電池是如何失控的？

6月27日，針對(duì)蔚來(lái)汽車召回事件，蔚來(lái)（NYSE：NIO）的電池模組供應(yīng)商寧德時(shí)代（300750.SZ）發(fā)布聲明稱，此次召回的電池包箱體和寧德時(shí)代供應(yīng)的模組結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干涉，在某些極端條件下可能出現(xiàn)低壓采樣線束短路風(fēng)險(xiǎn)，存在安全隱患。該批次模組采用定制化設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)僅使用于此次召回的4803輛ES8產(chǎn)品。

此前蔚來(lái)在召回公告中則稱，事故車輛使用的模組內(nèi)的電壓采樣線束存在由于個(gè)別走向不當(dāng)而被模組上蓋板擠壓的可能性。在極端情況下，被擠壓的電壓采樣線束表皮絕緣材料可能發(fā)生磨損，從而造成短路，存在安全隱患。

此次蔚來(lái)召回事件是中國(guó)電動(dòng)車發(fā)展史的一個(gè)插曲。

在中國(guó)，已有200萬(wàn)位新能源汽車消費(fèi)者愿意嘗試這一新的能源形式下的交通工具，但他們遲遲得不到權(quán)威部門(mén)的著火事件調(diào)查結(jié)果，頻頻爆出的自燃事件勢(shì)必會(huì)動(dòng)搖他們的采購(gòu)和示范信心。

截至發(fā)稿前，尚未有國(guó)家權(quán)威部門(mén)就2018年至今一系列新能源車起火事件發(fā)布調(diào)查結(jié)果來(lái)安定民心。

如果不能明確原因，就無(wú)法解決安全問(wèn)題。對(duì)于全球新能源汽車第一消費(fèi)大國(guó)——中國(guó)來(lái)說(shuō)，將是一場(chǎng)信心災(zāi)難：比如大部分車輛停車時(shí)都會(huì)自覺(jué)遠(yuǎn)離電動(dòng)車；比如不少外企在做日常會(huì)議前的safety sharing時(shí)建議員工遠(yuǎn)離正在充電的電動(dòng)車。

2019年5月，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷分別完成11.2萬(wàn)輛和10.4萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)16.9%和1.8%。相較于2018年百分之幾十的同比增長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，今年中國(guó)新能源車產(chǎn)銷增速放緩。

但作為全球新能源汽車應(yīng)用的急先鋒，中國(guó)仍在提速推廣進(jìn)程。

2018年11月，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃八大重點(diǎn)工程實(shí)施方案》：計(jì)劃到2025年，新能源汽車年銷700萬(wàn)臺(tái)，保有量達(dá)2000萬(wàn)臺(tái)，燃料電池汽車推廣5萬(wàn)臺(tái)，混合動(dòng)力車型市場(chǎng)占比達(dá)到20%。

不僅是中國(guó)，由于節(jié)能減排政策的政策壓力，全球范圍內(nèi)新能源汽車已經(jīng)大勢(shì)所趨。

羅蘭貝格預(yù)測(cè)：至2020年，全球當(dāng)年新售車輛中約有15%為新能源汽車；至2030年，新能源汽車銷量將超過(guò)傳統(tǒng)燃油汽車，占當(dāng)年銷量的57%，達(dá)5900萬(wàn)輛/年。

要想在這個(gè)保守估計(jì)不下于10萬(wàn)億元產(chǎn)值規(guī)模的市場(chǎng)上達(dá)到上述預(yù)測(cè)銷量，從系統(tǒng)上消除消費(fèi)者的恐慌是前提。

嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

正如中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高所指出的那樣，新能源汽車起火是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，不是技術(shù)路線問(wèn)題。

電動(dòng)車起火大部分原因在于電池起火，電池起火的原因主要在于電池?zé)崾Э亍?/p>

所謂的熱失控，是指動(dòng)力電池在工作的時(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)產(chǎn)生連鎖的化學(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。

電池?zé)崾Э氐脑蛴懈鞣N各樣的，有可能是電池包本身溫度不均勻，有局部區(qū)域溫度高、外短路、內(nèi)短路等等原因引發(fā)著火。

動(dòng)力電池科技公司遠(yuǎn)景AESC中國(guó)研發(fā)負(fù)責(zé)人林玉春在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)表示，隔膜設(shè)計(jì)是影響電池內(nèi)短路發(fā)生的重要因素之一。如果隔膜設(shè)計(jì)余量不夠或者設(shè)計(jì)方向不對(duì)，會(huì)影響隔膜的機(jī)械延展性與柔韌性，導(dǎo)致充電過(guò)程出現(xiàn)萎縮，繼而正負(fù)極相互接觸，造成短路。

