自燃頻發(fā) 新能源汽車電池安全顯現(xiàn)
2018年，新能源汽車迎來又一輪爆發(fā)式增長。據(jù)中汽協(xié)官方數(shù)據(jù)顯示，2018年新能源汽車累計銷量破百萬輛。但與此同時，高增長的背后也暴露了不小的安全問題。
2018年8月25日，成都一輛威馬EX5在威馬汽車研究院園區(qū)內(nèi)發(fā)生自燃；8月26日，安徽銅陵一輛安凱電動客車在路邊起火；8月28日，一輛正在充電的廂式電動車起火；8月31日，廣州街頭一輛力帆650EV起火；9月1日，長春街頭一輛特斯拉疑似起火；9月6日，合肥一輛奔馳電動汽車起火；10月10日，北京海淀區(qū)一輛長安奔奔EV起火……據(jù)新京報記者不完全統(tǒng)計，僅2018年年內(nèi)，新能源汽車的自燃事件發(fā)生多達30余起。
多起自燃事件的發(fā)生，使得行業(yè)開始審視自燃事件背后的技術(shù)和質(zhì)量問題。中國科學院院士歐陽明高在今年1月份舉辦的中國電動汽車百人會上給出的原因是，電池熱失控引發(fā)自燃，“現(xiàn)在的電動車為追求高能量密度高續(xù)航，將電池中的隔膜厚度進行削減，給電池安全造成了一定的安全隱患，很容易造成熱失控。除此之外，國家補貼政策的快速調(diào)整與動力電池系統(tǒng)開發(fā)周期不協(xié)調(diào)，導致產(chǎn)品無法得到充分驗證，進而產(chǎn)生安全隱患。”
因此，如何在新能源汽車快速發(fā)展、提升其電池密度和續(xù)航里程的同時，保證電池和整車的安全性，成為當下需要解決的關(guān)鍵問題。
熱失控成自燃主要誘因
目前，業(yè)內(nèi)普遍認為，引發(fā)電池熱失控的原因主要是熱輻射、電池內(nèi)部短路、惡劣環(huán)境濫用。
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院對2017年以來新能源汽車的起火事故分析統(tǒng)計，充電場景是起火的高發(fā)場景，占比達50%。而起火事故的原因中，動力電池自燃占比為31%，主要是由于鋰電池發(fā)生內(nèi)部或者外部短路后，短時間內(nèi)電池釋放出大量熱量，溫度急劇升高，導致熱失控。
歐陽明高稱，由于動力電池在工作時會發(fā)熱，其正常情況下可控，但在電池溫度過高或充電電壓過高時，電池內(nèi)部化學反應會接連發(fā)生，產(chǎn)生連鎖反應，使電池內(nèi)壓及溫度急劇上升，進而引發(fā)電池熱失控，引起燃燒或爆炸。
拋開外部的使用和環(huán)境問題的變化，發(fā)熱原因與本身的制造材料與工藝也息息有關(guān)，電池使用時間過長、電池包溫度不均、短路等問題都可能導致熱失控。
“原因很多，但最主要是電池驗證不足。”國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬認為，動力電池組是非常復雜的能量系統(tǒng)。一個電池的安全和循環(huán)壽命，除了關(guān)乎電池自身產(chǎn)品質(zhì)量，更重要的就是安全管控。
新京報記者向新能源汽車測試工程師了解到，目前新能源汽車電池驗證普遍面臨以下幾點問題，一是動力電池驗證時間短；二是驗證手段不完善；三是過程執(zhí)行不規(guī)范。
這位工程師解釋稱，由于現(xiàn)在廠家都跟著政策走，為了縮短測試周期，讓新車盡快上市，對于動力電池的細節(jié)方面驗證并不全面，而且行業(yè)內(nèi)很多企業(yè)可能都沒有實現(xiàn)動力電池驗證的相應技術(shù)手段和能力。
電池高能量密度與安全的平衡戰(zhàn)
賓夕法尼亞州立大學電化學發(fā)動機中心主任王朝陽曾舉過一個生動的例子：我們做電池的科學家跟工程師，每天是在玩折中的游戲。這里的折中，指的就是高能量密度與電池安全的折中。
在如今新能源汽車的火熱發(fā)展之下，高能量密度的動力電池帶來的高續(xù)航，成為車企爭相追逐的目標。但不同的是，一些車企選擇在技術(shù)研究上投入，通過技術(shù)研發(fā)實現(xiàn)高續(xù)航與車輛安全的平衡，也有一些企業(yè)選擇簡化這一流程。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士爆料稱，由于國家政策將動力電池高密度與補貼掛鉤，一些企業(yè)為了拿補貼，在技術(shù)尚不完全成熟且缺乏嚴格驗證的情況下，匆忙上馬高能量密度電池項目。由于這些電池開發(fā)時間短，尚不成熟，加之不斷縮短和簡化的驗證試驗環(huán)節(jié)，問題隨之而來。
目前動力電池的主要問題是，隨著能量密度的提高，熱失控幾率呈上升趨勢。業(yè)內(nèi)普遍認為，從電池形態(tài)和材料來看，動力電池將會從正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解質(zhì)減有機溶劑，逐步向全固態(tài)方向發(fā)展。據(jù)歐陽明高分析，目前全固態(tài)電解質(zhì)還有很多技術(shù)瓶頸需克服，大規(guī)模商業(yè)化估計在2025-2030年左右。
他認為，將補貼和動力電池能量密度掛鉤沒有問題，但要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律，對能量密度的提升不宜過快過頻，新能源汽車發(fā)展的節(jié)奏一定要穩(wěn)。
業(yè)內(nèi)分析認為，未來隨著今年年內(nèi)補貼退坡，國家逐步取消對續(xù)駛里程、能量密度等細節(jié)要求之后，技術(shù)的決策權(quán)將回到企業(yè)，市場對于產(chǎn)品的選擇也會更加苛刻，沒有技術(shù)含量、達不到安全標準的企業(yè)，面臨的將是淘汰風險。
專家建議規(guī)范維護保養(yǎng)電池
目前新能源汽車屢次出現(xiàn)的自燃問題，已經(jīng)引起了行業(yè)內(nèi)的廣泛重視。
有專家指出，過去幾年尤其是在電動汽車推廣應用初期，很多廠商都向消費者灌輸了電動車不需要維護保養(yǎng)的理念，其實這是一個很大的認識誤區(qū)，電動汽車尤其是電池也需要定期保養(yǎng)。
今年1月10日，中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、中國電動汽車充電基礎設施促進聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布《電動汽車安全指南》建議，電動汽車應定期在售后服務中心檢查，建議保養(yǎng)周期為每5000公里或半年。定期保養(yǎng)的內(nèi)容應包含均衡充電、氣密性檢測、絕緣性能檢測、外觀檢查等。
王子冬也在發(fā)布會上表示：“為了安全性和可靠性，電動汽車需要定期檢查和保養(yǎng)。但之前的動力電池系統(tǒng)很少考慮系統(tǒng)的可維修性，讓用戶在對動力電池系統(tǒng)進行維護時無從下手。所以，電池系統(tǒng)需要設計維護保養(yǎng)接口。”
一位在北汽新能源從業(yè)多年的工程師3月11日對新京報記者表示，動力電池安全問題的發(fā)生，也與目前技術(shù)還未達到非常成熟階段有關(guān)，傳統(tǒng)燃油車也經(jīng)歷了這樣的發(fā)展階段，因此新能源汽車的技術(shù)也需要時間來磨合沉淀。
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