新能源汽車“加粗”安全底線

6月8日，工信部發(fā)布開展新能源汽車安全隱患排查的通知，要求新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及動(dòng)力電池供應(yīng)商在今年10月底前完成對(duì)生產(chǎn)的新能源汽車的安全隱患排查工作。

安全問題一直是新能源汽車備受關(guān)注的焦點(diǎn)。進(jìn)入5月以來，連續(xù)發(fā)生的數(shù)起新能源汽車自燃事件，再一次將市場的目光聚焦到新能源汽車的安全問題上來。事實(shí)上，作為新能源汽車安全的核心，動(dòng)力電池的安全技術(shù)持續(xù)升級(jí)，并且已從單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全，不斷“加粗”新能源汽車的安全底線。

重點(diǎn)排查動(dòng)力電池

據(jù)了解，這次被業(yè)界稱為“史上最嚴(yán)”的排查，重點(diǎn)是對(duì)已售車輛、庫存車輛的防水保護(hù)、高壓線束、車輛碰撞、車載動(dòng)力電池、車載充電裝置、電池箱、機(jī)械部件和易損件開展安全隱患排查工作，并根據(jù)車輛實(shí)際情況，采取有效技術(shù)手段，降低車輛起火風(fēng)險(xiǎn)。

從工信部發(fā)布的新能源汽車安全排查工作檢查參考表來看，此次安全隱患排查主要內(nèi)容就是動(dòng)力電池部分，其中包含外觀檢查、軟件診斷、氣密性檢測、開箱檢查及換件等。

事實(shí)上，進(jìn)入5月以來，政策層面在新能源汽車安全方面的力度不斷加大。5月上旬，工信部組織制定的《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》《電動(dòng)汽車安全要求》《電動(dòng)客車安全要求》三項(xiàng)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，并將于2021年1月1日起開始實(shí)施。

據(jù)了解，這三項(xiàng)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)以我國原有推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，與我國牽頭制定的聯(lián)合國電動(dòng)汽車安全全球技術(shù)法規(guī)全面接軌，進(jìn)一步提高和優(yōu)化了對(duì)電動(dòng)汽車整車和動(dòng)力電池產(chǎn)品的安全技術(shù)要求。

5月26日，工信部又專門召開會(huì)議加強(qiáng)新能源汽車國家標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，要求所有新能源汽車產(chǎn)品均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

這些政策對(duì)于新能源汽車車用動(dòng)力電池的安全問題強(qiáng)調(diào)的最為突出。在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求等。試驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋系統(tǒng)熱擴(kuò)散、外部火燒、機(jī)械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環(huán)、振動(dòng)泡水、外部短路、過溫過充等。

電池安全不斷升級(jí)

針對(duì)電池安全問題，各新能源汽車廠家和電池生產(chǎn)企業(yè)一直在不斷地進(jìn)行探索和嘗試，通過不同的技術(shù)路線、不同的產(chǎn)品等，不斷提高車用動(dòng)力電池的安全性。

目前，在動(dòng)力電池領(lǐng)域占主流地位的是磷酸鐵鋰電池和三元電池，其余如鈦酸鋰、錳酸鋰等也有一定應(yīng)用，而包括固態(tài)電池、鎂電池、無鈷電池、氫燃料電池等一些新體系電池也處于研發(fā)或探索階段。

技術(shù)路線是市場和用戶的共同選擇。由于新能源汽車應(yīng)用領(lǐng)域廣、應(yīng)用場景多，對(duì)動(dòng)力電池的需求也是多元的。鐵鋰電池是我國的特色，具備高安全、長壽命等特性，主要在電動(dòng)客車、物流車等商用車領(lǐng)域應(yīng)用。而三元電池能量密度高，可有效解決私家車用戶的里程焦慮，目前已經(jīng)成為全球新能源乘用車的主流方案。

正因?yàn)槿绱?，眾多整車企業(yè)和電池生產(chǎn)企業(yè)基本都保持著各種技術(shù)路線并行前進(jìn)的狀態(tài)。在鐵鋰電池、三元電池大批量投入市場的同時(shí)，其他技術(shù)路線的預(yù)研和技術(shù)儲(chǔ)備同時(shí)進(jìn)行。以目前國內(nèi)車用動(dòng)力電池市場占有量最高的寧德時(shí)代為例，其三元電池和鐵鋰電池的生產(chǎn)和銷售均處在行業(yè)前列，并保持著對(duì)其他電池技術(shù)路線的技術(shù)優(yōu)勢。

