新能源汽車(chē)“加粗”安全底線(xiàn)

劉藝

6月8日，工信部發(fā)布開(kāi)展新能源汽車(chē)安全隱患排查的通知，要求新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及動(dòng)力電池供應(yīng)商在今年10月底前完成對(duì)生產(chǎn)的新能源汽車(chē)的安全隱患排查工作。

安全問(wèn)題一直是新能源汽車(chē)備受關(guān)注的焦點(diǎn)。進(jìn)入5月以來(lái)，連續(xù)發(fā)生的數(shù)起新能源汽車(chē)自燃事件，再一次將市場(chǎng)的目光聚焦到新能源汽車(chē)的安全問(wèn)題上來(lái)。事實(shí)上，作為新能源汽車(chē)安全的核心，動(dòng)力電池的安全技術(shù)持續(xù)升級(jí)，并且已從單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全，不斷“加粗”新能源汽車(chē)的安全底線(xiàn)。

一、重點(diǎn)排查動(dòng)力電池

據(jù)了解，這次被業(yè)界稱(chēng)為“史上最嚴(yán)”的排查，重點(diǎn)是對(duì)已售車(chē)輛、庫(kù)存車(chē)輛的防水保護(hù)、高壓線(xiàn)束、車(chē)輛碰撞、車(chē)載動(dòng)力電池、車(chē)載充電裝置、電池箱、機(jī)械部件和易損件開(kāi)展安全隱患排查工作，并根據(jù)車(chē)輛實(shí)際情況，采取有效技術(shù)手段，降低車(chē)輛起火風(fēng)險(xiǎn)。

從工信部發(fā)布的新能源汽車(chē)安全排查工作檢查參考表來(lái)看，此次安全隱患排查主要內(nèi)容就是動(dòng)力電池部分，其中包含外觀檢查、軟件診斷、氣密性檢測(cè)、開(kāi)箱檢查及換件等。

事實(shí)上，進(jìn)入5月以來(lái)，政策層面在新能源汽車(chē)安全方面的力度不斷加大。5月上旬，工信部組織制定的《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》《電動(dòng)汽車(chē)安全要求》《電動(dòng)客車(chē)安全要求》三項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，并將于2021年1月1日起開(kāi)始實(shí)施。

據(jù)了解，這三項(xiàng)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)以我國(guó)原有推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，與我國(guó)牽頭制定的聯(lián)合國(guó)電動(dòng)汽車(chē)安全全球技術(shù)法規(guī)全面接軌，進(jìn)一步提高和優(yōu)化了對(duì)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)和動(dòng)力電池產(chǎn)品的安全技術(shù)要求。

5月26日，工信部又專(zhuān)門(mén)召開(kāi)會(huì)議加強(qiáng)新能源汽車(chē)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，要求所有新能源汽車(chē)產(chǎn)品均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

這些政策對(duì)于新能源汽車(chē)車(chē)用動(dòng)力電池的安全問(wèn)題強(qiáng)調(diào)的最為突出。在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求等。試驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋系統(tǒng)熱擴(kuò)散、外部火燒、機(jī)械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環(huán)、振動(dòng)泡水、外部短路、過(guò)溫過(guò)充等。

二、電池安全不斷升級(jí)

針對(duì)電池安全問(wèn)題，各新能源汽車(chē)廠家和電池生產(chǎn)企業(yè)一直在不斷地進(jìn)行探索和嘗試，通過(guò)不同的技術(shù)路線(xiàn)、不同的產(chǎn)品等，不斷提高車(chē)用動(dòng)力電池的安全性。

目前，在動(dòng)力電池領(lǐng)域占主流地位的是磷酸鐵鋰電池和三元電池，其余如鈦酸鋰、錳酸鋰等也有一定應(yīng)用，而包括固態(tài)電池、鎂電池、無(wú)鈷電池、氫燃料電池等一些新體系電池也處于研發(fā)或探索階段。

技術(shù)路線(xiàn)是市場(chǎng)和用戶(hù)的共同選擇。由于新能源汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域廣、應(yīng)用場(chǎng)景多，對(duì)動(dòng)力電池的需求也是多元的。鐵鋰電池是我國(guó)的特色，具備高安全、長(zhǎng)壽命等特性，主要在電動(dòng)客車(chē)、物流車(chē)等商用車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用。而三元電池能量密度高，可有效解決私家車(chē)用戶(hù)的里程焦慮，目前已經(jīng)成為全球新能源乘用車(chē)的主流方案。

正因?yàn)槿绱?，眾多整?chē)企業(yè)和電池生產(chǎn)企業(yè)基本都保持著各種技術(shù)路線(xiàn)并行前進(jìn)的狀態(tài)。在鐵鋰電池、三元電池大批量投入市場(chǎng)的同時(shí)，其他技術(shù)路線(xiàn)的預(yù)研和技術(shù)儲(chǔ)備同時(shí)進(jìn)行。以目前國(guó)內(nèi)車(chē)用動(dòng)力電池市場(chǎng)占有量最高的寧德時(shí)代為例，其三元電池和鐵鋰電池的生產(chǎn)和銷(xiāo)售均處在行業(yè)前列，并保持著對(duì)其他電池技術(shù)路線(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