同時(shí)，在生產(chǎn)工藝中把控不嚴(yán)，電芯混入金屬顆粒，這些雜質(zhì)在充放電過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致電極表面差異反應(yīng)，不斷積累后會(huì)刺破隔膜，從而導(dǎo)致短路。

一旦有一顆電芯出現(xiàn)問(wèn)題，如短路、斷路等，將影響電池組內(nèi)其他電芯，從而造成內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題，最終導(dǎo)致安全問(wèn)題。

特斯拉這種用串聯(lián)電路的電動(dòng)車尤為危險(xiǎn)。軟銀中國(guó)投資的臺(tái)灣固態(tài)電池生產(chǎn)企業(yè)輝能科技股份有限公司行銷經(jīng)理許容禎告訴《財(cái)經(jīng)》記者，特斯拉擁有4416顆鋰電池，只要一個(gè)環(huán)節(jié)做的不好，就會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng)。

BMS技術(shù)需提高

除電池廠和充電企業(yè)努力外，整車廠其實(shí)需要承擔(dān)的責(zé)任并不輕。因?yàn)殡姵毓芾硐到y(tǒng)（Battery Management System，下稱BMS）是電動(dòng)汽車整體架構(gòu)中的重要要素，而這些目前都由整車廠來(lái)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

BMS是處于動(dòng)力電池系統(tǒng)的核心位置，是電池保護(hù)和管理的核心部件。BMS不僅要保證電池安全可靠地使用，更要控制電池組的充放電，并在整車控制器上報(bào)動(dòng)力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)和故障信息，可謂是電池、整車控制器和駕駛者之間的橋梁。

一家大型鋰電廠中層對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示，熱管理系統(tǒng)在BMS中較為重要。熱管理系統(tǒng)的基本工作原理是通過(guò)冷卻或者加熱的方式使電池包的溫度維持在一定的溫度范圍從而保證電芯的性能發(fā)揮及壽命。

熱管理系統(tǒng)主要分為三類：加熱系統(tǒng)，風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)，不同的設(shè)計(jì)方案的工作原理不同，但都存在引發(fā)電池包熱失控的可能性。

首先，對(duì)于水冷系統(tǒng)，它是通過(guò)液體對(duì)流交換，帶走熱量降低電芯溫度的一種熱管理方式，但是水冷板通常位于電池包的底部，安置于車輛的底盤(pán)，車輛長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中對(duì)水冷板的異常撞擊，底部刮蹭，或者水冷設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期可靠性失效，可能使其發(fā)生冷卻液泄漏，進(jìn)而導(dǎo)致電池包絕緣失效引起整車熱失控。

第二，風(fēng)冷系統(tǒng)，它是以空氣為為介質(zhì)，利用熱對(duì)流降低電芯溫度的一種熱管理方式，但風(fēng)冷設(shè)計(jì)會(huì)提高電池系統(tǒng)的密封設(shè)計(jì)難度，車輛長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程密封結(jié)構(gòu)失效，使其存在陰雨天行駛進(jìn)水從而絕緣失效導(dǎo)致熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。

最后，對(duì)于主要應(yīng)用在寒冷地區(qū)的電動(dòng)汽車會(huì)使用加熱系統(tǒng)，其原理是利用加熱膜來(lái)對(duì)電池包加熱，使其維持在合理的工作溫度范圍內(nèi)，保證電芯性能發(fā)揮。加熱膜的發(fā)熱功率設(shè)計(jì)或者裝配方案設(shè)計(jì)不合理，又或者其長(zhǎng)期可靠性失效，也可能會(huì)導(dǎo)致電池包絕緣失效，進(jìn)而引發(fā)熱失控事件。

上述鋰電廠中層表示，熱管理這些問(wèn)題目前已經(jīng)有技術(shù)解決方案，并且能否有效解決這些問(wèn)題是體現(xiàn)各廠家技術(shù)先進(jìn)性的一個(gè)指標(biāo)。

高能量密度下的風(fēng)險(xiǎn)

為了解決電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程問(wèn)題，提高動(dòng)力電池能量比是發(fā)展的必由之路。要想提高能量比，就要調(diào)整鋰電池相關(guān)材料配比。

目前乘用車的動(dòng)力電池大部分采用三元體系，即正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰的鋰電池。我國(guó)三元?jiǎng)恿﹄姵夭捎玫逆団掑i酸鋰。

根據(jù)鎳鈷錳三元素的不同配比，又分為111型、532型、622型和811型。隨著鎳的比例不斷提高，動(dòng)力電池的能量比也會(huì)增加，這也就意味著汽車的續(xù)航里程將相應(yīng)增加。

對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)，安全、壽命、成本、能量密度這四者處于一種動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。如果能量密度提高，那么其他三者必然會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

