鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年07月27日
政產(chǎn)學(xué)研界大咖暢談動(dòng)力電池安全
8月21日,以“安全保障創(chuàng)新引領(lǐng)”為主題的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)夏季論壇在河南鄭州舉行。論壇期間,來(lái)自政、產(chǎn)、學(xué)、研領(lǐng)域的行業(yè)大咖暢談新能源汽車與動(dòng)力電池的安全問(wèn)題。
【政策端】
科技部副部長(zhǎng)陰和俊
新能源汽車安全是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及到新能源汽車整車的安全、動(dòng)力電池單體及系統(tǒng)的安全、充電基礎(chǔ)設(shè)施安全等諸多環(huán)境,需整車與動(dòng)力電池以及基礎(chǔ)設(shè)施各方面共同努力,加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)工程技術(shù)的完善與提升,建立有效的運(yùn)營(yíng)安全及充電監(jiān)控保障體系,加強(qiáng)安全監(jiān)管,提高新能源汽車的運(yùn)營(yíng)效率,保障新能源汽車推廣應(yīng)用的效果,切實(shí)達(dá)到節(jié)能減排的目的。
工信部裝備工業(yè)司司長(zhǎng)李東
我國(guó)新能源汽車發(fā)展雖然取得了明顯進(jìn)步,但發(fā)展基礎(chǔ)仍需打牢。主要體現(xiàn)在動(dòng)力電池的核心技術(shù)仍然在突破中,充電設(shè)施的配套服務(wù)仍然在加快地解決滯后問(wèn)題,特別是這次會(huì)議談到的安全問(wèn)題,隱患正在逐步的顯現(xiàn),整車性能品質(zhì)應(yīng)該說(shuō)還沒(méi)完全達(dá)到消費(fèi)者的需求。
從全生命周期看,安全問(wèn)題涉及的電池及整車的制造存儲(chǔ)、運(yùn)輸使用維護(hù)、報(bào)廢回收拆解等全周期的各個(gè)環(huán)節(jié)中。去年以來(lái)動(dòng)力電池的存儲(chǔ)運(yùn)用、整車運(yùn)行、老舊車的擱置這幾個(gè)環(huán)節(jié)都出現(xiàn)了安全的事故??梢哉f(shuō)安全問(wèn)題是必須發(fā)展新能源汽車要解決的問(wèn)題,當(dāng)然也可以說(shuō),如果沒(méi)有安全也就沒(méi)有新能源汽車的未來(lái)。
財(cái)政部經(jīng)濟(jì)建設(shè)司副司長(zhǎng)宋秋玲
我國(guó)在動(dòng)力電池等關(guān)鍵零部件核心技術(shù)方面還相對(duì)比較落后,產(chǎn)業(yè)缺乏優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)力,消費(fèi)環(huán)境還不是太完善等制約因素還沒(méi)有完全解決,新能源汽車產(chǎn)業(yè)仍難以完全依靠市場(chǎng)來(lái)發(fā)展壯大,相當(dāng)一部分還要依靠財(cái)政補(bǔ)貼來(lái)維持。特別是在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外形勢(shì)下,新能源汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,技術(shù)進(jìn)步日新月異,要繼續(xù)保持優(yōu)勢(shì),目前來(lái)看,仍需發(fā)揮財(cái)政政策的引導(dǎo)作用。
交通運(yùn)輸部運(yùn)輸服務(wù)司副司長(zhǎng)蔡團(tuán)結(jié)
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),今年1-8月北京、深圳、上海、珠海、南京等地先后發(fā)生了14起純電動(dòng)和混合動(dòng)力客車的燃燒事故,造成了較大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。經(jīng)調(diào)查分析,多數(shù)原因是電池組技術(shù)故障,特別是夏季高溫的情況下容易出現(xiàn)電池?zé)崾Э氐葐?wèn)題。有很多客車生產(chǎn)企業(yè)參加今天的論壇,去年有的客車生產(chǎn)企業(yè)的新能源汽車都在等電池,因?yàn)楣┎粦?yīng)求,導(dǎo)致其中20%-30%的電池是不合格的。庫(kù)存電池基本上都投向了交通行業(yè),私人不會(huì)買,所以這個(gè)壓力非常大。
