中國儲能網(wǎng)訊：安全是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。其中，保證動力電池的安全性是重中之重。
不久前，工業(yè)和信息化部、公安部、交通運輸部、應急管理部、市場監(jiān)管總局五部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進一步加強新能源汽車企業(yè)安全體系建設(shè)的指導意見》（以下簡稱《指導意見》），再次聚焦重點環(huán)節(jié)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展劃出 " 底線 "。工信部就此強調(diào)，提高動力電池安全性是核心要素。
我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已進入市場化發(fā)展新階段，呈現(xiàn)出 3 個新趨勢：保持高速增長、市場滲透率持續(xù)提升、邁向高質(zhì)量發(fā)展。與此同時，外界對新能源汽車安全問題的重視程度也不斷提高。記者了解到，目前無論是行業(yè)層面，還是整車企業(yè)，抑或是上游供應商，都針對動力電池的安全問題，做出積極具體的舉措。
01
整車上量背景下 安全風險備受關(guān)注
自燃、起火、燒車……時有發(fā)生的新能源汽車安全事故，牽動著消費者的神經(jīng)，以致一些人對動力電池形成了負面印象——易燃易爆炸。
據(jù)報道，4 月 18 日，?？谑幸惠v電動汽車在充電完成幾分鐘后突然冒煙起火。起火處位于底盤，燃燒中還伴隨著輪胎爆炸聲。根據(jù)今年以來的相關(guān)報道，這已是該款電動汽車發(fā)生的第三次車輛起火事故。今年 1 月，某租賃公司的一輛該款電動汽車在充電后 10 分鐘冒煙起火，未造成人員傷亡；今年 2 月，依舊在海南，一輛該款電動汽車發(fā)生起火燃燒事故。通過上傳網(wǎng)絡(luò)社交平臺的視頻可見，涉事電動汽車的前部動力艙和底部動力電池竄出火焰。
除電動汽車發(fā)生起火、自燃事故外，換電站也未能幸免。4 月 19 日，一家換電服務商位于北京的某場站發(fā)生了爆炸。據(jù)透露，造成爆炸的原因是換電站內(nèi)部的一塊動力電池自燃，涉事電池為電動出租車所用，其電芯由頭部供應商提供，整個電池包由車企設(shè)計、生產(chǎn)。
" 今年電動汽車發(fā)生起火的案例還少嗎？"中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬向記者感慨道，" 鋰離子電池目前還存在諸多問題，如今市場大規(guī)模上量，產(chǎn)品的安全問題不容忽視。" 一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021 年，我國新能源汽車保有量達 784 萬輛，全國范圍內(nèi)約發(fā)生 3000 起車輛火災事故。其中，動力電池相關(guān)的安全事故占很大比重。工信部裝備工業(yè)一司副司長郭守剛稱，正是由于新能源汽車保有量的快速提升，其產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)安全等方面的風險依然存在且逐步擴大，因此，新能源汽車制造商在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中仍需健全完善質(zhì)量保障體系。
安全問題無小事，動力電池的安全性可謂 " 牽一發(fā)而動全身 "。江西南昌的一位新能源車主在接受記者采訪時表示：" 現(xiàn)在購買電動汽車，最擔心的就是安全問題。"
在新能源汽車行業(yè) " 野蠻生長 " 階段，對動力電池續(xù)駛里程和能量密度的盲目追求，曾為安全問題埋下隱患。如今，當新能源汽車市場邁入發(fā)展新階段，提升產(chǎn)品的安全性成為產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要一環(huán)。這種變化正悄無聲息地滲透到市場發(fā)展的方方面面。
一位動力電池安全領(lǐng)域的工程師指出：" 以前，行業(yè)看重的是動力電池的續(xù)駛里程、能量密度。隨著 PACK 技術(shù)的升級、充電環(huán)境的改善、公共交通的發(fā)展和消費市場的理性化，這兩項指標逐漸讓位于成本和安全性。"
02
解決電池熱失控問題成為關(guān)鍵
據(jù)了解，在沒有充電的前提下，電動汽車在行進中或停置狀態(tài)時燃燒，可能是熱管理故障或電池短路；充電后電池溫度升高，特別是過充也會導致 BMS、熱管理失效。電池升溫導致的事故被稱作熱失控，其發(fā)生可能與 BMS、熱管理、短路、浸水、碰撞等都有關(guān)系，具體緣由需要具體分析。
" 熱失控是動力電池安全問題的最終表現(xiàn)，必須理順動力電池安全問題與熱失控之間的邏輯關(guān)系。" 王子冬在接受記者采訪時表示，行業(yè)須扎扎實實解決好鋰離子電池的安全問題，不能盲目地制造 " 噱頭 "。
