編者按:多起自燃事件的發(fā)生,使得行業(yè)開始審視自燃事件背后的技術(shù)和質(zhì)量問題。電池?zé)崾Э匾l(fā)自燃,“現(xiàn)在的電動(dòng)車為追求高能量密度高續(xù)航,將電池中的隔膜厚度進(jìn)行削減,給電池安全造成了一定的安全隱患,很容易造成熱失控。
2018年,新能源汽車迎來又一輪爆發(fā)式增長。據(jù)中汽協(xié)官方數(shù)據(jù)顯示,2018年新能源汽車?yán)塾?jì)銷量破百萬輛,同比增長達(dá)83%。但與此同時(shí),高增長的背后也暴露著不小的安全問題。
2018年8月25日,成都一輛威馬EX5在威馬汽車研究院園區(qū)內(nèi)發(fā)生自燃;8月26日,安徽銅陵一輛安凱電動(dòng)客車在路邊起火;8月28日,一輛正在充電的廂式電動(dòng)車起火;8月31日,廣州街頭一輛力帆650EV起火;9月1日,長春街頭一輛特斯拉疑似起火; 10月10日,北京海淀區(qū)一輛長安奔奔EV起火……據(jù)新京報(bào)記者不完全統(tǒng)計(jì),僅2018年年內(nèi),新能源汽車的自燃事件發(fā)生多達(dá)30余起。
多起自燃事件的發(fā)生,使得行業(yè)開始審視自燃事件背后的技術(shù)和質(zhì)量問題。中國科學(xué)院院士歐陽明高在今年1月份舉辦的中國電動(dòng)汽車百人會(huì)上給出的原因是,電池?zé)崾Э匾l(fā)自燃,“現(xiàn)在的電動(dòng)車為追求高能量密度高續(xù)航,將電池中的隔膜厚度進(jìn)行削減,給電池安全造成了一定的安全隱患,很容易造成熱失控。除此之外,國家補(bǔ)貼政策的快速調(diào)整與動(dòng)力電池系統(tǒng)開發(fā)周期不協(xié)調(diào),導(dǎo)致產(chǎn)品無法得到充分驗(yàn)證,進(jìn)而產(chǎn)生安全隱患。”
因此,如何在新能源汽車快速發(fā)展、提升其電池密度和續(xù)航里程的同時(shí),保證電池和整車的安全性,成為當(dāng)下需要解決的關(guān)鍵問題。
熱失控成自燃主要誘因
目前,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,引發(fā)電池?zé)崾Э氐脑蛑饕菬彷椛?、電池?nèi)部短路、惡劣環(huán)境濫用等。
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院對(duì)2017年以來新能源汽車的起火事故分析統(tǒng)計(jì),充電場景是起火的高發(fā)場景,占比達(dá)50%。而起火事故的原因中,動(dòng)力電池自燃占比為31%,主要是由于鋰電池發(fā)生內(nèi)部或者外部短路后,短時(shí)間內(nèi)電池釋放出大量熱量,溫度急劇升高,導(dǎo)致熱失控。
據(jù)歐陽明高指出,由于動(dòng)力電池在工作的時(shí)候會(huì)發(fā)熱,其正常情況下可控,但是在電池溫度過高或充電電壓過高時(shí),電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)會(huì)接連發(fā)生,產(chǎn)生連鎖反應(yīng),使電池內(nèi)壓及溫度急劇上升,進(jìn)而引發(fā)電池?zé)崾Э?,因而引發(fā)燃燒或爆炸。
拋開外部的使用和環(huán)境問題的變化,發(fā)熱原因與本身的制造材料與工藝也息息相關(guān),電池使用時(shí)間過長、電池包溫度不均、短路等問題都可能導(dǎo)致熱失控。
“原因很多,但最主要是電池驗(yàn)證不足。”國家863電動(dòng)車重大專項(xiàng)動(dòng)力電池測試中心主任王子冬認(rèn)為,動(dòng)力電池組是非常復(fù)雜的能量系統(tǒng)。一個(gè)電池的安全和循環(huán)壽命,除了關(guān)乎電池自身產(chǎn)品質(zhì)量,更重要的就是安全管控。
新京報(bào)記者向新能源汽車測試工程師了解到,目前新能源汽車電池驗(yàn)證普遍面臨以下幾點(diǎn)問題,一是動(dòng)力電池驗(yàn)證時(shí)間短;二是驗(yàn)證手段不完善;三是過程執(zhí)行不規(guī)范。
這位工程師解釋稱,由于現(xiàn)在廠家都跟著政策走,為了縮短測試周期,讓新車盡快上市,對(duì)于動(dòng)力電池的細(xì)節(jié)方面驗(yàn)證的并不全面,而且行業(yè)內(nèi)很多企業(yè)可能都沒有實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池驗(yàn)證的相應(yīng)技術(shù)手段和能力。歸根結(jié)底就是,廠家追求高續(xù)航,在動(dòng)力電池使用上追求高密度,沒有按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,如果產(chǎn)品質(zhì)量過硬,不會(huì)出現(xiàn)這么多的自燃問題。
電池高能量密度與安全的平衡戰(zhàn)
事實(shí)上,賓夕法尼亞州立大學(xué)電化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)中心主任王朝陽曾舉過一個(gè)生動(dòng)的例子:我們做電池的科學(xué)家跟工程師,每天是在玩折中的游戲。這里的折中,指的就是高能量密度與電池安全的折中。