隨著研發(fā)投入的不斷加大，各種電池技術(shù)路線(xiàn)也在不斷升級(jí)，補(bǔ)齊短板。針對(duì)鐵鋰電池能量密度低的弱點(diǎn)，比亞迪推出了刀片電池，通過(guò)結(jié)構(gòu)的變化使同體積鐵鋰電池的能量有了大幅提升。而針對(duì)三元電池穩(wěn)定性低的問(wèn)題，寧德時(shí)代經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，獨(dú)創(chuàng)了“控短路”安全技術(shù)。在三元電池遭受針刺等外部金屬異物猛烈穿刺或沖擊而進(jìn)入電池內(nèi)部的情況下，也能保證不發(fā)生大電流內(nèi)短路，從而不引發(fā)電池?zé)崾Э亍?/p>

2017年，寧德時(shí)代針對(duì)某歐洲車(chē)企提出的能通過(guò)針刺測(cè)試的高能量密度三元電池單體技術(shù)的要求，在全球率先攻克了高能量密度三元電池針刺問(wèn)題，并由客戶(hù)送到德國(guó)萊茵TUV檢測(cè)認(rèn)證。報(bào)告結(jié)果顯示，在針刺實(shí)驗(yàn)中，三元電池實(shí)現(xiàn)了不起火、不爆炸，電池溫度也只有35.1℃。

寧德時(shí)代的最新消息顯示，其已經(jīng)研發(fā)出一種使用年限長(zhǎng)達(dá)16年，行駛里程達(dá)到200萬(wàn)公里的電池，并且隨時(shí)可以投入市場(chǎng)，價(jià)格只比目前電動(dòng)車(chē)的電池貴10%左右。而目前一般電動(dòng)汽車(chē)中所使用電池行駛里程只有約24萬(wàn)公里，使用年限僅為8年。

隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)電池技術(shù)的不斷提升，更多國(guó)際品牌開(kāi)始選擇國(guó)產(chǎn)電池。目前，寧德時(shí)代已經(jīng)與特斯拉達(dá)成合作，為其上海工廠生產(chǎn)的Model 3汽車(chē)提供電池。此外，寧德時(shí)代與寶馬、奧迪和保時(shí)捷也一直進(jìn)行著合作。

三、重心轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全

在動(dòng)力電池技術(shù)不斷升級(jí)的同時(shí)，新能源汽車(chē)的安全重心也由電池技術(shù)安全逐漸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全。

我國(guó)車(chē)用動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)經(jīng)歷了多次的升級(jí)和規(guī)范：2006年首次發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)尚處于培育期，因此主要參考的是消費(fèi)電子鋰電池測(cè)試要求；2015年再次發(fā)布新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，已經(jīng)積累了10年的研發(fā)示范經(jīng)驗(yàn)，在單體、模塊測(cè)試基礎(chǔ)上，增加了電池系統(tǒng)層級(jí)安全要求，對(duì)引導(dǎo)系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)起到重要作用。

近兩年，我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)取得了舉世矚目的成績(jī)，中國(guó)也被歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家邀請(qǐng)主導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)安全全球技術(shù)法規(guī)中的動(dòng)力電池部分，并形成了強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)體系。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求，模擬了外部火燒、機(jī)械沖擊、濕熱循環(huán)、振動(dòng)泡水、過(guò)溫過(guò)充等實(shí)際場(chǎng)景。單體針刺測(cè)試作為獨(dú)立項(xiàng)目，在該標(biāo)準(zhǔn)中被正式取消，僅作為單體熱失控的觸發(fā)條件，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，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。也就是說(shuō)，針刺是否通過(guò)已不重要，關(guān)鍵要看單體熱失控后，系統(tǒng)是否可以控制熱失控的蔓延，為各類(lèi)電池的安全應(yīng)用設(shè)定了基本門(mén)檻。

對(duì)此，眾多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)從單體安全轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)電池的整體、系統(tǒng)性安全。電池的安全貫穿在整個(gè)使用過(guò)程中，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，包括電池的單體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、動(dòng)態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)防護(hù)等，確保產(chǎn)品在生命周期的每一個(gè)階段都是安全的，從實(shí)際意義上真正提高電池的安全性能。

清華大學(xué)教授、清華大學(xué)汽車(chē)研究所所長(zhǎng)陳全世曾經(jīng)是國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)副主任，參與中國(guó)幾乎所有電動(dòng)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的制定。他表示，穿刺測(cè)試一直存在爭(zhēng)議，對(duì)于是否應(yīng)該有這個(gè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生過(guò)激烈的爭(zhēng)論，在目前的標(biāo)準(zhǔn)中成了一個(gè)非必選項(xiàng)。

隨著“新基建”的加速推進(jìn)，中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正站在一個(gè)新的風(fēng)口之上。而這也必將推進(jìn)包括動(dòng)力電池在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。安全，特別是電池安全，作為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)首要的問(wèn)題，也將成為未來(lái)推動(dòng)新能源汽車(chē)和電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>