鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年04月30日
如何兼顧動力鋰電池系統能量密度與安全性?
新能源汽車補貼政策從2016年開始退坡,同時提出動力鋰電池高能量密度路線。近期接二連三的電動汽車自燃事件,引發了大眾關于電動汽車安全的進一步關注。七月五日,由蓋世汽車主辦的2019新能源動力鋰電池安全技術論壇在上海舉辦,在圓桌討論環節,東軟睿馳汽車技術(沈陽)有限公司汽車電子研究院院長商國平、安徽江淮汽車集團股份有限公司電池系統主管葉昌森、比克動力鋰電池電子電器總監曹寶健、清陶(昆山)能源發展有限公司總經理李崢博士、上海格派新能源技術集團有限公司格派中央研究院總工程師王紅忠,就如何兼顧動力鋰電池系統能量密度與安全性議題進行了熱烈探討,內容如下:
商國平:我先介紹幾位,請各位順序的上來就坐,第一位是來自江淮汽車集團股份有限公司的葉昌森先生;第二位是來自比克動力鋰電池的電器總監曹寶健先生,還有剛才跟我交接班的李崢博士,還有一位是來自上海格派新能源技術的王紅忠王總,一共是5位在臺上,我介紹一下背景,有幾個話題,今天的時間也不是特別的充分了,我希望在座的各位假如有希望表達自己觀點的,請舉手,會給大家機會和時間。
簡單說一下背景,新能源補貼政策,能量密度一直是補貼政策最大的一個主線,所以說,在不斷變化、拉動整個全行業向高能量密度看齊,但是其實也導致了現在很多的質量問題,特別是安全性的問題,可以認為跟這個能量密度是呈一定的正比的,特別是自燃的事件引發了大家對電動汽車的安全進行關注。借此,我們來聊一聊這個話題。
今年近兩個月,5、六月份發生了26起,其中12起接入了平臺,在這里面有8起是剛才提到的提前預警,重要是絕緣和溫度差,相關部門對公司進行了專項調查,其中車企A和D是電芯隔膜出現的問題,車企B是電池包某一個模組過熱,出現了問題導致了局部過熱出現問題。車企C是發生了電池包外溢刮擦,導致內部的冷卻液泄露導致模組短路。所以說簡單的問題的匯總起來,大致的幾大原因,有的是熱管理做的不夠,還有外力電池包的刮蹭導致的內部一些問題,這個是背景。
接下來,主辦方給我這么幾個話題,就這幾個話題先問,第一個,大部分的觀點認為,電動汽車發生安全事故概率遠低于傳統車型,請各位專家發表一下自己的觀點、看法,怎么看的?另外,重要的誘引是什么?
葉昌森:主辦方的幾個問題,剛才在底下初步自己寫了一些自己個人的觀點,今天過來是來學習的,從大方面,小方面都有。
第一個問題,我覺得之前特斯拉公布了一些數據,這里講的燃燒,我個人的理解,自燃的事故概率比較低,我覺得沒有意義。但是為何說大家感覺到新能源安全事故概率不是那么低呢?我覺得可能要關注后面使用者的一些體驗,包括故障。
因為現在一些典型的電動汽車,使用電動汽車多多少少遇到一些這樣的體會,比如說你的SUC跳電了引起車的拋錨,還有車行駛1、2萬公里遇到一次甚至更多,還有充電便利性的問題,這些體驗會導致客戶的心里會一種抱怨,有一種積累的過程。然后再加上新能源車,被媒體關注也比較多,尤其是一些比較知名的公司,所以我覺得這是兩個原因。
然后誘因,我這里簡單的寫了一些,基于自己的觀點,第一個是電解液的泄露,具體的去探索,電芯為何會失效,為何會漏液,可能李博士更專業。
第二塊是密封的失效,商院長講的,某些車企,在監控平臺上可以看到電池絕緣,這里最有可能的原因是密封失效,因為長期振動還有老化,比如說商用車達到5年22萬公里,乘用車8年15萬公里,在個區間范圍內,這個只是質保還不是壽命。在這種情況下,保證密封是可靠的,難度不小。
目前很多的廠商開展工作,包括振動實驗,哪怕是國標,短時間內出廠沒有問題。但是我覺得,密封失效問題這個是非常重要的一個問題,因為引起的絕緣問題,等下我會講一下,密封失效之后,電池進水,也做過一些實驗,對應到后邊的一些話題。
第三個,我認為一些外力因素,機械方面,碰撞擠壓,可能造成兩個,一個是模組本身高壓回路直接短路,模組大規模短路,這個是反應比較劇烈的;第二個,一些低壓線速短路,電芯通過外部的低壓線形成了一個短路,那么關于不同的反應,假如是三元的也有可能會引發熱失控。