據(jù)悉，行業(yè)解決動力電池的熱失控問題，主要從單體電池的熱安全與熱設(shè)計、電池模塊的熱蔓延和熱管理，以及電池系統(tǒng)的熱管理與熱控制三方面入手。而針對三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，目前安全技術(shù)的發(fā)展主要也劃分為 3 個層面：一是電芯內(nèi)部材料體的調(diào)整，即鐵鋰材料體系的選擇、三元體系材料比例的變化，包括各種添加劑及電解液的改性等；二是電芯、模組、電池包等綜合安全設(shè)計，包括 BMS 和熱管理方面的設(shè)計；三是電池在整車上的應用以及與充電方式相結(jié)合，如預留電池安全富余容量、電池充放電安全預警、電池防水和防碰撞安全設(shè)計、電池底盤一體化等。
今年 1 月 1 日起實施的電動汽車強制性國家標準中，增加了電池系統(tǒng)熱擴散試驗的內(nèi)容，強調(diào)電池包或系統(tǒng)在單個電池熱失控引起熱擴散、進而導致乘員艙發(fā)生危險之前 5 分鐘，應提供一個熱事件報警信號。
在《指導意見》中，五部門從完善安全管理機制、保障產(chǎn)品質(zhì)量安全、提高監(jiān)測平臺效能等 7 個方面提出了 22 條具體措施。對提高動力電池安全水平提出的具體措施則包括：車企要積極與動力電池供應商開展設(shè)計協(xié)同，持續(xù)優(yōu)化整車與動力電池的安全性匹配及熱管理策略，明確動力電池使用安全邊界，提高動力電池在碰撞、振動、擠壓、浸水、充放電異常等狀態(tài)下的安全防護能力，鼓勵企業(yè)研究應用熱失控實時監(jiān)測預警裝置和早期抑制及滅火措施。
03
車企創(chuàng)新 電池技術(shù)追求更安全
《指導意見》進一步壓實了新能源汽車企業(yè)的主體責任。事實上，在致力于提升動力電池安全性能上，不少車企都在積極采取行動。記者了解到，宇通客車、廣汽埃安、長城汽車等車企，針對動力電池安全性提升實現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新。
2021 年 3 月，廣汽埃安發(fā)布了新一代動力電池安全技術(shù)——彈匣電池，在行業(yè)首次實現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火。據(jù)介紹，基于 " 防止電芯內(nèi)短路，短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延 " 的設(shè)計思路，彈匣電池采用類似安全艙的設(shè)計，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延，當檢測到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時，將自動啟動電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。彈匣電池將實現(xiàn)電芯耐熱溫度提升 30％，電池包上殼體能耐溫 1400 ℃以上，散熱面積提升 40％、散熱效率提升 30％，并能以 24 小時全覆蓋的全時巡邏模式對電池狀態(tài)進行監(jiān)測。
2021 年 6 月，長城汽車發(fā)布大禹電池，其命名寓意在于效仿 " 堵不如疏 " 的治水方案，融入了 8 項全新設(shè)計理念——熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻 " 設(shè)計，并布局數(shù)十項核心技術(shù)專利，主要覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等領(lǐng)域。據(jù)悉，大禹電池將于 2022 年全面 " 登場 "，作為下一代全新動力電池，配套長城汽車旗下的新能源系列車型。
2021 年 8 月，宇通動力電池發(fā)布了全世界首個批量應用于新能源商用車的動力電池安全技術(shù)，從整車、系統(tǒng)、箱體、部件和監(jiān)控構(gòu)建五重防護體系，實現(xiàn)安全級別、全氣候能力和路況適應性三大提升。
2021 年 9 月，嵐圖汽車在安全技術(shù)發(fā)布會上，推出了全球首發(fā)的自研電池系統(tǒng)技術(shù)，并在中汽中心實驗室對應用全新自研電池系統(tǒng)技術(shù)的嵐圖 FREE 純電版、增程版的電池，進行擠壓、碰撞、高溫淋水等安全測試。為了生產(chǎn)出可靠性更強的動力電池，嵐圖汽車推出了獨創(chuàng)的三維隔熱墻系統(tǒng)技術(shù)、PACK 五層安全防護方案以及嵐圖專屬云 BMS。
可以看到，車企在電池熱失控擴展試驗中已積累了一定的經(jīng)驗，推出的更安全電池，基本是依照 " 不起火、不爆炸 " 的思路進行設(shè)計。除此之外，比亞迪、江淮汽車、吉利極氪等也都有相應的電池安全技術(shù)進展。
04
將啟動動力電池安全標準修訂