隨著研發(fā)投入的不斷加大，各種電池技術(shù)路線也在不斷升級(jí)，補(bǔ)齊短板。針對(duì)鐵鋰電池能量密度低的弱點(diǎn)，比亞迪推出了刀片電池，通過結(jié)構(gòu)的變化使同體積鐵鋰電池的能量有了大幅提升。而針對(duì)三元電池穩(wěn)定性低的問題，寧德時(shí)代經(jīng)過多年研發(fā)，獨(dú)創(chuàng)了“控短路”安全技術(shù)。在三元電池遭受針刺等外部金屬異物猛烈穿刺或沖擊而進(jìn)入電池內(nèi)部的情況下，也能保證不發(fā)生大電流內(nèi)短路，從而不引發(fā)電池?zé)崾Э亍?/p>

2017年，寧德時(shí)代針對(duì)某歐洲車企提出的能通過針刺測試的高能量密度三元電池單體技術(shù)的要求，在全球率先攻克了高能量密度三元電池針刺問題，并由客戶送到德國萊茵TUV檢測認(rèn)證。報(bào)告結(jié)果顯示，在針刺實(shí)驗(yàn)中，三元電池實(shí)現(xiàn)了不起火、不爆炸，電池溫度也只有35.1℃。

寧德時(shí)代的最新消息顯示，其已經(jīng)研發(fā)出一種使用年限長達(dá)16年，行駛里程達(dá)到200萬公里的電池，并且隨時(shí)可以投入市場，價(jià)格只比目前電動(dòng)車的電池貴10%左右。而目前一般電動(dòng)汽車中所使用電池行駛里程只有約24萬公里，使用年限僅為8年。

隨著國內(nèi)企業(yè)電池技術(shù)的不斷提升，更多國際品牌開始選擇國產(chǎn)電池。目前，寧德時(shí)代已經(jīng)與特斯拉達(dá)成合作，為其上海工廠生產(chǎn)的Model 3汽車提供電池。此外，寧德時(shí)代與寶馬、奧迪和保時(shí)捷也一直進(jìn)行著合作。

重心轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全

在動(dòng)力電池技術(shù)不斷升級(jí)的同時(shí)，新能源汽車的安全重心也由電池技術(shù)安全逐漸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全。

我國車用動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)經(jīng)歷了多次的升級(jí)和規(guī)范：2006年首次發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，新能源汽車產(chǎn)業(yè)尚處于培育期，因此主要參考的是消費(fèi)電子鋰電池測試要求；2015年再次發(fā)布新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，已經(jīng)積累了10年的研發(fā)示范經(jīng)驗(yàn)，在單體、模塊測試基礎(chǔ)上，增加了電池系統(tǒng)層級(jí)安全要求，對(duì)引導(dǎo)系統(tǒng)集成開發(fā)起到重要作用。

近兩年，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得了舉世矚目的成績，中國也被歐美日等發(fā)達(dá)國家邀請(qǐng)主導(dǎo)電動(dòng)汽車安全全球技術(shù)法規(guī)中的動(dòng)力電池部分，并形成了強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)體系。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求，模擬了外部火燒、機(jī)械沖擊、濕熱循環(huán)、振動(dòng)泡水、過溫過充等實(shí)際場景。單體針刺測試作為獨(dú)立項(xiàng)目，在該標(biāo)準(zhǔn)中被正式取消，僅作為單體熱失控的觸發(fā)條件，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。也就是說，針刺是否通過已不重要，關(guān)鍵要看單體熱失控后，系統(tǒng)是否可以控制熱失控的蔓延，為各類電池的安全應(yīng)用設(shè)定了基本門檻。

對(duì)此，眾多業(yè)內(nèi)專家表示，動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)從單體安全轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)電池的整體、系統(tǒng)性安全。電池的安全貫穿在整個(gè)使用過程中，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，包括電池的單體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、動(dòng)態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)防護(hù)等，確保產(chǎn)品在生命周期的每一個(gè)階段都是安全的，從實(shí)際意義上真正提高電池的安全性能。

清華大學(xué)教授、清華大學(xué)汽車研究所所長陳全世曾經(jīng)是國家電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)副主任，參與中國幾乎所有電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)的制定。他表示，穿刺測試一直存在爭議，對(duì)于是否應(yīng)該有這個(gè)測試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生過激烈的爭論，在目前的標(biāo)準(zhǔn)中成了一個(gè)非必選項(xiàng)。

隨著“新基建”的加速推進(jìn)，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正站在一個(gè)新的風(fēng)口之上。而這也必將推進(jìn)包括動(dòng)力電池在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。安全，特別是電池安全，作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)首要的問題，也將成為未來推動(dòng)新能源汽車和電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>