第四個,大巴的充電保護失效,充電過程當中,BMS過充,但是也沒保護它,整個一套的充電保護策略失效,最后形成過充。
曹寶健:剛剛葉主管對電池的重要失效原因做了比較系統的闡述,安全是電動汽車必須跨過去的一道坎,我們很多公司已經做了很多細致深入的工作,包括我們和江淮在熱失控測試和防護方面共同做了很多的研究。電動汽車是一個新生事物,我國有我國的特色,我國有上百家的電動汽車公司,我國過去幾年補貼政策對能量密度提升過高過頻,對這個行業的影響是非常直接、直觀的。不管是開發和測試驗證,在很多的公司,當然江淮相對這些公司會好很多,像其他的比如說物流車和專用車領域,相比較而言,質量會差一些。包括去年分享的充電大數據分享,從乘用車、物流車BMS的質量比較上來看,可以有個比較直觀的比較。BMS是電池系統的大腦,假如設計質量有缺陷,就會導致電池系統發現問題無法檢測,發現問題沒法控制,這是對電池一個主動的控制。但是在被動安全方面,包括材料,電芯,模組,系統,后臺監控系統,國家政策和引導監控。其實從去年開始,國家已經對安全已經提到了很高的層次,從今年國家的補貼可以看出對能量密度的要求明顯有降溫趨勢,之前的對能量密度的要求是一路往上。
包括后續的,我相信從補貼驅動轉向市場驅動,電動汽車去年銷量為125萬輛,今年應該會小幅上漲。汽車產業進入市場化階段,最重要的是質量。關于汽車產業來說毫無疑問,質量是生命線,我相信無論是從產品開發,周期驗證都會有所強化。我看到最近很多的公司都在內部反思,驗證怎么去強化?開發怎么去完善?很簡單,傳統車一款新車的開發周期是三年,但是電動汽車在過去幾年基本上每年要開發一款新的產品,重要受政策趨勢的要求,要快速投向市場。在這個過程中,要整車廠,電池公司,在整個開發過程中緊密協同,假如開發測試不充分的時候,潛在的問題和風險就會流向市場。我相信電動汽車到了這個規模以后,一旦召回,特別是安全事故的召回,除了直接經濟損失之外,一個是品牌影響,還有后續的市場推廣受限。可能你這個公司假如體量小一點,你直接就破產。所以進入市場化競爭的時代,現在全產業首先保證安全。當然成本壓力確實很大,這個是今明兩年對電動汽車行業很困難的階段,今年的補貼退了5、6萬,相當于一個電池包的成本,該怎么去消化?第二就是我們很多東西尚不成熟,因為電動汽車畢竟是在發展的過程,這是進入市場化階段后每一公司都要思考以后做好自己的產品。
電動汽車的發展,這個毫無疑問趨勢肯定是往上走,正視自己,每個公司要正視自己的發展,補短板,面向客戶的需求,把過去在補貼政策階段的那一套開發的方式方法包括認證體系重新再梳理一遍,把整個工作再系統性的做一遍,把安全和質量放在第一位,在這基礎上怎么做出有差異化的優勢,能夠能滿戶客戶需求。然后在成本上一定要有競爭力,前提還是要量做大,只有量到了,成本自然會降下來。這個過程靠每一個公司自己智慧,所以這個行業的風險和發展的機遇是并存的。
李崢:因為電芯不能看單獨一個指標,我覺得至少是四個方面的指標,一個是能量密度,一個是功率密度,一個是安全,還有一個是壽命,這幾個是互相平衡的。當你在這里過度的追求其中一項指標的時候,一定會拉低其他三項指標,因為過去這個行業的發展是靠國家補貼,續航里程做的非常明顯,導致大家過度追求技術指標,在這個過程中,導致整個電芯從技術導向和開發上不是特別的平衡。
這個事情,也會對大家關于電池整個的技術認識各方面都出現錯覺,包括比如說因為今年六月底的時候,補貼過渡期結束前,裝機量大量的新增,那么在這個過程中,短時間套利行為,一方面是壓縮了主機廠進行技術成熟驗證的時間,給電芯廠帶來了新的體系,新的結構,電芯廠的結構設計上這些驗證,基本上更多的驗證和長時間循環積累,這方面做的不是那么好。
通過補貼政策,我們在與日韓公司之間建立了護城河,我們我國公司在里面受到一些保護,但是我們可以看到一些日韓做電芯的龍頭公司,他們關于技術的嚴謹程度,關于驗證的充分性,這方面遠值得我國所有做電池公司去學習的。
另外還有一個很重要,在補貼退坡的過程中,我們一直有一個缺陷,整個供應鏈成本的壓縮,要產業鏈各方面去共同提










