在動(dòng)力鋰電池的安全實(shí)現(xiàn)上，從電池公司的角度，應(yīng)該具體做哪方面的提升，來(lái)真正防范這個(gè)“灰犀牛”？

在電動(dòng)汽車(chē)全面市場(chǎng)化的征途上，安全始終是一把高懸在頂?shù)摹斑_(dá)摩克利斯之劍”。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“高工鋰電”ID：weixin-gg-lb）

上海車(chē)展還沒(méi)結(jié)束，沉浸在興奮中的新能源汽車(chē)行業(yè)就迎來(lái)了一個(gè)毫無(wú)征兆的“黑色星期一”。四月二十一日晚，上海徐匯區(qū)某小區(qū)地下車(chē)庫(kù)，一輛ModelS在沒(méi)有碰撞的情況下發(fā)生自燃，從流傳出的視頻來(lái)看，先是冒出大量白煙，進(jìn)而起火燃燒，并引發(fā)了周?chē)?chē)輛的起火燃燒。

整個(gè)周一，特斯拉起火視頻在朋友圈瘋狂傳播，正當(dāng)網(wǎng)友用“又又雙叒叕”來(lái)感嘆其起火的頻次之高時(shí)，當(dāng)天下午，西安蔚來(lái)授權(quán)服務(wù)中心一輛正在維修中的ES8發(fā)生燃燒，從網(wǎng)上流傳的圖片顯示，該輛ES8損毀非常嚴(yán)重，車(chē)架幾乎燃燒殆盡。

一天之內(nèi)，持續(xù)兩起電動(dòng)汽車(chē)自燃事故，且都是國(guó)內(nèi)外明星級(jí)車(chē)企的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品，這不禁讓業(yè)內(nèi)人士為剛剛開(kāi)啟的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)“捏了一把冷汗”。

事實(shí)上，假如把時(shí)間線再往前追溯，會(huì)發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)汽車(chē)起火燃燒的事故案例正在增多，尤其是自2018年以來(lái)，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)頻繁發(fā)生過(guò)多起電動(dòng)汽車(chē)安全事故。

高工鋰電不完全統(tǒng)計(jì)，2018年，僅國(guó)內(nèi)爆出的電動(dòng)汽車(chē)安全事故就超過(guò)40起，這些事故嚴(yán)重危及行業(yè)形象和公眾關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)的信心。

電動(dòng)汽車(chē)在完成了從0到1之后，正在進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)化的快車(chē)道，在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，安全問(wèn)題有可能成為全行業(yè)的一個(gè)“不按時(shí)炸彈”。尤其是當(dāng)下的行業(yè)趨勢(shì)下，安全風(fēng)險(xiǎn)更大的高鎳體系動(dòng)力鋰電池開(kāi)始逐步進(jìn)入配套應(yīng)用階段。

我國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高在多個(gè)公開(kāi)場(chǎng)合已經(jīng)反復(fù)指出，電動(dòng)汽車(chē)面對(duì)的最大風(fēng)險(xiǎn)，就是電池安全性。

事實(shí)上，歐陽(yáng)明高的擔(dān)心并非“危言聳聽(tīng)”，梳理分析國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)起火事件，大部分原因都指向了電池環(huán)節(jié)，具體而言，絕大部分都是由于電池?zé)崾Э厮l(fā)。

所謂的熱失控，是指動(dòng)力鋰電池在工作的時(shí)候會(huì)發(fā)熱，當(dāng)電池溫度過(guò)高或充電電壓過(guò)高時(shí)，電池內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)連鎖的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電池內(nèi)壓和溫度急劇上升，引發(fā)電池?zé)崾Э夭⒆罱K導(dǎo)致燃燒。

而假如關(guān)于電池?zé)崾Э氐脑蛟龠M(jìn)行追溯，則具體涵蓋了過(guò)熱、過(guò)充、內(nèi)短路、碰撞等多重因素。

通過(guò)分析去年以來(lái)的起火事故，歐陽(yáng)明高得出的結(jié)論是，動(dòng)力鋰電池在產(chǎn)品質(zhì)量上還存在不少明顯的問(wèn)題，這重要體現(xiàn)為三類(lèi)，第一，電池產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證不足；第二，車(chē)輛使用過(guò)程中可靠性變化；第三，充電安全管理技術(shù)有問(wèn)題。

