当前位置: 首页  > 储能应用分会频道 > 安全发展  返回

整零同心发力不起火电池

作者:赵琼 来源:新能源汽车新闻EV 发布时间:2022-05-06 浏览:

中国储能网讯:安全是新能源汽车产业发展的基石。其中,保证动力电池的安全性是重中之重。

不久前,工业和信息化部、公安部、交通运输部、应急管理部、市场监管总局五部门联合发布了《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》(以下简称《指导意见》),再次聚焦重点环节,为产业发展划出 " 底线 "。工信部就此强调,提高动力电池安全性是核心要素。

我国新能源汽车产业已进入市场化发展新阶段,呈现出 3 个新趋势:保持高速增长、市场渗透率持续提升、迈向高质量发展。与此同时,外界对新能源汽车安全问题的重视程度也不断提高。记者了解到,目前无论是行业层面,还是整车企业,抑或是上游供应商,都针对动力电池的安全问题,做出积极具体的举措。

01

整车上量背景下 安全风险备受关注

自燃、起火、烧车……时有发生的新能源汽车安全事故,牵动着消费者的神经,以致一些人对动力电池形成了负面印象——易燃易爆炸。

据报道,4 月 18 日,海口市一辆电动汽车在充电完成几分钟后突然冒烟起火。起火处位于底盘,燃烧中还伴随着轮胎爆炸声。根据今年以来的相关报道,这已是该款电动汽车发生的第三次车辆起火事故。今年 1 月,某租赁公司的一辆该款电动汽车在充电后 10 分钟冒烟起火,未造成人员伤亡;今年 2 月,依旧在海南,一辆该款电动汽车发生起火燃烧事故。通过上传网络社交平台的视频可见,涉事电动汽车的前部动力舱和底部动力电池窜出火焰。

除电动汽车发生起火、自燃事故外,换电站也未能幸免。4 月 19 日,一家换电服务商位于北京的某场站发生了爆炸。据透露,造成爆炸的原因是换电站内部的一块动力电池自燃,涉事电池为电动出租车所用,其电芯由头部供应商提供,整个电池包由车企设计、生产。

" 今年电动汽车发生起火的案例还少吗?"中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬向记者感慨道," 锂离子电池目前还存在诸多问题,如今市场大规模上量,产品的安全问题不容忽视。" 一项统计数据显示,2021 年,我国新能源汽车保有量达 784 万辆,全国范围内约发生 3000 起车辆火灾事故。其中,动力电池相关的安全事故占很大比重。工信部装备工业一司副司长郭守刚称,正是由于新能源汽车保有量的快速提升,其产品质量、技术安全等方面的风险依然存在且逐步扩大,因此,新能源汽车制造商在产品生产过程中仍需健全完善质量保障体系。

安全问题无小事,动力电池的安全性可谓 " 牵一发而动全身 "。江西南昌的一位新能源车主在接受记者采访时表示:" 现在购买电动汽车,最担心的就是安全问题。"

在新能源汽车行业 " 野蛮生长 " 阶段,对动力电池续驶里程和能量密度的盲目追求,曾为安全问题埋下隐患。如今,当新能源汽车市场迈入发展新阶段,提升产品的安全性成为产业实现高质量发展的重要一环。这种变化正悄无声息地渗透到市场发展的方方面面。

一位动力电池安全领域的工程师指出:" 以前,行业看重的是动力电池的续驶里程、能量密度。随着 PACK 技术的升级、充电环境的改善、公共交通的发展和消费市场的理性化,这两项指标逐渐让位于成本和安全性。"

02

解决电池热失控问题成为关键

据了解,在没有充电的前提下,电动汽车在行进中或停置状态时燃烧,可能是热管理故障或电池短路;充电后电池温度升高,特别是过充也会导致 BMS、热管理失效。电池升温导致的事故被称作热失控,其发生可能与 BMS、热管理、短路、浸水、碰撞等都有关系,具体缘由需要具体分析。

" 热失控是动力电池安全问题的最终表现,必须理顺动力电池安全问题与热失控之间的逻辑关系。" 王子冬在接受记者采访时表示,行业须扎扎实实解决好锂离子电池的安全问题,不能盲目地制造 " 噱头 "。

