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如何兼顧動力鋰電池系統(tǒng)能量密度與安全性?

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年04月30日  

新能源汽車補(bǔ)貼政策從2016年開始退坡,同時(shí)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(fā)了大眾關(guān)于電動汽車安全的進(jìn)一步關(guān)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(shù)論壇在上海舉辦,在圓桌討論環(huán)節(jié),東軟睿馳汽車技術(shù)(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(tuán)股份有限公司電池系統(tǒng)主管葉昌森、比克動力鋰電池電子電器總監(jiān)曹寶健、清陶(昆山)能源發(fā)展有限公司總經(jīng)理李崢博士、上海格派新能源技術(shù)集團(tuán)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(tǒng)能量密度與安全性議題進(jìn)行了熱烈探討,內(nèi)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(tuán)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(jiān)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(shù)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(shí)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(dá)自己觀點(diǎn)的,請舉手,會給大家機(jī)會和時(shí)間。


簡單說一下背景,新能源補(bǔ)貼政策,能量密度一直是補(bǔ)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(yè)向高能量密度看齊,但是其實(shí)也導(dǎo)致了現(xiàn)在很多的質(zhì)量問題,特別是安全性的問題,可以認(rèn)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(fā)了大家對電動汽車的安全進(jìn)行關(guān)注。借此,我們來聊一聊這個話題。


今年近兩個月,5、六月份發(fā)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(yù)警,重要是絕緣和溫度差,相關(guān)部門對公司進(jìn)行了專項(xiàng)調(diào)查,其中車企A和D是電芯隔膜出現(xiàn)的問題,車企B是電池包某一個模組過熱,出現(xiàn)了問題導(dǎo)致了局部過熱出現(xiàn)問題。車企C是發(fā)生了電池包外溢刮擦,導(dǎo)致內(nèi)部的冷卻液泄露導(dǎo)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(dǎo)致的內(nèi)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(diǎn)認(rèn)為,電動汽車發(fā)生安全事故概率遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)車型,請各位專家發(fā)表一下自己的觀點(diǎn)、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(diǎn),今天過來是來學(xué)習(xí)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(shù)據(jù),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(guān)注后面使用者的一些體驗(yàn),包括故障。


因?yàn)楝F(xiàn)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(yàn)會導(dǎo)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(guān)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(diǎn),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(yè)。


第二塊是密封的失效,商院長講的,某些車企,在監(jiān)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?yàn)殚L期振動還有老化,比如說商用車達(dá)到5年22萬公里,乘用車8年15萬公里,在個區(qū)間范圍內(nèi),這個只是質(zhì)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(shí)驗(yàn),哪怕是國標(biāo),短時(shí)間內(nèi)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?yàn)橐鸬慕^緣問題,等下我會講一下,密封失效之后,電池進(jìn)水,也做過一些實(shí)驗(yàn),對應(yīng)到后邊的一些話題。


第三個,我認(rèn)為一些外力因素,機(jī)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(guī)模短路,這個是反應(yīng)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(guān)于不同的反應(yīng),假如是三元的也有可能會引發(fā)熱失控。