假如用產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題可以來(lái)解釋去年國(guó)內(nèi)的電動(dòng)汽車(chē)安全事故，那么關(guān)于特斯拉接連爆出的自燃事故，就不能單一的從質(zhì)量角度去分析，更多的可能還包括材料體系選擇、電芯設(shè)計(jì)與系統(tǒng)防護(hù)等環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行追溯與反思。

從動(dòng)力鋰電池公司的角度來(lái)考量，包括歐陽(yáng)明高在內(nèi)的多位業(yè)內(nèi)專(zhuān)家和公司技術(shù)負(fù)責(zé)人都向高工鋰電強(qiáng)調(diào)，一定要從系統(tǒng)著眼，從材料選擇與控制、電芯級(jí)規(guī)格選型與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造品質(zhì)控制、模組及pack級(jí)的安全防護(hù)、整車(chē)驗(yàn)證、使用環(huán)節(jié)操作等多個(gè)層面出發(fā)來(lái)做更全面的。

在動(dòng)力鋰電池的安全實(shí)現(xiàn)上，從電池公司的角度，應(yīng)該具體做哪方面的提升，來(lái)真正防范這個(gè)“灰犀牛”，高工鋰電通過(guò)與行業(yè)專(zhuān)家、產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司的深度交流，提出了以下建議：

一是在材料的選擇上，核心材料的選擇關(guān)于最終的電芯產(chǎn)品安全會(huì)直接出現(xiàn)影響。

容百科技一位技術(shù)負(fù)責(zé)人向高工鋰電介紹，電芯的安全很大程度上取決于核心材料，尤其是關(guān)于高鎳三元體系而言，正極材料的金屬異物含量、殘余鋰以及PH值，會(huì)對(duì)電芯的安全性能影響非常大。

高工鋰電獲悉，事實(shí)上，包括寧德時(shí)代、三星、遠(yuǎn)景AESC等國(guó)際公司關(guān)于正極材料核心關(guān)鍵指標(biāo)有嚴(yán)格的要求，譬如殘留鋰要控制2000ppm以?xún)?nèi)，PH值11在以?xún)?nèi)，金屬異物在20ppb以?xún)?nèi)。對(duì)此，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的建議是，國(guó)內(nèi)電電池公司要在材料的核心指標(biāo)控制上，提出明確的要求。

二是在電芯、模組、Pack設(shè)計(jì)與工藝過(guò)程設(shè)定上，要做好安全冗余和監(jiān)控預(yù)警。

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，首先是電芯要確保化學(xué)穩(wěn)定性，要選擇穩(wěn)定的材料，并通過(guò)嚴(yán)格評(píng)估測(cè)試它的穩(wěn)定性；在模組部分，通過(guò)結(jié)構(gòu)來(lái)保護(hù)電芯免受到?jīng)_擊。第三個(gè)階段是pack，除了物理上的保護(hù)措施，關(guān)鍵是要通過(guò)BMS對(duì)電芯模組進(jìn)行故障診斷，監(jiān)測(cè)異常發(fā)生，并預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行管控。

這其中，多家頭部動(dòng)力鋰電池公司都向高工鋰電強(qiáng)調(diào)，無(wú)論是在電芯、模組還是在pack環(huán)節(jié)，都要充分考慮FMEA，確保設(shè)計(jì)留安全余量。

同時(shí)在工藝過(guò)程的設(shè)定上，加入安全工藝設(shè)定，排除瑕疵電芯，確保產(chǎn)品一致性；制造嚴(yán)控質(zhì)量，確保足夠覆蓋所有FMEA失效模式的監(jiān)控點(diǎn)，做到產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可追溯、可追蹤。

此外，在pack及BMS設(shè)計(jì)上，要有安全預(yù)警策略，在電池系統(tǒng)里開(kāi)發(fā)裝置安全預(yù)警系統(tǒng)，緊急情況下，提前切斷電路，防止熱失控發(fā)生。BMS要起到保護(hù)電池的用途，監(jiān)測(cè)到溫度急劇上升就要報(bào)警，哪怕停車(chē)鎖車(chē)狀態(tài)。車(chē)輛要能夠接受到BMS的報(bào)警，及時(shí)反應(yīng)（聲光報(bào)警，通知車(chē)主）。

