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新能源汽車動力電池安全显现 熱失控成自燃主要誘因
發布时间:2019-03-15 14:49:00

新能源汽車動力電池安全显现 熱失控成自燃主要誘因


2018年,新能源汽車迎来又一轮爆发式增长。据中汽协官方数据显示,2018年新能源汽車累计销量破百万辆。但与此同时,高增长的背后也暴露了不小的安全问题。


2018年8月25日,成都一辆威马EX5在威马汽车研究院园区内发生自燃;8月26日,安徽铜陵一辆安凯电动客车在路边起火;8月28日,一辆正在充电的厢式电动车起火;8月31日,广州街头一辆力帆650EV起火;9月1日,长春街头一辆特斯拉疑似起火;9月6日,合肥一辆奔驰电动汽车起火;10月10日,北京海淀区一辆长安奔奔EV起火……据新京报记者不完全统计,仅2018年年内,新能源汽車的自燃事件发生多达30余起。


多起自燃事件的发生,使得行业开始审视自燃事件背后的技术和质量问题。中国科学院院士欧阳明高在今年1月份举办的中国电动汽车百人会上给出的原因是,电池热失控引发自燃,“现在的电动车为追求高能量密度高续航,将电池中的隔膜厚度进行削减,给电池安全造成了一定的安全隐患,很容易造成热失控。除此之外,国家补贴政策的快速调整与動力電池系统开发周期不协调,导致产品无法得到充分验证,进而产生安全隐患。”


因此,如何在新能源汽車快速发展、提升其电池密度和续航里程的同时,保证电池和整车的安全性,成为当下需要解决的关键问题。


熱失控成自燃主要誘因


目前,業內普遍認爲,引發電池熱失控的原因主要是熱輻射、電池內部短路、惡劣環境濫用。


据统计,2017年以来新能源汽車的起火事故,充电场景是起火的高发场景,占比达50%。而起火事故的原因中,動力電池自燃占比为31%,主要是由于锂電池发生内部或者外部短路后,短时间内电池释放出大量热量,温度急剧升高,导致热失控。


欧阳明高称,由于動力電池在工作时会发热,其正常情况下可控,但在电池温度过高或充电电压过高时,电池内部化学反应会接连发生,产生连锁反应,使电池内压及温度急剧上升,进而引发电池热失控,引起燃烧或爆炸。


抛開外部的使用和環境問題的變化,發熱原因與本身的制造材料與工藝也息息有關,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,但最主要是电池验证不足。”国家863电动车重大专项動力電池测试中心主任王子冬认为,動力電池组是非常复杂的能量系统。一个电池的安全和循环寿命,除了关乎电池自身产品质量,更重要的就是安全管控。


新京报记者向新能源汽車测试工程师了解到,目前新能源汽車电池验证普遍面临以下几点问题,一是動力電池验证时间短;二是验证手段不完善;三是过程执行不规范。


这位工程师解释称,由于现在厂家都跟着政策走,为了缩短测试周期,让新车尽快上市,对于動力電池的细节方面验证并不全面,而且行业内很多企业可能都没有实现動力電池验证的相应技术手段和能力。


電池高能量密度與安全的平衡戰


賓夕法尼亞州立大學電化學發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,每天是在玩折中的遊戲。這裏的折中,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热发展之下,高能量密度的動力電池带来的高续航,成为车企争相追逐的目标。但不同的是,一些车企选择在技术研究上投入,通过技术研发实现高续航与车辆安全的平衡,也有一些企业选择简化这一流程。


据业内人士爆料称,由于国家政策将動力電池高密度与补贴挂钩,一些企业为了拿补贴,在技术尚不完全成熟且缺乏严格验证的情况下,匆忙上马高能量密度电池项目。由于这些电池开发时间短,尚不成熟,加之不断缩短和简化的验证试验环节,问题随之而来。


目前動力電池的主要问题是,随着能量密度的提高,热失控几率呈上升趋势。业内普遍认为,从电池形态和材料来看,動力電池将会从正极减钴到无钴、负极加硅、电解质减有机溶剂,逐步向全固态方向发展。据欧阳明高分析,目前全固态电解质还有很多技术瓶颈需克服,大规模商业化估计在2025-2030年左右。


他认为,将补贴和動力電池能量密度挂钩没有问题,但要符合技术发展规律,对能量密度的提升不宜过快过频,新能源汽車发展的节奏一定要稳。


業內分析認爲,未來隨著今年年內補貼退坡,國家逐步取消對續駛裏程、能量密度等細節要求之後,技術的決策權將回到企業,市場對于産品的選擇也會更加苛刻,沒有技術含量、達不到安全標准的企業,面臨的將是淘汰風險。


專家建議規範維護保養電池


目前新能源汽車屡次出现的自燃问题,已经引起了行业内的广泛重视。


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的理念,其實這是一個很大的認識誤區,電動汽車尤其是電池也需要定期保養。


今年1月10日,中國汽車工業協會、中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟等聯合發布《電動汽車安全指南》建議,電動汽車應定期在售後服務中心檢查,建議保養周期爲每5000公裏或半年。定期保養的內容應包含均衡充電、氣密性檢測、絕緣性能檢測、外觀檢查等。


王子冬也在發布会上表示:“为了安全性和可靠性,电动汽车需要定期检查和保养。但之前的動力電池系统很少考虑系统的可维修性,让用户在对動力電池系统进行维护时无从下手。所以,电池系统需要设计维护保养接口。”


一位在北汽新能源从业多年的工程师3月11日对新京报记者表示,動力電池安全问题的发生,也与目前技术还未达到非常成熟阶段有关,传统燃油车也经历了这样的发展阶段,因此新能源汽車的技术也需要时间来磨合沉淀。


稿件来源: 新京报
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