第四個,大巴的充電保護(hù)失效,充電過程當(dāng)中,BMS過充,但是也沒保護(hù)它,整個一套的充電保護(hù)策略失效,最后形成過充。


曹寶?。簞倓?cè)~主管對電池的重要失效原因做了比較系統(tǒng)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(jīng)做了很多細(xì)致深入的工作,包括我們和江淮在熱失控測試和防護(hù)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(bǔ)貼政策對能量密度提升過高過頻,對這個行業(yè)的影響是非常直接、直觀的。不管是開發(fā)和測試驗(yàn)證,在很多的公司,當(dāng)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(lǐng)域,相比較而言,質(zhì)量會差一些。包括去年分享的充電大數(shù)據(jù)分享,從乘用車、物流車BMS的質(zhì)量比較上來看,可以有個比較直觀的比較。BMS是電池系統(tǒng)的大腦,假如設(shè)計(jì)質(zhì)量有缺陷,就會導(dǎo)致電池系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問題無法檢測,發(fā)現(xiàn)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(tǒng),后臺監(jiān)控系統(tǒng),國家政策和引導(dǎo)監(jiān)控。其實(shí)從去年開始,國家已經(jīng)對安全已經(jīng)提到了很高的層次,從今年國家的補(bǔ)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(xù)的,我相信從補(bǔ)貼驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動,電動汽車去年銷量為125萬輛,今年應(yīng)該會小幅上漲。汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入市場化階段,最重要的是質(zhì)量。關(guān)于汽車產(chǎn)業(yè)來說毫無疑問,質(zhì)量是生命線,我相信無論是從產(chǎn)品開發(fā),周期驗(yàn)證都會有所強(qiáng)化。我看到最近很多的公司都在內(nèi)部反思,驗(yàn)證怎么去強(qiáng)化?開發(fā)怎么去完善?很簡單,傳統(tǒng)車一款新車的開發(fā)周期是三年,但是電動汽車在過去幾年基本上每年要開發(fā)一款新的產(chǎn)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(fā)過程中緊密協(xié)同,假如開發(fā)測試不充分的時(shí)候,潛在的問題和風(fēng)險(xiǎn)就會流向市場。我相信電動汽車到了這個規(guī)模以后,一旦召回,特別是安全事故的召回,除了直接經(jīng)濟(jì)損失之外,一個是品牌影響,還有后續(xù)的市場推廣受限。可能你這個公司假如體量小一點(diǎn),你直接就破產(chǎn)。所以進(jìn)入市場化競爭的時(shí)代,現(xiàn)在全產(chǎn)業(yè)首先保證安全。當(dāng)然成本壓力確實(shí)很大,這個是今明兩年對電動汽車行業(yè)很困難的階段,今年的補(bǔ)貼退了5、6萬,相當(dāng)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?yàn)殡妱悠嚠吘故窃诎l(fā)展的過程,這是進(jìn)入市場化階段后每一公司都要思考以后做好自己的產(chǎn)品。


電動汽車的發(fā)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(fā)展,補(bǔ)短板,面向客戶的需求,把過去在補(bǔ)貼政策階段的那一套開發(fā)的方式方法包括認(rèn)證體系重新再梳理一遍,把整個工作再系統(tǒng)性的做一遍,把安全和質(zhì)量放在第一位,在這基礎(chǔ)上怎么做出有差異化的優(yōu)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(yè)的風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)展的機(jī)遇是并存的。


李崢:因?yàn)殡娦静荒芸磫为?dú)一個指標(biāo),我覺得至少是四個方面的指標(biāo),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(dāng)你在這里過度的追求其中一項(xiàng)指標(biāo)的時(shí)候,一定會拉低其他三項(xiàng)指標(biāo),因?yàn)檫^去這個行業(yè)的發(fā)展是靠國家補(bǔ)貼,續(xù)航里程做的非常明顯,導(dǎo)致大家過度追求技術(shù)指標(biāo),在這個過程中,導(dǎo)致整個電芯從技術(shù)導(dǎo)向和開發(fā)上不是特別的平衡。


這個事情,也會對大家關(guān)于電池整個的技術(shù)認(rèn)識各方面都出現(xiàn)錯覺,包括比如說因?yàn)榻衲炅碌椎臅r(shí)候,補(bǔ)貼過渡期結(jié)束前,裝機(jī)量大量的新增,那么在這個過程中,短時(shí)間套利行為,一方面是壓縮了主機(jī)廠進(jìn)行技術(shù)成熟驗(yàn)證的時(shí)間,給電芯廠帶來了新的體系,新的結(jié)構(gòu),電芯廠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上這些驗(yàn)證,基本上更多的驗(yàn)證和長時(shí)間循環(huán)積累,這方面做的不是那么好。


通過補(bǔ)貼政策,我們在與日韓公司之間建立了護(hù)城河,我們我國公司在里面受到一些保護(hù),但是我們可以看到一些日韓做電芯的龍頭公司,他們關(guān)于技術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)程度,關(guān)于驗(yàn)證的充分性,這方面遠(yuǎn)值得我國所有做電池公司去學(xué)習(xí)的。


另外還有一個很重要,在補(bǔ)貼退坡的過程中,我們一直有一個缺陷,整個供應(yīng)鏈成本的壓縮,要產(chǎn)業(yè)鏈各方面去共同提


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