据悉,行业解决动力电池的热失控问题,主要从单体电池的热安全与热设计、电池模块的热蔓延和热管理,以及电池系统的热管理与热控制三方面入手。而针对三元锂电池和磷酸铁锂电池,目前安全技术的发展主要也划分为 3 个层面:一是电芯内部材料体的调整,即铁锂材料体系的选择、三元体系材料比例的变化,包括各种添加剂及电解液的改性等;二是电芯、模组、电池包等综合安全设计,包括 BMS 和热管理方面的设计;三是电池在整车上的应用以及与充电方式相结合,如预留电池安全富余容量、电池充放电安全预警、电池防水和防碰撞安全设计、电池底盘一体化等。

今年 1 月 1 日起实施的电动汽车强制性国家标准中,增加了电池系统热扩散试验的内容,强调电池包或系统在单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前 5 分钟,应提供一个热事件报警信号。

在《指导意见》中,五部门从完善安全管理机制、保障产品质量安全、提高监测平台效能等 7 个方面提出了 22 条具体措施。对提高动力电池安全水平提出的具体措施则包括:车企要积极与动力电池供应商开展设计协同,持续优化整车与动力电池的安全性匹配及热管理策略,明确动力电池使用安全边界,提高动力电池在碰撞、振动、挤压、浸水、充放电异常等状态下的安全防护能力,鼓励企业研究应用热失控实时监测预警装置和早期抑制及灭火措施。

03

车企创新 电池技术追求更安全

《指导意见》进一步压实了新能源汽车企业的主体责任。事实上,在致力于提升动力电池安全性能上,不少车企都在积极采取行动。记者了解到,宇通客车、广汽埃安、长城汽车等车企,针对动力电池安全性提升实现了技术创新。

2021 年 3 月,广汽埃安发布了新一代动力电池安全技术——弹匣电池,在行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火。据介绍,基于 " 防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延 " 的设计思路,弹匣电池采用类似安全舱的设计,可有效阻隔热失控电芯的蔓延,当检测到电芯电压或温度等出现异常时,将自动启动电池速冷降温系统为电池降温。弹匣电池将实现电芯耐热温度提升 30%,电池包上壳体能耐温 1400 ℃以上,散热面积提升 40%、散热效率提升 30%,并能以 24 小时全覆盖的全时巡逻模式对电池状态进行监测。

2021 年 6 月,长城汽车发布大禹电池,其命名寓意在于效仿 " 堵不如疏 " 的治水方案,融入了 8 项全新设计理念——热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却 " 设计,并布局数十项核心技术专利,主要覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等领域。据悉,大禹电池将于 2022 年全面 " 登场 ",作为下一代全新动力电池,配套长城汽车旗下的新能源系列车型。

2021 年 8 月,宇通动力电池发布了全世界首个批量应用于新能源商用车的动力电池安全技术,从整车、系统、箱体、部件和监控构建五重防护体系,实现安全级别、全气候能力和路况适应性三大提升。

2021 年 9 月,岚图汽车在安全技术发布会上,推出了全球首发的自研电池系统技术,并在中汽中心实验室对应用全新自研电池系统技术的岚图 FREE 纯电版、增程版的电池,进行挤压、碰撞、高温淋水等安全测试。为了生产出可靠性更强的动力电池,岚图汽车推出了独创的三维隔热墙系统技术、PACK 五层安全防护方案以及岚图专属云 BMS。

可以看到,车企在电池热失控扩展试验中已积累了一定的经验,推出的更安全电池,基本是依照 " 不起火、不爆炸 " 的思路进行设计。除此之外,比亚迪、江淮汽车、吉利极氪等也都有相应的电池安全技术进展。

04

将启动动力电池安全标准修订

今年全国两会期间,长城汽车总裁王凤英就中国汽车工业高质量发展提出了三项议案建议,其中之一便是《关于推动动力电池热失控防护技术应用的建议》。她认为,防止动力电池热失控,提高动力电池安全性能,迫在眉睫。

王凤英称:" 动力电池热失控防护技术是保障新能源汽车用户生命安全的最后一道防线,亟需引起社会的广泛认知和快速推广应用。建议行业协会搭建平台,引发社会各界以及行业的广泛认知,共同推动动力电池热失控防护技术的应用。"