今年全國兩會期間，長城汽車總裁王鳳英就中國汽車工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提出了三項議案建議，其中之一便是《關(guān)于推動動力電池熱失控防護技術(shù)應用的建議》。她認為，防止動力電池熱失控，提高動力電池安全性能，迫在眉睫。
王鳳英稱：" 動力電池熱失控防護技術(shù)是保障新能源汽車用戶生命安全的最后一道防線，亟需引起社會的廣泛認知和快速推廣應用。建議行業(yè)協(xié)會搭建平臺，引發(fā)社會各界以及行業(yè)的廣泛認知，共同推動動力電池熱失控防護技術(shù)的應用。"
據(jù)悉，行業(yè)在動力電池熱失控防護技術(shù)推廣方面，依然存在一些不可回避的問題，比如，缺少頂層規(guī)劃推動、技術(shù)尚未納入政策法規(guī)體系、存量新能源汽車并未采用等。
記者還了解到，目前針對電池熱失控的現(xiàn)象，行業(yè)組織已在開展標準制定工作。3 月 18 日，工信部發(fā)布了《2022 年汽車標準化工作要點》。在新能源汽車方面，工信部針對動力蓄電池、燃料電池、充換電等細分領(lǐng)域，提出了多項工作要點。其中第一項便指出，要啟動電動汽車動力蓄電池安全相關(guān)標準修訂工作，進一步提升動力蓄電池熱失控報警和安全防護水平。
有行業(yè)人士提出，借著工信部專家組對動力電池安全標準進行升級的契機，應考慮行業(yè)技術(shù)發(fā)展的階段和中國消費者的剛性需求，建議將不熱擴散技術(shù)納入新國標。
新能源汽車企業(yè)安全體系的建設(shè)，離不開車企與動力電池供應商的協(xié)同發(fā)展，這正是《指導意見》提出的思路。工信部裝備工業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負責人認為，整車企業(yè)要向動力電池供應商提出明確的技術(shù)要求，在動力電池設(shè)計、熱管理策略、異常監(jiān)測等方面要開展深入合作。同時，整車企業(yè)、動力電池供應商要共同把控產(chǎn)品一致性，確保產(chǎn)品達到安全設(shè)計目標。
中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長王敬忠在接受記者采訪時也提到：" 動力電池的安全問題更多是在使用方面，如果使用不當，就容易發(fā)生事故，對用戶的培訓主要體現(xiàn)為車企的責任。此外，車企在進行產(chǎn)品設(shè)計時就應充分考慮到動力電池的散熱、碰撞等情況，這樣才能使得安全性得到最大的保障。"
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" 不起火 " 電池成為技術(shù)攻關(guān)方向
比亞迪總裁王傳福表示，安全是新能源汽車發(fā)展的基石，成本是必須要面對的一項重要指標，當續(xù)駛里程邁過一定門檻后，動力電池能量密度的重要性在降低，最重要的指標可能會變成安全、成本和循環(huán)壽命。
寧德時代在 2020 年已量產(chǎn)無熱擴散的 8 系電池，這項技術(shù)被稱為 " 不起火 " 電池。蔚來汽車推出的 100kWh 電池包，采用的是寧德時代鎳 55 三元鋰電芯和最新的 CTP 技術(shù)，可實現(xiàn) " 無熱蔓延 "，即寧德時代此前宣布的 " 不起火電池 "。寧德時代還將于 2023 年實現(xiàn)續(xù)駛 1000km、擁有更高比能無熱擴散電池技術(shù)的量產(chǎn)。瑞浦能源也推出了新一代磷酸鐵鋰電池。根據(jù)官方說法，這種電池實現(xiàn)了不冒煙、不起火、不爆炸。此外，欣旺達也公布了 " 只冒煙、不起火 " 的電池系統(tǒng)解決方案。
全國乘用車市場信息聯(lián)席會秘書長崔東樹向記者強調(diào)，新能源汽車安全第一，這是毋庸置疑的?，F(xiàn)在整車配套磷酸鐵鋰電池的情況逐漸增多，安全性相比之前更有保障。
隨著全行業(yè)對安全問題的認識不斷深化，新能源汽車產(chǎn)品的安全水平顯著提升，安全總體形勢持續(xù)向好。不過，隨著保有量的快速增長、老舊車輛不斷增多，新能源汽車的產(chǎn)品質(zhì)量安全風險依然存在，部分企業(yè)質(zhì)量保障體系仍然有待健全完善。
王鳳英建議，國家層面進行頂層規(guī)劃，推動動力電池熱失控防護技術(shù)的應用，助推其成為新能源汽車出廠的必備配置；還需要逐步對存量新能源汽車，標配動力電池熱失控防護技術(shù)。
針對存量新能源汽車，王鳳英建議建立有效機制，逐步對存量新能源車型標配動力電池熱失控防護技術(shù)：一方面對現(xiàn)有存量車型分批更換匹配熱失控防護技術(shù)的動力電池；另一方面，建立老舊新能源汽車退出機制，確保市面所有新能源車型均納入動力電池熱失控防護技術(shù)保護體系。
" 過去，安全問題是電池企業(yè)承擔的責任比較多，現(xiàn)在則是車企需要承擔更多的責任。如今把責任主體明確后，其實是把關(guān)注的重點從電池轉(zhuǎn)到整車上。因此，車企要真正自己去做研究，把握好電池的性能。未來，整車企業(yè)更要做好車輛管理的基礎(chǔ)工作。" 崔東樹稱。
