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博弈:不向續(xù)航里程妥協(xié)的動力電池如何更安全?

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2019-11-22 11:43【

近年來,在新能源汽車補(bǔ)貼政策推動下,動力電池能量密度逐年創(chuàng)新高,新能源汽車?yán)m(xù)航里程也不斷提升。不過,正在逐漸駛出里程焦慮陰影的電動汽車,似乎又陷入了安全焦慮的困局。續(xù)航與安全之間要作何取舍?事實(shí)上,只有安全沒有長續(xù)航,或者只有長續(xù)航?jīng)]有安全,新能源汽車產(chǎn)業(yè)都不可能健康、長遠(yuǎn)地發(fā)展下去。唯有尋求兩者的共同提升,產(chǎn)業(yè)才能發(fā)展壯大。事實(shí)上,動力電池,包括新能源汽車,安全都是一個系統(tǒng)性的工程,需要各環(huán)節(jié)共同去推動。

 

11月15-17日,以“攜手·創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈未來”為主題,由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會、電池中國網(wǎng)聯(lián)合天津力神電池股份有限公司主辦的“第四屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2019)”在天津隆重舉行。在17日下午的“博弈:續(xù)航與安全”主題論壇上,與會嘉賓分別從材料、設(shè)備、電芯設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、BMS系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)監(jiān)控等多個方面分享和探討與動力電池安全相關(guān)的問題。

 


圖為中國工程院吳鋒院士作主旨發(fā)言

 

“新能源汽車的安全焦慮已經(jīng)成為第一焦慮,動力電池的安全更是首當(dāng)其沖,只有安全的產(chǎn)品才有應(yīng)用的市場,”中國工程院吳鋒院士在作主旨發(fā)言時(shí)指出,對于新能源汽車,安全問題不能單純完全歸咎于電池,需要各個環(huán)節(jié)的系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)。不過,他同時(shí)也指出,動力電池各項(xiàng)安全性能的提升是整個應(yīng)用系統(tǒng)安全的基本保證。

 


圖為北汽集團(tuán)新技術(shù)研究院副院長陳平發(fā)表演講

 

北汽集團(tuán)新技術(shù)研究院副院長陳平認(rèn)為,從整車廠的角度來看,不管是乘用車、商用車還是物流車,大家對于動力電池的關(guān)注點(diǎn)仍然集中在安全性、續(xù)航里程、動力性、成本、充電便利性、使用壽命等方面,其中,安全性仍是最為基礎(chǔ)也是最為重要的要求。陳平表示,不應(yīng)為了片面追求高比能量而忽略安全性的問題,提高安全性應(yīng)從電池、電芯材料一直到模組、整個電池包系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電池管理等方方面面把安全性重視起來。

 


圖為同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院副院長、新能源汽車工程中心主任魏學(xué)哲發(fā)表演講

 

電池管理系統(tǒng)也承擔(dān)著電池安全的重要責(zé)任,但就目前來看,電池管理系統(tǒng)在防范安全上似乎作用有限。“目前市面上的電池管理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第二代,主要解決SOC的問題。第一代電池管理系統(tǒng)采用闕值保護(hù),只要電池不過壓、不過流、不過熱,第一代BMS具備一些保護(hù)措施。”據(jù)同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院副院長、新能源汽車工程中心主任魏學(xué)哲介紹,電池管理系統(tǒng)正在向“3.0時(shí)代”發(fā)展,將具備電池長壽命、高安全管理的任務(wù)和能力。魏學(xué)哲表示,電池管理系統(tǒng)的“3.0時(shí)代”將要解決的是如何感知電池壽命,如何延長電池使用壽命,如何降低安全事故,如何做好安全管理和電池壽命的管理。這些是第一代、第二代所不具備的。

 


圖為蔚來汽車電池集成高級經(jīng)理趙建智發(fā)表演講

 

“動力電池安全是新能源汽車中一個重要的課題,車上的動力電池在充電、放電乃至于靜置的過程中會產(chǎn)生出海量的數(shù)據(jù),蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)、演變、汽車健康狀況與風(fēng)險(xiǎn)是息息相關(guān)的,”蔚來汽車電池集成高級經(jīng)理趙建智表示,通過對動力電池運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和深度挖掘,結(jié)合相關(guān)算法和技術(shù)可對電池產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析,最終實(shí)現(xiàn)對電池的運(yùn)營以及安全預(yù)警。

 


圖為星恒電源股份有限公司電池研究院副院長趙成龍發(fā)表演講

 