据悉,行业在动力电池热失控防护技术推广方面,依然存在一些不可回避的问题,比如,缺少顶层规划推动、技术尚未纳入政策法规体系、存量新能源汽车并未采用等。

记者还了解到,目前针对电池热失控的现象,行业组织已在开展标准制定工作。3 月 18 日,工信部发布了《2022 年汽车标准化工作要点》。在新能源汽车方面,工信部针对动力蓄电池、燃料电池、充换电等细分领域,提出了多项工作要点。其中第一项便指出,要启动电动汽车动力蓄电池安全相关标准修订工作,进一步提升动力蓄电池热失控报警和安全防护水平。

有行业人士提出,借着工信部专家组对动力电池安全标准进行升级的契机,应考虑行业技术发展的阶段和中国消费者的刚性需求,建议将不热扩散技术纳入新国标。

新能源汽车企业安全体系的建设,离不开车企与动力电池供应商的协同发展,这正是《指导意见》提出的思路。工信部装备工业发展中心相关负责人认为,整车企业要向动力电池供应商提出明确的技术要求,在动力电池设计、热管理策略、异常监测等方面要开展深入合作。同时,整车企业、动力电池供应商要共同把控产品一致性,确保产品达到安全设计目标。

中国电池工业协会副理事长王敬忠在接受记者采访时也提到:" 动力电池的安全问题更多是在使用方面,如果使用不当,就容易发生事故,对用户的培训主要体现为车企的责任。此外,车企在进行产品设计时就应充分考虑到动力电池的散热、碰撞等情况,这样才能使得安全性得到最大的保障。"

05

" 不起火 " 电池成为技术攻关方向

比亚迪总裁王传福表示,安全是新能源汽车发展的基石,成本是必须要面对的一项重要指标,当续驶里程迈过一定门槛后,动力电池能量密度的重要性在降低,最重要的指标可能会变成安全、成本和循环寿命。

宁德时代在 2020 年已量产无热扩散的 8 系电池,这项技术被称为 " 不起火 " 电池。蔚来汽车推出的 100kWh 电池包,采用的是宁德时代镍 55 三元锂电芯和最新的 CTP 技术,可实现 " 无热蔓延 ",即宁德时代此前宣布的 " 不起火电池 "。宁德时代还将于 2023 年实现续驶 1000km、拥有更高比能无热扩散电池技术的量产。瑞浦能源也推出了新一代磷酸铁锂电池。根据官方说法,这种电池实现了不冒烟、不起火、不爆炸。此外,欣旺达也公布了 " 只冒烟、不起火 " 的电池系统解决方案。

全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树向记者强调,新能源汽车安全第一,这是毋庸置疑的。现在整车配套磷酸铁锂电池的情况逐渐增多,安全性相比之前更有保障。

随着全行业对安全问题的认识不断深化,新能源汽车产品的安全水平显著提升,安全总体形势持续向好。不过,随着保有量的快速增长、老旧车辆不断增多,新能源汽车的产品质量安全风险依然存在,部分企业质量保障体系仍然有待健全完善。

王凤英建议,国家层面进行顶层规划,推动动力电池热失控防护技术的应用,助推其成为新能源汽车出厂的必备配置;还需要逐步对存量新能源汽车,标配动力电池热失控防护技术。

针对存量新能源汽车,王凤英建议建立有效机制,逐步对存量新能源车型标配动力电池热失控防护技术:一方面对现有存量车型分批更换匹配热失控防护技术的动力电池;另一方面,建立老旧新能源汽车退出机制,确保市面所有新能源车型均纳入动力电池热失控防护技术保护体系。

" 过去,安全问题是电池企业承担的责任比较多,现在则是车企需要承担更多的责任。如今把责任主体明确后,其实是把关注的重点从电池转到整车上。因此,车企要真正自己去做研究,把握好电池的性能。未来,整车企业更要做好车辆管理的基础工作。" 崔东树称。

分享到:

关键字:动力电池安全

中国储能网版权说明:

1、凡注明来源为“中国储能网:xxx(署名)”,除与中国储能网签署内容授权协议的网站外,未经本网授权,任何单位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。

2、凡本网注明“来源:xxx(非中国储能网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不代表中国储能网赞同其观点、立场或证实其描述。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何版权问题与本网无关。

3、如因作品内容、版权以及引用的图片(或配图)内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。请在30日内进行。

4、有关作品版权事宜请联系:13661266197、 邮箱:ly83518@126.com