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破解里程焦虑 动力电池突破不是唯一出路

时间:2020-01-06

频繁闯入人们视线的电动汽车安全事故,动力电池似乎难逃其责。那么,其背后深层次的问题有哪些?要破解里程焦虑赢得更多市场和消费者,又该如何守住安全关?

方建华坦言,电动汽车自燃事故频发,折射出整车企业与电池供应商对产品的质量和安全的重视程度还远远不够,行业仍处在野蛮增长状态。“政策一味强调电池能量密度对上下游行业有错误的引导。优质电池不仅仅要高能量密度,还需具有高安全性、高一致性和长循环寿命。”他认为,部分整车企业对电动汽车的理解程度不够,安全性防护和控制系统设计不到位,就容易导致自燃事故发生。

广东猛狮新能源科技股份有限公司研究院院长邓中一坦言,目前,大部分动力电池产业都感到非常挣扎甚至难熬。因为业界对动力电池的能量密度有一个硬指标:没有达到140瓦时/公斤的话,车厂大概就不会要你的电池,而达到这一指标后,才可以拿到乘以1.1系数的补贴。

业内人士普遍认为,行业进步需要多条技术路线共同推进,增加安全性能方面的设计与验证。方建华告诉记者,提升三元锂电池的能量密度主要应通过化学的方法实现,但现在许多公司采用了物理方式,简言之就是——“不该薄的薄了”,电池隔膜、铜箔、铝壳等不应该减薄的做薄了;“该有的没有了”,即该有的电池安全防护、热管理系统被简化甚至不存在;“不该大的大了”,目前存在单体电芯做得很大的情况,但没有经过系统的安全性验证,主要为迎合系统能量密度的要求。

电动汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、充电便利性考验着使用体验。在杨裕生看来,长里程的纯电动汽车有五大焦虑,似乎都和电池有点关系,具体为里程焦虑、安全焦虑、充电焦虑、价格焦虑和电池焦虑。

行业急功近利之咎

在不完全统计2011年至今80多起电动汽车起火事故后,中国汽车技术研究中心动力电池领域首席专家王芳认为:充电过程中失火的事故占比较大,原因主要是机械破坏如车体破裂以及电池的热失控、水的浸泡。

车辆频发自燃的现象也罢,杨裕生专论的剖析也罢,它们无一不指向同一个问题——事故到底原因几何?这个“锅”真该三元锂电池背吗?

“电池真正的进步才能推动电动汽车水平的提高,冒进就要吃苦。电池如果不成熟,把一种处于不稳定状态的电池大量用在汽车上,就要出问题。”杨裕生强调,电池的危险性制约着“电动汽车里程随心所欲提高”。

对此,方建华指出,任何事物的发展都有一定的规律,现在整个行业有点急功近利,违背技术进步之路不可取,整车企业尤其应该深思。“整车企业应对供应商进行产品安全性方面的考量,而不是一味要求高能量密度。”他特别强调,动力电池行业是高精密制造行业,如果只从成本、能量密度角度进行要求的话,只会使高端制造走向低端。

2018年前三季度,我国新能源汽车总产量达到66.7万辆,同比增长70%,领跑全球。在新能源汽车产业的带动下,中国动力电池产业保持了快速、稳定的增长态势,市场整体竞争力逐渐增强,龙头企业培育有序进行。

方建华认为,电池企业一定要从材料体系选择、电芯设计、制造过程品质管控等多方面加强系统能力建设,同时整车企业应对电池提出更高的安全性要求,更重要的是政策的引导。“政策应该引导行业对三元锂电池有正确的认识,避免一味追求高能量密度,同时要重点加强行业监管,将新能源汽车的安全性放在最优先的位置。”他说。

“这些事关新能源汽车和动力电池推广、应用的难题,很多都以关键材料为突破口。”吴锋说,应根据市场对电池性能的需求来设计、研发相应的新材料。比如,发展高比容、低成本的电池正极材料,就需要我们从电池反应机理和基础材料入手来研究和突破;为满足在高寒高海拔地区使用新能源汽车的要求,就要从电池材料入手,提高电池的温度适应性与可靠性……

近年来,受补贴政策推动,新能源汽车产业迎来突飞猛进式的发展,其中配装三元锂电池的电动汽车因其可实现更长续驶里程而备受推崇。不过,自燃事件一直是悬在动力电池之上的达摩克利斯之剑,让电动汽车的安全性受到业内外人士的高度关注。资料显示,今年以来,仅在深圳市,就发生8起新能源物流车自燃事故。而此前一段时间因为正是值酷暑天气且雨水频繁,有关电动汽车起火的新闻也不时见诸报端。

“大家都把能量密度当成一个硬指标在追求。也正因此,出的事故也特别多。单纯追求能量密度是风险非常高的一件事,这必然牺牲动力电池的安全性、使用寿命。”邓中一认为,提高动力电池的能量密度,一定要在保证安全、在成本与寿命可接受的前提下才有意义。

加大管理和引导力度

破解里程焦虑 动力电池突破不是唯一出路

瞿国春在2018泰达论坛上明确表示,未来工信部要加强新能源汽车的安全管理,会同相关部门完善新能源汽车安全运行的监管体系,推进强制性国家标准制度制定,加大对新能源汽车产品的监督检查的力度,切实提升产品安全性能。

破解安全问题需从系统层面入手

设计和品控才是主因

“安全是新能源汽车产业发展的基石,持续重视动力电池的安全不能放松。”在会议上,中国汽车技术研究中心有限公司北京工作部副主任高俊华坦承,近两年来,新高比能量电池虽然让电动汽车的续驶里程数得以提升,但也使安全隐患加大,其实提升动力电池能量的每一步都应以安全为先。

北重集团产品研究院总设计师宋彦明也向记者表示,避免电动汽车自燃事故发生的手段应包括加大对车辆的安全检查,让不合格的产品早日退出,让无良企业无法生存,完善电动汽车年检规范与标准,让消费者用得放心。

而站在汽车舆论中心的特斯拉也不能幸免,各种自燃事件不时见诸报端。除了近期频发的安全事件,电动汽车在冬季的续驶里程也会缩短,这再度引发消费者对新能源汽车安全和里程的焦虑。

在不少业内人士看来,起火并非三元锂电池车辆才有的问题,如果不做好整体安全性的防护和设计,各类新能源汽车都面临着危险。“电动汽车自燃不该由三元锂电池‘背锅’。发生起火与电池的技术路线选择并没有直接关系,磷酸铁锂电池如果没有做好控制一样会出问题。”国家科技成果转化基金新能源汽车创业投资子基金合伙人兼总裁方建华表示。

“电动汽车的安全涉及不同的层级,从材料到电芯到电池系统、动力子系统、电动汽车,呈现给消费者的就是电动汽车的安全。”塔菲尔新能源科技集团董事长兼总裁龙绘锦说,现在有人说是材料不安全,有人说电芯不安全,我们需要从系统层面解决整个电动汽车的安全问题。解决安全性问题时,要考虑到其他环节最坏的情况,只有这样,电芯、材料才能做到最安全。

专家指出,引起电动汽车自燃的原因主要有以下几种:一是碰撞引起燃烧;二是电池散热不够引起燃烧;三是系统短路引起燃烧;四是电控系统等出现问题,导致在充电过程中的燃烧。据了解,在深圳市今年曝出的8起新能源物流车自燃事故中,4辆车是在充电过程中自燃,3辆是在行驶过程中自燃,1辆是停车状态中自燃。无论哪种原因导致的自燃,都对电动汽车的安全性造成了严重威胁。

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