三是在量產(chǎn)前的測(cè)試與驗(yàn)證上，要做好充分的驗(yàn)證。

事實(shí)上，這也是目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域目前面對(duì)的最大問(wèn)題，一方面產(chǎn)品換代迅速，另一方面測(cè)試驗(yàn)證要耗時(shí)耗力且設(shè)計(jì)參考相關(guān)經(jīng)驗(yàn)缺乏，這也是導(dǎo)致近年來(lái)事故頻發(fā)的重要原因。

他山之石，可以攻玉。全國(guó)人大代表、遠(yuǎn)景集團(tuán)CEO張雷在今年的兩會(huì)建議中提到，國(guó)際傳統(tǒng)知名車(chē)企的開(kāi)發(fā)流程，測(cè)試驗(yàn)證環(huán)節(jié)相當(dāng)充分，在產(chǎn)品推出前已經(jīng)將安全風(fēng)險(xiǎn)控制到最低水平。這些車(chē)企也掌握著汽車(chē)使用工況的核心參數(shù)，在模組和pack層級(jí)的測(cè)試驗(yàn)證方法也更加充分、合理。和張雷的觀點(diǎn)相同，多為業(yè)內(nèi)人士都建議，動(dòng)力鋰電池公司要借鑒傳統(tǒng)車(chē)企開(kāi)發(fā)流程和測(cè)試環(huán)節(jié)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并在產(chǎn)品測(cè)試環(huán)節(jié)做好充分的驗(yàn)證。

就在上周上海車(chē)展上舉辦的遠(yuǎn)景AESC戰(zhàn)略公布會(huì)上，張雷同樣表達(dá)了和歐陽(yáng)明高類(lèi)似的觀點(diǎn)，他認(rèn)為，安全電池安全是電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)最大的“灰犀牛”。也是基于關(guān)于安全的的考量，遠(yuǎn)景在切入動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域時(shí)，選擇了日本公司AESC，一家由日產(chǎn)和NEC合資成立的電池公司，過(guò)去12年，這家公司創(chuàng)造了配套43萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)，9年行駛積累0嚴(yán)重事故的記錄。

四是基于物聯(lián)科技，實(shí)現(xiàn)全生命周期的安全性防護(hù)。

電池是有機(jī)的化學(xué)體系：溫度、功率、電壓、電流、電量、內(nèi)阻等等每一個(gè)物理量都時(shí)時(shí)刻刻影響電芯的安全和健康程度。并且受到駕駛員的操作習(xí)慣以及駕駛環(huán)境的影響。通過(guò)實(shí)時(shí)收集電池包相關(guān)數(shù)據(jù)和駕駛行為以及環(huán)境之間的關(guān)系，再通過(guò)大數(shù)據(jù)的分析和比較，實(shí)現(xiàn)電池健康度的預(yù)測(cè)和安全管理將是一個(gè)可行方法。

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析電池性能和安全相關(guān)參數(shù)與駕駛行為和駕駛環(huán)境參數(shù)的關(guān)系，評(píng)估電池的健康程度并且給出量化，可以將電池和整車(chē)的健康度用量化的形式實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給駕駛員，一旦有部分部件存在高風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)可以提示駕駛員進(jìn)行更換，或者采取預(yù)防措施。同時(shí)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)健康度，并且告知駕駛員可以如何調(diào)整駕駛方式來(lái)提高電池和整車(chē)的健康度。從而達(dá)到跟駕駛員良性互動(dòng)，提高整個(gè)系統(tǒng)安全的目的。

包括歐陽(yáng)明高在內(nèi)的業(yè)內(nèi)人士的一致判斷是，安全技術(shù)是動(dòng)力鋰電池的第一核心技術(shù)，也是電池技術(shù)革命性突破的第一重點(diǎn)，是電動(dòng)汽車(chē)可持續(xù)發(fā)展的生命線。

面對(duì)動(dòng)力鋰電池安全“灰犀牛”，能否獲得更大的突破和進(jìn)展，將決定了動(dòng)力鋰電池公司在接下來(lái)能夠走多遠(yuǎn)：“高鎳時(shí)代，安全將始終是車(chē)企和電池公司必須時(shí)刻警醒的達(dá)摩克里斯之劍，從材料-電芯-模組-pack-車(chē)，每一個(gè)環(huán)節(jié)的疏忽都可能導(dǎo)致不可挽回的損失。”

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