【百人會(huì)】
中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰
汽車所引發(fā)的安全事故也常常令人觸目驚心!相對(duì)于燃油汽車,電動(dòng)汽車處于起步階段,除了與燃油汽車在安全方面的一些共性問(wèn)題之外,還存在由于能源結(jié)構(gòu)改變而帶來(lái)的,諸如高壓電路、動(dòng)力電池等新的安全問(wèn)題。因此,在電動(dòng)汽車市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的時(shí)候,安全應(yīng)該引起特別的注意,無(wú)論是整車企業(yè),還是零部件企業(yè),對(duì)于可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題,都要諸項(xiàng)排查、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、找出對(duì)策,竭盡全力把問(wèn)題消除在進(jìn)入市場(chǎng)之前。
中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高
動(dòng)力電池的安全性,是最基礎(chǔ)、最核心的,包含了電安全、熱安全、結(jié)構(gòu)安全等等。鋰電池安全的范圍,一個(gè)是電壓、一個(gè)是溫度,對(duì)電池安全來(lái)講,如果溫度高了會(huì)發(fā)生一系列的反應(yīng),就不正常了。一個(gè)單體熱失控之后會(huì)在電池模組中發(fā)生擴(kuò)展,像放鞭炮一樣,一個(gè)單體發(fā)生熱失控能量還是有限的,如果在整個(gè)模組系統(tǒng)中間擴(kuò)展,這個(gè)能量就非常大了。
目前電動(dòng)汽車安全技術(shù)在國(guó)際、國(guó)內(nèi)都有一些創(chuàng)新成果。國(guó)內(nèi)方面,目前從材料體系,三元正極、石墨負(fù)極單體電池的安全性應(yīng)該說(shuō)都有大幅提高,比方說(shuō)在阻燃隔膜、阻燃電解性、阻燃安全性也都有創(chuàng)新,取得了進(jìn)展。從單體電池產(chǎn)品的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看,跟國(guó)外也沒(méi)有特別大的差別。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,我們和國(guó)外的相差幅度不是特別大。
【學(xué)術(shù)界】
中國(guó)工程院秘書長(zhǎng)、院士鐘志華
在電動(dòng)汽車安全里有各種環(huán)節(jié)、有各種狀況,現(xiàn)在討論比較多的是我們?cè)陔妱?dòng)汽車使用過(guò)程中不能出現(xiàn)安全問(wèn)題,就是電池系統(tǒng)不能漏電、不能自燃、不能溫度過(guò)高等等。實(shí)際還有很多更嚴(yán)酷的安全狀況需要我們考慮。就是說(shuō)當(dāng)我們電池裝的比較多的時(shí)候,發(fā)生交通事故怎么辦,電池車碰撞以后的安全,還有其他的因素,都是需要重點(diǎn)考慮的原因。
電池安全問(wèn)題是核心,但實(shí)際上其實(shí)電池安全只是一個(gè)方面。并不是說(shuō)單體電池還不夠安全,我們就沒(méi)有辦法來(lái)改變這個(gè)安全狀況,實(shí)際上是有很多可以改進(jìn)的地方。如果電池包比較好的話,也許這樣的狀況是可以避免發(fā)生的,這樣就不會(huì)使電池企業(yè)把安全的注意力引到一個(gè)可能是次要的,或者是并不一定是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講一個(gè)好的解決辦法,所以這些問(wèn)題都是需要系統(tǒng)的來(lái)考慮的。
中國(guó)工程院院士陳立泉
為了解決動(dòng)力電池安全性問(wèn)題,可以通過(guò)化學(xué)的或者電化學(xué)的辦法來(lái)改善電池的安全性,也可以通過(guò)電芯的設(shè)計(jì)和電子學(xué)的改善,比方說(shuō)電池管理系統(tǒng)、熱管理這些來(lái)改善安全性。但是有一個(gè)重要方法就是要發(fā)展固態(tài)電池。