深圳市比克電池有限公司企管中心副總裁李鳳梅在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)表示，鎳比例越高，整個(gè)正極材料的熱穩(wěn)定性就越差。遇到高溫、外力沖擊等情況，高鎳電池會(huì)存在安全隱患。高鎳電池充電時(shí)產(chǎn)氣會(huì)導(dǎo)致電池鼓脹也是一大問(wèn)題。

同時(shí)，811型電池一旦出現(xiàn)熱失控問(wèn)題，后果也較為嚴(yán)重。以往磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э?，僅會(huì)出現(xiàn)冒煙情況；532型三元鋰電池?zé)崾Э貢?huì)出現(xiàn)燃燒情況。一旦811型三元電池?zé)崾Э兀芸赡軙?huì)出現(xiàn)爆燃。

追求高能量密度是發(fā)展的必然，但歐陽(yáng)明高提醒《財(cái)經(jīng)》記者，電動(dòng)汽車高比能量動(dòng)力電池的發(fā)展，安全永遠(yuǎn)是第一位的。

系統(tǒng)預(yù)警機(jī)制需建立

對(duì)于電動(dòng)車安全來(lái)說(shuō)，這不是一兩家企業(yè)，或者一兩個(gè)環(huán)節(jié)企業(yè)所需做的事。這是上至監(jiān)管層，下至全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)企業(yè)必須牢牢緊繃的弦。

多起安全事件引起了工信部的注意。5月10日，工信部副部長(zhǎng)辛國(guó)斌在相關(guān)會(huì)議上指出，安全是事關(guān)新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的第一要?jiǎng)?wù)。近期，新能源汽車安全事故呈現(xiàn)多發(fā)態(tài)勢(shì)，全行業(yè)必須高度重視，采取有效措施，消除安全隱患，加快建立全面的安全保障體系，提升新能源汽車安全水平。

優(yōu)先一點(diǎn)就是產(chǎn)品要過(guò)關(guān)。在以往的事故中，電動(dòng)車產(chǎn)品或多或少存在問(wèn)題。如電池產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證不足，車輛使用過(guò)程中可靠性惡化，充電安全管理技術(shù)水平低下等。

李宏慶建議，在人身安全方面，漏電保護(hù)和絕緣檢測(cè)等功能和標(biāo)準(zhǔn)要求，國(guó)標(biāo)和歐標(biāo)美標(biāo)還有差距，建議適當(dāng)提升標(biāo)準(zhǔn)，包括設(shè)備生產(chǎn)制造和檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等

與此同時(shí)，《電動(dòng)汽車安全要求》、《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》、《電動(dòng)客車安全要求》3項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在今年年初進(jìn)入征求意見(jiàn)階段。

其中最為引人注意的是，相關(guān)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中首次提出逃生時(shí)間概念。根據(jù)規(guī)定，電池包或系統(tǒng)在由于單個(gè)電池?zé)崾Э匾馃釘U(kuò)散、進(jìn)而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險(xiǎn)之前5分鐘，應(yīng)提供一個(gè)熱事件報(bào)警信號(hào)（服務(wù)于整車熱事件報(bào)警，提醒乘員疏散）。

一旦有了報(bào)警信號(hào)，車內(nèi)人員就有了足夠的逃生時(shí)間，從而可以將人身安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

發(fā)生危險(xiǎn)報(bào)警只是最無(wú)奈的一種選擇，如何將危險(xiǎn)扼殺于襁褓之中才是上上之策。在復(fù)雜的工況下日積月累地使用，電動(dòng)車電池難免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，如何主動(dòng)監(jiān)測(cè)電動(dòng)車安全急需提上議事日程。

目前電動(dòng)汽車與燃油車所用的檢測(cè)體系相同，在全球范圍內(nèi)缺乏針對(duì)電動(dòng)汽車的全生命周期檢測(cè)。這就使得電動(dòng)汽車是長(zhǎng)時(shí)間使用后，如出現(xiàn)一些微小的問(wèn)題不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。千里之堤毀于蟻穴，日積月累之后，總有一天會(huì)爆發(fā)出安全問(wèn)題。

有多家鋰電廠中層呼吁，應(yīng)建立新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)制度，要求新能源汽車進(jìn)行專業(yè)地標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)。

不同于燃油車，新能源汽車年檢應(yīng)針對(duì)高壓電氣、動(dòng)力電池等特點(diǎn)建立相適應(yīng)的安全檢查制度。新能源年檢制度的建立可保證新能源汽車的使用安全，一定程度上避免安全事故的發(fā)生。

當(dāng)前市場(chǎng)已有很多車輛超過(guò)設(shè)計(jì)壽命要求繼續(xù)在使用，使用到后期會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，因此建議針對(duì)運(yùn)行時(shí)間或行駛里程超過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的車輛制定強(qiáng)制報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。

