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新能源汽车安全事故频发是电池的原因吗?

2019-06-04   点击量:262

近期新能源汽车安全事故频发。8月25日,位于成都的威马研究院园区内,一辆威马EX5电动汽车突然起火;8月26日,安徽省铜陵市公交公司一辆公交车在行驶过程中,突然自燃。8月31日,一辆力帆650电动汽车在广州增城区起火燃烧;9月10日,福州市江滨路一辆比亚迪电动汽车在撞上路边护栏之后自燃;9月5日,在珠海市香洲某停车场内,两辆众泰云100系列共享电动汽车在充电时起火……,据不完全统计,截至目前,2018年共发生39起较为确定的新能源汽车起火事件,12起疑似事件。


“电池热失控是近期新能源汽车起火事故的主因。”中科院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高解释,所谓电池热失控,即电池在短时间内到达一定温度,会产生连锁的热反应,“最高温升速率可接近1000摄氏度/秒”。


据了解,当前引发电池热失控的因素也是多种多样。“有电化学原因,比如,电池包本身温度不均匀,局部区域温度高,过充过放,内、外短路等;还有机械原因,比如,电池进水、受到碰撞等。”但欧阳明高认为,归根到底还是“产品存在质量问题,能源汽车在设计、制造、验证、使用过程中没有严格遵守相关技术标准和规范。”


首先,电池产品测试验证不足。“由于补贴退坡的政策周期是一年一次,与产品的开发周期总体来看不是很匹配,比如,化学材料体系的改进一般要一年以上,但企业跟着补贴的指挥棒走,盲目追求高比能量,缩短了测试验证的时间。”欧阳明高告诉经济日报记者,为了缩短开发周期,有部分企业首选物理的改进方法,比如,把电池活性材料增厚,隔膜减薄,虽然这样电池比能量会上升,但是安全性能却下降了。同时,电池测试验证的手段不完善,不能反映实车的使用条件。“相当部分企业并没有建立自己内部的电池安全测试标准,部分企业甚至就没有电池安全测试能力,生产出来的产品质量自然就是参差不齐。”欧阳明高说。


其次,车辆使用过程中可靠性恶化。比如,全生命周期中防水效果不佳。欧阳明高解释,一般电池的密封是要通过IP67标准,但是当车辆使用时间长了之后,密封就会变差,导致车辆进水,就会容易造成短路。再如,电池的激光焊接的接头,焊接点内部容易出现空隙,这些空隙就会带来阻抗增加,进而发热导致高温点,引起热失控。还有就是,电池系统和充电机高压电器老化,比如,充电时候的接触器经常开断,有时候就会拉弧,造成高温和接触器表面的这种烧损或者粘连,会短路、会发热,这些都是热失控的原因。


第三,充电安全管理技术水平低下。按照原理,在充电过程中电池管理系统(BMS)是有很好的电功能的,充到什么时候,电池管理系统完全可以控制,但为了节省成本,有的电池管理系统和充电机的生产企业,并没有严格执行新颁布的国家标准。如果电池管理系统与充电桩没有装备合格的绝缘检测装置,车辆与充电桩形成的充电回路,就很难满足标准要求的绝缘电压、爬电距离、过载、IP等级、插拔力、锁止、温升、雷击等各项指标要求。


在新能源汽车推广示范运营之初,我国主要采取的是以磷酸铁锂为主的动力电池技术路线,而随着对续航里程的要求提升,能量密度更大的三元锂电池后来居上。在2015年的新能源汽车市场中,三元锂电池和磷酸铁锂电池的配套占比还是“三七开”,到了2016年就变成“四六开”,2017年两者接近持平,2018上半年三元锂电池已全面反超。在发生的这些起火事故中,三元锂电池占比近六成,磷酸铁锂电池占比一成,还有三成原因不明。


那么如何才能解决电池安全性问题呢?“近期可以通过一些技术来保障安全性,但是长远看,要保障电池的绝对安全就需要前瞻性的科学研究。”欧阳明高表示,锂离子动力电池高比能是全世界范围的发展方向和趋势,不能因为有安全问题就不发展高比能量电池,关键是把握高比能量与安全性之间的平衡点。比如,高镍三元锂离子动力电池的本征安全问题,其机理是正极会释放氧,可以通过界面的修饰来延缓正极释氧,提高稳定性;再一个就是开发下一代的固态电解质,从根本上解决电解液燃烧的问题。


“当然,将补贴和动力电池能量密度挂钩也没有问题,但要符合技术的客观发展规律,对能量密度的提升不宜过快、不宜更改过频。”欧阳明高还建议,当前应尽快出台电动汽车安全年检规范,同时,为了更好处理和分析电动汽车事故,最好有电动汽车黑匣子。此外,电池包也要留有消防安全接口。、电量与续航里程。如果工作情况都是理想状态,而且厂商不虚标容量,那么对于我们买到的电动汽车,大部分都是电池电量多的,跑的更远,大概是一度电5~6公里,其实就连特斯拉也不例外。在这种情况下,大家就看电池是容量是多少就完了,乘以5~6就是续航。当然了,前提是工作条件理想,以及厂商不虚标……在此时,三元,铁锂就不重要了。


2、续航里程在冬季的缩水。锂电池都是在低温下性能会变差,就是发挥不出来,充不进,放不出。在这种情况下,三元的电池在低温下性能发挥会好于铁锂,缩水幅度更低。因此如果你特别介意在冬季续航不要掉的太厉害,三元可能比铁锂更符合你的要求。


3、安全性能,不论咋样,铁锂电池安全还是要强三元一些的,如果特别在乎这个,选铁锂。如果是专业的评价可以搞出热失控针刺挤压那些东西来,但是在这里面向消费者,就不展开细说了。


4、寿命。总体来说,铁锂可能是要高一些,但是现在三元技术进步也不错,像松下的三元寿命也很长,所以这一点,可能要看看厂家的宣称。


5、电池是谁做的。极为关键。电池是一个资本、技术、人才密集的行业,没有大投入,丰富的人员经验积累,以及一流的生产条件是做不出好电池的。从这一点说,你需要追/查根问底:这个车的电池是谁家产的。可能A厂的铁锂电池组最后也就一千次循环,但是B厂技术好,三元也能做到三千次完全是有可能的,不同的体系在不同的厂家手里达成的效果可能截然不同。总体来说,大电池企业的技术要更为领先。


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钜大特种电池工程研究院

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