固態(tài)鋰電池在局部發(fā)生短路的時(shí)候,只是聚合物熔化,熔化以后成為絕緣體,但可以又自愈,自己又可以恢復(fù),即使發(fā)生熱失控,把電池溫度升高了,金屬鋰因?yàn)槿刍瘻囟仁?80度,即使到了180度,鋰被熔化以后,在做電芯留一個(gè)空間,金屬鋰可以到預(yù)留的地方去,不會(huì)著火。此外,把電池扔到水里以后也不會(huì)有問(wèn)題。
固態(tài)電池中不含可燃的液體電解質(zhì)能夠極大改善電池的安全性,建議大力支持固態(tài)電池的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
中國(guó)工程院院士陳清泉
我認(rèn)為電池安全是一個(gè)系統(tǒng)工程,從原材料納米級(jí)直到電池包納米級(jí),整個(gè)電池系統(tǒng)是交叉學(xué)科的復(fù)雜系統(tǒng)。電池安全包括化學(xué)安全,機(jī)械安全,功能安全。
動(dòng)力電池不但要考慮電池單體,還要考慮整體,所以電池包作為一個(gè)整體應(yīng)該也要承擔(dān)責(zé)任。整個(gè)電池包涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)安全性、電氣安全性、熱管理安全、BMS的監(jiān)控,要實(shí)現(xiàn)價(jià)值共生,電池的BMS跟充電管理配合,每一次充電檢測(cè)電池一次,是雙向共贏的。
中國(guó)工程院院士黃其勵(lì)
充電設(shè)備通常有四個(gè)危險(xiǎn)源:第一,充電設(shè)施本體的安全,包括電容在內(nèi)的一些電氣元件和功率模塊的安全。第二,兩邊充電機(jī)和汽車接口、接頭的安全,以及鎖止機(jī)構(gòu)的安全、控制回路的安全。第三,與電池系統(tǒng)、車載充電機(jī)相連的整車電池安全,電池因過(guò)充、過(guò)溫等原因?qū)е氯紵?,車輛存在帶槍啟動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),可以通過(guò)電池管理優(yōu)化、車輛控制流程優(yōu)化等手段提高安全防護(hù),保證電池安全,防止帶電啟動(dòng)。第四個(gè),信息安全,如何防止黑客攻擊、解決系統(tǒng)缺陷等等。
國(guó)家電動(dòng)客車電控與安全工程技術(shù)研究中心副主任李飛強(qiáng)博士
在純電動(dòng)客車方面,我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)客車電池、電機(jī)、電控等關(guān)鍵零部件的完全自主開發(fā),續(xù)駛里程、可靠性及安全性滿足運(yùn)營(yíng)的要求,整車電耗已領(lǐng)先于國(guó)外的同類產(chǎn)品。在燃料電池客車方面,整車氫耗、輕量化方面我們是優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品的,但是在燃料電池系統(tǒng)的壽命、成本、環(huán)境適應(yīng)性方面與國(guó)外的差距還非常大。
現(xiàn)在,工程中心已經(jīng)從電動(dòng)汽車研發(fā)制造、運(yùn)輸存儲(chǔ)、維保及事故處理各環(huán)節(jié)著手,重點(diǎn)在防水、防火、防觸電、電池安全、監(jiān)控安全、碰撞安全等六大方面展開安全技術(shù)研究。電池安全方面,通過(guò)電池箱的模塊化設(shè)計(jì),針對(duì)電動(dòng)客車的四大細(xì)分市場(chǎng)開發(fā)了兩種高安全、高可靠的標(biāo)準(zhǔn)電池箱體,并進(jìn)行充分的驗(yàn)證,滿足整個(gè)四大細(xì)分市場(chǎng)的需求。
【企業(yè)端】
鄭州宇通客車股份有限公司董事長(zhǎng)湯玉祥
動(dòng)力電池、關(guān)鍵材料的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速,安全性和工藝技術(shù)持續(xù)改進(jìn)。與2010年相比,動(dòng)力電池能量密度提高將近一倍,成本大幅度降低。
國(guó)內(nèi)電動(dòng)客車研發(fā)試驗(yàn)?zāi)芰τ写嵘?,關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際領(lǐng)先水平仍有較大差距:整車可靠性、電磁兼容性與國(guó)外先進(jìn)水平還存在明顯差距;動(dòng)力電池一致性控制能力、能量密度等方面還需進(jìn)一步提升;燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈不完整,壽命、低溫環(huán)境適應(yīng)性、成本等方面與國(guó)外差距較大;輕量化技術(shù)水平相對(duì)落后。這些都是電動(dòng)客車下一步技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要方向。