此外，因整車廠對(duì)電池的特性理解不深，也并未對(duì)后臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，導(dǎo)致很多故障原本可以通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)分析以實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警，因此建議整車廠將數(shù)據(jù)共享給有能量的電池企業(yè)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)警，以降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

在以上措施之外，日產(chǎn)汽車認(rèn)為無(wú)論車輛采用何種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，任何在道路上行駛的車輛都需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)與維護(hù)，這非常重要。

按時(shí)維修保養(yǎng)、定期報(bào)廢或更換電池等方式，會(huì)徹底消除車輛老化帶來(lái)的安全隱患。

林玉春表示，應(yīng)該開(kāi)發(fā)一些標(biāo)準(zhǔn)的主動(dòng)檢測(cè)手段。例如對(duì)電芯進(jìn)行主動(dòng)式的脈沖電流或者電壓測(cè)試，通過(guò)編制一些算法來(lái)檢測(cè)SOS（State of Safety, 蓄電池安全狀態(tài)）、SOC（State of Charge，蓄電池容量）和SOH（State of Health，健康度、性能狀態(tài)）。

然而檢測(cè)制度建立并非易事，這不僅涉及到鋰電廠、整車廠、充電企業(yè)等多個(gè)環(huán)節(jié)，還需要多部門(mén)協(xié)調(diào)，如國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、公安部、工信部等多部委。參與者過(guò)多，導(dǎo)致事中管理尤為困難。

也有新能源汽車企業(yè)高管向《財(cái)經(jīng)》記者表示，不要過(guò)度監(jiān)管，不是多加一道國(guó)家檢測(cè)，就萬(wàn)事大吉了。還是要通過(guò)市場(chǎng)手段來(lái)解決問(wèn)題。

一家大型鋰電廠高管表示，目前最為可行的辦法就是與保險(xiǎn)公司合作，共同建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

平安產(chǎn)險(xiǎn)副總經(jīng)理朱友剛告訴《財(cái)經(jīng)》記者，目前《機(jī)動(dòng)車綜合商業(yè)保險(xiǎn)條款（2014版）》已經(jīng)基本能覆蓋電動(dòng)車的現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)，只是個(gè)別條款可能不適用。

“隨著下一步電動(dòng)車保有量的不斷增加和風(fēng)險(xiǎn)的逐步暴露，肯定需要為其開(kāi)發(fā)專門(mén)的保險(xiǎn)產(chǎn)品。平安產(chǎn)險(xiǎn)會(huì)在車電分離保險(xiǎn)、電池自燃保險(xiǎn)、電池容量保障保險(xiǎn)等多方面進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。”朱友剛說(shuō)。

如果能對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行專門(mén)的檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)提供給保險(xiǎn)公司，對(duì)于保險(xiǎn)公司在輔助判定車輛故障、控制道德風(fēng)險(xiǎn)、提升理賠時(shí)效等方面，都有著巨大的幫助。

除了檢測(cè)外，大數(shù)據(jù)共享也是另一個(gè)好方法。在車輛使用過(guò)程中，整車企業(yè)掌握了大量的電池安全數(shù)據(jù)，然而這些數(shù)據(jù)并沒(méi)有共享給上游企業(yè)。

目前電池廠、整車企業(yè)、充電企業(yè)都是各自為戰(zhàn)，相互掌握著關(guān)鍵數(shù)據(jù)。特來(lái)電表示，國(guó)家部委和權(quán)威協(xié)會(huì)的支持協(xié)助會(huì)促進(jìn)三方更快的打通。目前特來(lái)電已經(jīng)與多家電池企業(yè)和整車廠簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，打通了相關(guān)的充電安全數(shù)據(jù)。

但是，這僅僅是少數(shù)企業(yè)的行為。上述新能源企業(yè)高管表示，車企會(huì)與電池企業(yè)進(jìn)行團(tuán)隊(duì)數(shù)據(jù)探討，但沒(méi)有形成一個(gè)平臺(tái)來(lái)定期交換數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)涉及商業(yè)機(jī)密和隱私。

可見(jiàn)，打通車輛、充電設(shè)施、電池之間的數(shù)據(jù)渠道尤為關(guān)鍵。但是如無(wú)國(guó)家部委或權(quán)威協(xié)會(huì)的介入，三方之間的籬笆將永遠(yuǎn)無(wú)法完全打破。

市場(chǎng)的問(wèn)題當(dāng)然需要市場(chǎng)來(lái)解決。但面對(duì)系統(tǒng)性問(wèn)題來(lái)說(shuō)，如何打破各方利益壁壘，形成全行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制，這就需要政府與市場(chǎng)主體共同協(xié)調(diào)。