在如今新能源汽車的火熱發(fā)展之下,高能量密度的動(dòng)力電池帶來的高續(xù)航,成為車企爭相追逐的目標(biāo)。但不同的是,一些車企選擇在技術(shù)研究上投入,通過技術(shù)研發(fā)實(shí)現(xiàn)高續(xù)航與車輛安全的平衡,也有一些企業(yè)選擇簡化這一流程。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士爆料稱,由于國家政策將動(dòng)力電池高密度與補(bǔ)貼掛鉤,行業(yè)內(nèi)存在一些企業(yè)為了拿補(bǔ)貼,在技術(shù)尚不完全成熟且缺乏嚴(yán)格驗(yàn)證的情況下,匆忙上馬高能量密度電池項(xiàng)目。由于這些電池開發(fā)時(shí)間短,尚不成熟,加之不斷縮短和簡化的驗(yàn)證試驗(yàn)環(huán)節(jié),各類產(chǎn)品問題隨之而來。
目前動(dòng)力電池存在的最主要問題是,隨著能量密度的提高,熱失控幾率呈上升趨勢(shì)。因此,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,從電池形態(tài)和材料來看,動(dòng)力電池發(fā)展路線將會(huì)從正極減鈷到無鈷、負(fù)極加硅、電解質(zhì)減有機(jī)溶劑,逐步向全固態(tài)的方向發(fā)展。據(jù)歐陽明高分析,目前全固態(tài)電解質(zhì)還有很多技術(shù)瓶頸需要克服,大規(guī)模商業(yè)化估計(jì)在2025-2030年左右。
他認(rèn)為,將補(bǔ)貼和動(dòng)力電池能量密度掛鉤沒有問題,但要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律,對(duì)能量密度的提升不宜過快過頻,新能源汽車發(fā)展的節(jié)奏一定要穩(wěn)。
業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為,未來隨著今年年內(nèi)補(bǔ)貼退坡,國家逐步取消對(duì)續(xù)駛里程、能量密度等細(xì)節(jié)要求之后,技術(shù)的決策權(quán)將回到企業(yè),市場對(duì)于產(chǎn)品的選擇也會(huì)更加苛刻,沒有技術(shù)含量、達(dá)不到安全標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè),面臨的將是淘汰風(fēng)險(xiǎn)。
專家建議規(guī)范維護(hù)保養(yǎng)電池
對(duì)于目前新能源汽車屢次出現(xiàn)的自燃問題,已經(jīng)引起了行業(yè)內(nèi)的廣泛重視。
有相關(guān)專家指出,過去幾年尤其是在電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用初期,很多廠商都向消費(fèi)者灌輸了電動(dòng)汽車不需要維護(hù)保養(yǎng)的理念,其實(shí)這是一個(gè)很大的認(rèn)識(shí)誤區(qū),電動(dòng)汽車尤其是電池也需要定期保養(yǎng)。
今年1月10日,中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、中國電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布《電動(dòng)汽車安全指南》建議,電動(dòng)汽車應(yīng)定期在售后服務(wù)中心檢查,建議保養(yǎng)周期為每5000公里或半年。定期保養(yǎng)的內(nèi)容應(yīng)包含均衡充電、氣密性檢測、絕緣性能檢測、外觀檢查等。
王子冬也在發(fā)布會(huì)上表示:“為了安全性和可靠性,電動(dòng)汽車需要定期檢查和保養(yǎng)。但之前的動(dòng)力電池系統(tǒng)很少考慮系統(tǒng)的可維修性,讓用戶在對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)無從下手。所以,電池系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)維護(hù)保養(yǎng)接口。”
但與此同時(shí),由于新能源汽車發(fā)展的時(shí)間尚短,其全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)范化程度并不高,仍需時(shí)間培養(yǎng)。一位在北汽新能源從業(yè)多年的工程師3月11日對(duì)新京報(bào)記者表示,動(dòng)力電池安全問題的發(fā)生,也與目前技術(shù)還未達(dá)到非常成熟階段有關(guān),傳統(tǒng)燃油車也經(jīng)歷了這樣的發(fā)展階段,因此新能源汽車的技術(shù)也需要時(shí)間來磨合沉淀。
但可以確定的是,在國家環(huán)保和居民出行等多方面的要求之下,新能源汽車仍將保持快速增長的步伐,保有量也將形成一定規(guī)模,因此新能源汽車的安全問題絕不容忽視。歐陽明高表示,安全是今后純電動(dòng)汽車競爭的主戰(zhàn)場,安全也是電動(dòng)汽車可持續(xù)發(fā)展的生命線。
原標(biāo)題:新能源汽車自燃問題頻發(fā),電池?zé)崾Э厥侵饕T因