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2個月燒了8輛 究竟什么樣的電池才安全?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2020-05-20 15:05:26
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2個月燒了8輛 究竟什么樣的電池才安全?又到了電動車“自燃”季?不完全統(tǒng)計,僅4-5月全國各地已經(jīng)被曝光的電動汽車自燃起火事件就高達8起。這里面有長達3年的

又到了電動車“自燃”季?

不完全統(tǒng)計,僅4-5月全國各地已經(jīng)被曝光的電動汽車自燃起火事件就高達8起。這里面有長達3年的舊車,也有剛提不久的新車;有新造車企業(yè),也有傳統(tǒng)車企,有低端車型,更有高端車和熱銷車型。

其中在統(tǒng)計的8起事故中,有2輛車處于駕駛狀態(tài),有2輛車處于充電狀態(tài),有3輛車處于靜止狀態(tài),有1輛車遭受碰撞。

連續(xù)發(fā)生的自燃起火事件,再次考驗著人們對電動車安全性的信任感。

而就在幾天前,由工信部組織制定,國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會發(fā)布了關于電動汽車的三項強制性的國家標準,分別是:GB18384-2020《電動汽車安全要求》、GB38032-2020《電動客車安全要求》和GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,將于2021年1月1日起開始實施。

主要規(guī)定了電動汽車的電氣安全和功能安全要求,強化了整車防水、絕緣電阻及監(jiān)控要求,以降低車輛在正常使用、涉水等情況下的安全風險。

當然,電動汽車的自燃也不一定就與電池有關,也有可能是高壓電路故障、配件老化磨損等都有關系。因此在上述國家強制標準中都有一一體現(xiàn)。

而電動汽車所裝載的動力電池系統(tǒng)是重中之重,這次強制性標準中,特別增加了電池系統(tǒng)熱事件報警信號要求,同時要求電池單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)在5分鐘內不起火不爆炸。

目的就是為了給司機和乘客預留逃生時間。

在此之前,國家對電動汽車和動力電池安全性強制標準一直存在,電池企業(yè)會在電池組生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)包括電芯、BMS、PACK等多層級的防護,也會通過主動和被動策略來降低電池熱失控的風險。

但電動汽車還是照燒不誤。

這次的5分鐘是首次做出時間量化,要求電池管理系統(tǒng)在識別單電芯熱失控信號后,通過主動或者被動策略,爭取在5分鐘之內把熱失控控制在一定范圍內。

消息一出,又一次引發(fā)三元和磷酸鐵鋰安全之爭。

大家普遍的認知是,三元電池尤其是高鎳電池能量密度高,但活性強穩(wěn)定性差,磷酸鐵鋰電池穩(wěn)定性好,可惜低溫性能差,能量密度也不高。

而5分鐘理論一出,似乎也讓高能量密度的高鎳三元電池面臨質疑。

但磷酸鐵鋰電池就一定安全嗎,大家一定還記得2018年間發(fā)生的電動車自燃事件一起接一起,有不少是裝載了磷酸鐵鋰電池的物流車和電動小車。

無論三元電池還是磷酸鐵鋰電池,安全性如何最終還是和企業(yè)技術實力和產(chǎn)品質量有關。

目前動力電池業(yè)界反饋的消息來看,從熱失控“警報信號”發(fā)出開始計算,現(xiàn)有主流的三元電池都能遠超5分鐘的標準。

注意,這里是主流。

現(xiàn)在市場上每家企業(yè)的電池技術不一,電池型號非常多,不同化學體系、電芯尺寸、電芯類型、容量和熱失控觸發(fā)方式,這使得每種電芯和電池系統(tǒng)在熱失控的過程存在很大差異。

并不是每一家企業(yè)都有能力筑起這5分鐘的生命墻。

既然以鋰電池的特性和現(xiàn)階段的技術水平,熱失控很難避免,那么可通過阻止起火和延緩的方式,預留逃生時間。

所以,無論你是磷酸鐵鋰還是高鎳三元,都必須筑起這幾分鐘的生命墻。

對于有技術水平實現(xiàn)的大企業(yè)來說,這相當于是一道安全合格證書,對于落后者來說,就是淘汰標準。

車企和消費市場對高續(xù)航里程和低電耗的追求很難停止。

從2019年開始,新能源汽車產(chǎn)品競爭升級,沖擊高端市場,高續(xù)航必不可少,也形成了續(xù)航里程的攀比風。例如2019年底就已經(jīng)有不少自主品牌紛紛殺入了600km續(xù)航市場,今年更是有無700km不足以稱霸的勢頭。

這種壓力轉嫁到動力電池身上,就變成了對能量密度的追求。例如2019年開始,三元高鎳NCM811電池很快得到了高端車型的青睞。

從2020年純電動車型申報情況來看,有部分車型所搭載的三元電池系統(tǒng)能量密度最高達到了180Wh/kg甚至190Wh/kg的級別。

這種電池對安全控制的技術和設計、制造、模組、管理系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的技術不達標,就很容易埋下安全隱患。

這個時候能設下強制標準,也是另一種控制與警示。

當中小企業(yè)還在低端市場廝殺,大企業(yè)們預見了趨勢,走在了前列。

例如由特斯拉和寧德時代率先爆出無鈷電池,長城旗下的蜂巢能源剛剛也發(fā)布了無鈷電池,這屬于全新的電池材料配方和路線;寧德時代的CTP電池組還有比亞迪的刀片電池,不在單純的從電池材料入手來提高能量密度,而是通過優(yōu)改變和優(yōu)化傳統(tǒng)電池模組的結構,提高電池組的體積利用率,為電池減負和減重,從而提升電池包的能量密度。

這些大部頭企業(yè)不僅能引領技術趨勢,能引導產(chǎn)業(yè)走向,更能引導消費市場對電池的認知,這一點就比較厲害了。

所以,現(xiàn)在電池市場最殘酷的事實不是市場集中度有多高的問題,而是中小企業(yè)玩不起的問題(這是題外話,后續(xù)再詳細聊)。

這里想說的是,現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)和市場關注的焦點不應該局限于三元和磷酸鐵鋰,也不是誰家的能量密度更高,而在于安全性可靠性。

在現(xiàn)階段,純電動乘用車采用磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)品會逐步提升,但短期內主要還是在低端產(chǎn)品和低續(xù)航版本中應用。從2020年已發(fā)布的推薦目錄來看,采用磷酸鐵鋰電池的純電動乘用車占比已經(jīng)提升到了20%左右,這部分車續(xù)航主要在400km以下的A00級、A0級車型。

但在中高端車型中,磷酸鐵鋰電池要實現(xiàn)高續(xù)航還有難度。

一臺的純電動轎車尤其是目前市場比較主流的緊湊型轎車,要實現(xiàn)NEDC續(xù)航500-600km級別只能通過高能量密度的三元電池來實現(xiàn);小鵬P7一臺軸距將近3米的轎跑車型,用高鎳三元電池也只能裝下81度電,才能實現(xiàn)NEDC續(xù)航700km以上,比亞迪漢EV采用磷酸鐵鋰刀片電池,能實現(xiàn)的電量是77度電,續(xù)航也在605km水平。

因此,在高能量密度和安全可控之間,必須要找到一個平衡點。

電動汽車的安全性任重道遠,包括國家層面、企業(yè)層面上下游也一直在共同努力,期望能通過這類強制標準,技術門檻的設定,鼓勵少數(shù)領先的企業(yè)在新技術、安全等各個方面快速落地,為生命護航。