就材料本身來看,目前磷酸鐵鋰、錳酸鋰材料安全性要好于三元材料,但是前兩者在能量密度上欠佳。星恒電源股份有限公司電池研究院副院長趙成龍?jiān)谘葜v中指出,從對正極材料的理解來看,每一種電池材料都有自身的優(yōu)勢和局限,材料本身沒有好壞,關(guān)鍵是發(fā)揮材料的優(yōu)勢,用最適合的材料滿足市場的使用需求。如公司基于對電池材料的深入研究及其性能的綜合理解,將不同的材料進(jìn)行合理搭配,組合成新型復(fù)合材料,如形成以錳酸鋰為核心的錳系多元復(fù)合鋰路線,電池性能顯著提升,且安全性較三元材料有大幅提升。

 


圖為東莞匯樂環(huán)保股份有限公司安全研究院院長鐘圣俊發(fā)表演講

 

事實(shí)上,電池制造環(huán)節(jié)對電池安全性的影響也非常大。“因?yàn)殇囯娷囬g通常都是封閉的,考慮到溫濕度平衡、噪音、粉塵污染等問題,且大型除塵系統(tǒng)因?yàn)橥獠抗苈份^多,會有粉塵粘在管壁上,長期附著也會存在自燃等安全隱患,帶來火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn),”東莞匯樂環(huán)保股份有限公司安全研究院院長鐘圣俊認(rèn)為,集中式或大型的除塵系統(tǒng)不適用鋰電行業(yè),單機(jī)或小規(guī)模除塵系統(tǒng)具較大優(yōu)勢。鐘圣俊還指出,典型的鋰電工藝粉塵比較復(fù)雜,包括三元材料、石墨、磷酸鐵鋰等,有些粉塵危險(xiǎn)性較大,在除塵系統(tǒng)中還要考慮預(yù)防點(diǎn)火源、預(yù)防爆炸性環(huán)境、以及爆炸后果控制,以保證生產(chǎn)制造過程的安全。

 

除了安全與續(xù)航,與會嘉賓還就新能源汽車、動力電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)問題進(jìn)行了深度探討分析。吳鋒院士指出,我國鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)雖取得了大規(guī)模發(fā)展,但一些曾經(jīng)隱藏在動力電池行業(yè)火熱發(fā)展背后的問題也逐漸顯現(xiàn):行業(yè)集中度仍然不高,行業(yè)整體產(chǎn)能利用率較低;動力電池屬于重資產(chǎn)產(chǎn)業(yè),無論是產(chǎn)品生產(chǎn)還是技術(shù)研發(fā)都需要大筆的資金投入,而目前整個產(chǎn)業(yè)鏈對財(cái)政補(bǔ)貼依賴度過高,直接造成電池和材料企業(yè)應(yīng)收賬款居高不下,企業(yè)經(jīng)營資金鏈緊張。此外,動力電池企業(yè)還面臨著很大的成本壓力,以及回收難題。

 


圖為中國汽車技術(shù)研究中心有限公司北京工作部方凱正發(fā)表演講

 

隨著我國新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼大幅退坡,今年下半年新能源汽車銷量有所放緩。中國汽車技術(shù)研究中心有限公司北京工作部方凱正博士表示,我國新能源汽車發(fā)展形勢依舊向好,主要有以下幾方面原因:一是發(fā)展新能源汽車頂層戰(zhàn)略依然堅(jiān)定;二是主流車企電動化轉(zhuǎn)型進(jìn)展迅速;三是新能源汽車產(chǎn)品百花齊放,技術(shù)水平突飛猛進(jìn);四是充電基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)步擴(kuò)增,新型充電技術(shù)有望突破;五是依托“一帶一路”海外市場加速拓展;六是智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展方向?yàn)樾履茉雌囂峁└鼜V闊的發(fā)展空間。對于未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的預(yù)測,方凱正認(rèn)為,3-5年短期內(nèi),價(jià)格在25萬元以上的豪華純電動乘用車和10萬元以內(nèi)的純電動代步車均有私人市場需求,中間類型的純電動乘用車市場存在于限購城市和共享用車。

 


圖為英國考文垂大學(xué)教授、英國皇家特許工程師郭玥發(fā)表演講

 

會上,英國考文垂大學(xué)教授、英國皇家特許工程師郭玥還詳細(xì)介紹了英國發(fā)展動力電池、新能源汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局。據(jù)郭玥介紹,英國政府已將新能源汽車研發(fā)、生產(chǎn)作為第二個支柱型汽車產(chǎn)業(yè),從英國政府到地方政府已制定了一系列的優(yōu)惠條件、措施,同時(shí),也鼓勵電池廠家、整車廠家進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)和生產(chǎn)。


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