要加强电池本身的安全性,还要通过技术进步,强化电池管理系统的保护功能。此外,政府和企业还要加强前瞻性的科学研究,要在资金、技术和时间上长期投入,用于安全性更强的新一代电池电池研发,通过更新迭代产品,确保新能源汽车使用安全,为我国新能源汽车产业高质量发展赋能。