北汽集團(tuán)董事長(zhǎng)徐和誼
但隨著新能源汽車銷量猛增,其安全問(wèn)題也逐步凸顯。僅今年上半年,與新能源車相關(guān)起火事件就有11起,事故原因涉及到電池、材料、動(dòng)力電池系統(tǒng)以及充電保護(hù)不足等各個(gè)方面。
今天我們面臨的新能源安全問(wèn)題,一部分是技術(shù)問(wèn)題,如單體電池安全風(fēng)險(xiǎn),電池系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)尚不夠完善等。但更多的是行業(yè)規(guī)范問(wèn)題,由于新能源汽車市場(chǎng)發(fā)展太快,行業(yè)法規(guī)建設(shè)相對(duì)滯后,安全法規(guī)不夠健全,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失,再加上消費(fèi)者安全意識(shí)不足,充電樁等領(lǐng)域的從業(yè)者專業(yè)性缺乏等等,共同導(dǎo)致了一些安全問(wèn)題的出現(xiàn)。
寧德時(shí)代新能源科技有限公司總裁黃世霖
在電動(dòng)汽車的安全方面,動(dòng)力電池的安全是電動(dòng)汽車安全里面最為重要的關(guān)鍵因素之一。
從安全概念來(lái)講,電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的安全,是高壓和化學(xué)安全兩個(gè)耦合在一塊的,所以導(dǎo)致了高壓的可靠性和化學(xué)安全結(jié)合在一起以后形成比較大的安全隱患,中間包括了化學(xué)安全、高壓安全、機(jī)械安全和功能安全,應(yīng)用上面也存在很多安全。從整體上來(lái)講,我們?cè)谠O(shè)計(jì)上就要保證這樣一個(gè)產(chǎn)品是安全的,整個(gè)CATL在追求產(chǎn)品安全上是追求零事故,就需要整體安全設(shè)計(jì)的體系。
超威集團(tuán)研究院副院長(zhǎng)柯克
從我的角度來(lái)講,電池的安全包括內(nèi)部和外部因素,內(nèi)外應(yīng)該說(shuō)差別非常大。這里我想強(qiáng)調(diào)內(nèi)部的因素。
內(nèi)部的因素對(duì)于鋰電池來(lái)講可能就是內(nèi)短路道路的熱失控,應(yīng)該說(shuō)是目前最困難的一件事情,可以說(shuō)防不勝防。在電池內(nèi)部,不同元件、不同素材之間的短接,隨著時(shí)間出現(xiàn)的溫度上升,溫度上升越快,就是說(shuō)發(fā)生熱失控的概率越高,這里面最危險(xiǎn)的就是鋁箔和碳負(fù)極的接觸。因此我們?cè)陔姵氐脑O(shè)計(jì)上、加工的工藝上都是根據(jù)這些盡可能的避免它,從而提高電池自身的安全性。
萬(wàn)向A123系統(tǒng)有限公司工程副總裁陳旸
為了進(jìn)一步提高電池的可靠性,產(chǎn)品設(shè)計(jì)要考慮8年以后、10年以后的安全性。因此,我們必須在實(shí)驗(yàn)的先期開發(fā)一些方法,能夠?qū)崿F(xiàn)這種驗(yàn)證。這些方面希望政府能夠有一些支持,可以保證產(chǎn)品放到市場(chǎng)上“睡得著覺(jué)”。
三星SDI株式會(huì)社副社長(zhǎng)鄭世雄
將熱活動(dòng)控制在電池組內(nèi)部本身,包括過(guò)充保護(hù)裝置、保險(xiǎn)絲、高強(qiáng)度外殼以及陶瓷隔膜等,所有的這些器件以及小的部件都可以幫助電池組在更加安全的情況下運(yùn)行。
高強(qiáng)度材料的模組監(jiān)控是模塊設(shè)計(jì)當(dāng)中非常重要的環(huán)節(jié),而排氣結(jié)構(gòu)、保險(xiǎn)絲也是電池包設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié),所有的這些所提及的技術(shù)都可以以模塊為單位來(lái)實(shí)現(xiàn)。
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