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2个月烧了8辆,究竟什么样的电池才安全?

作者:中国储能网新闻中心 来源:高工新汽车评论 发布时间:2020-05-20 浏览:
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又到了电动车“自燃”季?

不完全统计,仅4-5月全国各地已经被曝光的电动汽车自燃起火事件就高达8起。这里面有长达3年的旧车,也有刚提不久的新车;有新造车企业,也有传统车企,有低端车型,更有高端车和热销车型。

其中在统计的8起事故中,有2辆车处于驾驶状态,有2辆车处于充电状态,有3辆车处于静止状态,有1辆车遭受碰撞。

连续发生的自燃起火事件,再次考验着人们对电动车安全性的信任感。

而就在几天前,由工信部组织制定,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布了关于电动汽车的三项强制性的国家标准,分别是:GB18384-2020《电动汽车安全要求》、GB38032-2020《电动客车安全要求》和GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,将于2021年1月1日起开始实施。

主要规定了电动汽车的电气安全和功能安全要求,强化了整车防水、绝缘电阻及监控要求,以降低车辆在正常使用、涉水等情况下的安全风险。

当然,电动汽车的自燃也不一定就与电池有关,也有可能是高压电路故障、配件老化磨损等都有关系。因此在上述国家强制标准中都有一一体现。

而电动汽车所装载的动力电池系统是重中之重,这次强制性标准中,特别增加了电池系统热事件报警信号要求,同时要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸。

目的就是为了给司机和乘客预留逃生时间。

在此之前,国家对电动汽车和动力电池安全性强制标准一直存在,电池企业会在电池组生产的各个环节包括电芯、BMS、PACK等多层级的防护,也会通过主动和被动策略来降低电池热失控的风险。

但电动汽车还是照烧不误。

这次的5分钟是首次做出时间量化,要求电池管理系统在识别单电芯热失控信号后,通过主动或者被动策略,争取在5分钟之内把热失控控制在一定范围内。

消息一出,又一次引发三元和磷酸铁锂安全之争。

大家普遍的认知是,三元电池尤其是高镍电池能量密度高,但活性强稳定性差,磷酸铁锂电池稳定性好,可惜低温性能差,能量密度也不高。

而5分钟理论一出,似乎也让高能量密度的高镍三元电池面临质疑。

但磷酸铁锂电池就一定安全吗,大家一定还记得2018年间发生的电动车自燃事件一起接一起,有不少是装载了磷酸铁锂电池的物流车和电动小车。

无论三元电池还是磷酸铁锂电池,安全性如何最终还是和企业技术实力和产品质量有关。

目前动力电池业界反馈的消息来看,从热失控“警报信号”发出开始计算,现有主流的三元电池都能远超5分钟的标准。

注意,这里是主流。

现在市场上每家企业的电池技术不一,电池型号非常多,不同化学体系、电芯尺寸、电芯类型、容量和热失控触发方式,这使得每种电芯和电池系统在热失控的过程存在很大差异。

并不是每一家企业都有能力筑起这5分钟的生命墙。

既然以锂电池的特性和现阶段的技术水平,热失控很难避免,那么可通过阻止起火和延缓的方式,预留逃生时间。

所以,无论你是磷酸铁锂还是高镍三元,都必须筑起这几分钟的生命墙。

对于有技术水平实现的大企业来说,这相当于是一道安全合格证书,对于落后者来说,就是淘汰标准。

车企和消费市场对高续航里程和低电耗的追求很难停止。

从2019年开始,新能源汽车产品竞争升级,冲击高端市场,高续航必不可少,也形成了续航里程的攀比风。例如2019年底就已经有不少自主品牌纷纷杀入了600km续航市场,今年更是有无700km不足以称霸的势头。

这种压力转嫁到动力电池身上,就变成了对能量密度的追求。例如2019年开始,三元高镍NCM811电池很快得到了高端车型的青睐。

从2020年纯电动车型申报情况来看,有部分车型所搭载的三元电池系统能量密度最高达到了180Wh/kg甚至190Wh/kg的级别。

这种电池对安全控制的技术和设计、制造、模组、管理系统等环节的技术不达标,就很容易埋下安全隐患。

这个时候能设下强制标准,也是另一种控制与警示。

当中小企业还在低端市场厮杀,大企业们预见了趋势,走在了前列。

例如由特斯拉和宁德时代率先爆出无钴电池,长城旗下的蜂巢能源刚刚也发布了无钴电池,这属于全新的电池材料配方和路线;宁德时代的CTP电池组还有比亚迪的刀片电池,不在单纯的从电池材料入手来提高能量密度,而是通过优改变和优化传统电池模组的结构,提高电池组的体积利用率,为电池减负和减重,从而提升电池包的能量密度。

这些大部头企业不仅能引领技术趋势,能引导产业走向,更能引导消费市场对电池的认知,这一点就比较厉害了。

所以,现在电池市场最残酷的事实不是市场集中度有多高的问题,而是中小企业玩不起的问题(这是题外话,后续再详细聊)。

这里想说的是,现在产业和市场关注的焦点不应该局限于三元和磷酸铁锂,也不是谁家的能量密度更高,而在于安全性可靠性。

在现阶段,纯电动乘用车采用磷酸铁锂电池的产品会逐步提升,但短期内主要还是在低端产品和低续航版本中应用。从2020年已发布的推荐目录来看,采用磷酸铁锂电池的纯电动乘用车占比已经提升到了20%左右,这部分车续航主要在400km以下的A00级、A0级车型。

但在中高端车型中,磷酸铁锂电池要实现高续航还有难度。

一台的纯电动轿车尤其是目前市场比较主流的紧凑型轿车,要实现NEDC续航500-600km级别只能通过高能量密度的三元电池来实现;小鹏P7一台轴距将近3米的轿跑车型,用高镍三元电池也只能装下81度电,才能实现NEDC续航700km以上,比亚迪汉EV采用磷酸铁锂刀片电池,能实现的电量是77度电,续航也在605km水平。

因此,在高能量密度和安全可控之间,必须要找到一个平衡点。

电动汽车的安全性任重道远,包括国家层面、企业层面上下游也一直在共同努力,期望能通过这类强制标准,技术门槛的设定,鼓励少数领先的企业在新技术、安全等各个方面快速落地,为生命护航。

关键字:磷酸铁锂电池

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