電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
六月二十七日，針對蔚來汽車召回事件，蔚來的電池模組供應商寧德時代公布表明稱，此次召回的電池組箱體和寧德時代供應的模組結構出現干涉，在某些極端條件下可能出現低壓采樣線束短路風險，存在安全隱患。該批次模組采用定制化設計，該設計僅使用于此次召回的4803輛ES8產品。
此前蔚來在召回通告中則稱，事故車輛使用的模組內的電壓采樣線束存在由于個別走向不當而被模組上蓋板擠壓的可能性。在極端情況下，被擠壓的電壓采樣線束表皮絕緣材料可能發生磨損，從而造成短路，存在安全隱患。
此次蔚來召回事件是我國電動車發展史的一個插曲。
在我國，已有200萬位新能源汽車消費者愿意嘗試這一新的能源形式下的交通工具，但他們遲遲得不到權威部門的著火事件調查結果，頻頻爆出的自燃事件勢必會動搖他們的采購和示范信心。
截至發稿前，尚未有國家權威部門就2018年至今一系列新能源車起火事件公布調查結果來安定民心。
倘若不能明確原由，就無法處理安全問題。關于全球新能源汽車第一消費大國我國來說，將是一場信心災難：比如大部分車輛停車時都會自覺遠離電動車；比如不少外企在做日常會議前的safetysharing時提議員工遠離正在充電的電動車。
2019年五月，我國新能源汽車產銷分別完成11.2萬輛和10.4萬輛，同比分別上升16.9%和1.8%。相較于2018年百分之幾十的同比上升來說，今年我國新能源車產銷增速放緩。
但作為全球新能源汽車使用的急先鋒，我國仍在提速推廣進程。
2018年十一月，我國汽車工程學會公布《汽車產業中長期發展規劃八大重點工程執行辦法》：計劃到2025年，新能源汽車年銷700萬臺，保有量達2000萬臺，燃料動力電池汽車推廣5萬臺，混合動力車型市場占比達到20%。
不僅是我國，由于節能減排政策的政策壓力，全球范圍內新能源汽車已經大勢所趨。
羅蘭貝格預測：至2020年，全球當年新售車輛中約有15%為新能源汽車；至2030年，新能源汽車銷量將超過傳統燃油汽車，占當年銷量的57%，達5900萬輛/年。
要想在這個保守估計不下于10萬億元產值規模的市場上達到上述預測銷量，從系統上消除消費者的恐慌是前提。
嚴把質量關
正如我國科學院院士、我國電動車百人會執行副理事長歐陽明高所指出的那樣，新能源汽車起火是產品質量問題，不是技術路線問題。
電動車起火大部分原由在于電池起火，電池起火的原由緊要在于電池熱失控。
所謂的熱失控，是指動力鋰離子電池在工作的時候會發熱，當電池溫度過高或充電電壓過高時，電池內部會出現連鎖的化學反應，導致電池內壓和溫度急劇上升，引發電池熱失控并最終導致燃燒。
電池熱失控的原由有各種各樣的，有可能是電池組本身溫度不平均，有局部區域溫度高、外短路、內短路等等原由引發著火。
動力鋰離子電池科技公司遠景AESC我國研發負責人林玉春在接受出行一客記者采訪時表示，隔膜設計是影響電池內短路發生的緊要因素之一。倘若隔膜設計余量不夠或者設計方向不對，會影響隔膜的機械延展性與柔韌性，導致充電過程出現萎縮，繼而正負極相互接觸，造成短路。
同時，在加工工藝中把控不嚴，電芯混入金屬顆粒，這些雜質在充放電過程中會導致電極表面差異反應，不斷積累后會刺破隔膜，從而導致短路。
一旦有一顆電芯出現問題，如短路、斷路等，將影響電池包內其他電芯，從而造成內部出現嚴重問題，最終導致安全問題。
特斯拉這種用串聯電路的電動車尤為危險。軟銀我國投資的臺灣固態電池加工公司輝能科技股份有限公司行銷經理許容禎告訴出行一客記者，特斯拉擁有4416顆鋰電池，只要一個環節做的不好，就會發生連鎖反應。
BMS技術需提高
除電池廠和充電公司努力外，整車廠其實要承擔的責任并不輕。因為電池管理系統（BatteryManagementSystem，下稱BMS）是電動車整體架構中的緊要要素，而這些目前都由整車廠來負責設計。
BMS是處于動力鋰離子電池系統的核心位置，是電池保護和管理的核心部件。BMS不僅要保證電池安全可靠地使用，更要控制電池包的充放電，并在整車控制器上報動力鋰離子電池系統的基本參數和故障信息，可謂是電池、整車控制器和駕駛者之間的橋梁。
一家大型鋰電廠中層對出行一客記者表示，熱管理系統在BMS中較為緊要。熱管理系統的基本工作原理是通過冷卻或者加熱的方式使電池組的溫度維持在一定的溫度范圍從而保證電芯的性能發揮及壽命。
熱管理系統緊要分為三類：加熱系統，風冷系統和水冷系統，不同的設計辦法的工作原理不同，但都存在引發電池組熱失控的可能性。
首先，關于水冷系統，它是通過液體對流交換，帶走熱量降低電芯溫度的一種熱管理方式，但是水冷板通常位于電池組的底部，安置于車輛的底盤，車輛長期運行過程中對水冷板的異常撞擊，底部刮蹭，或者水冷設計結構長期可靠性失效，可能使其發生冷卻液泄漏，進而導致電池組絕緣失效引起整車熱失控。
第二，風冷系統，它是以空氣為為介質，利用熱對流降低電芯溫度的一種熱管理方式，但風冷設計會提高電池系統的密封設計難度，車輛長期運行過程密封結構失效，使其存在陰雨天行駛進水從而絕緣失效導致熱失控的風險。
最后，關于緊要使用在寒冷地區的電動車會使用加熱系統，其原理是利用加熱膜來對電池組加熱，使其維持在合理的工作溫度范圍內，保證電芯性能發揮。加熱膜的發熱功率設計或者裝配辦法設計不合理，又或者其長期可靠性失效，也可能會導致電池組絕緣失效，進而引發熱失控事件。
上述鋰電廠中層表示，熱管理這些問題目前已經有技術處理辦法，并且能否有效處理這些問題是體現各廠家技術先進性的一個指標。
高能量密度下的風險
為知道決電動車續航里程問題，提高動力鋰離子電池能量比是發展的必由之路。要想提高能量比，就要調整鋰電池相關材料配比。
目前乘用車的動力鋰離子電池大部分采用三元體系，即正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰的鋰電池。我國三元動力鋰離子電池采用的鎳鈷錳酸鋰。
依據鎳鈷錳三元素的不同配比，又分為111型、532型、622型和811型。隨著鎳的比例不斷提高，動力鋰離子電池的能量比也會新增，這也就意味著汽車的續航里程將相應新增。
關于鋰電池來說，安全、壽命、成本、能量密度這四者處于一種動態平衡的狀態。倘若能量密度提高，那么其他三者必然會出現一些問題。
深圳市比克電池有限公司企管中心副總裁李鳳梅在接受出行一客記者采訪時表示，鎳比例越高，整個正極材料的熱穩定性就越差。遇到高溫、外力沖擊等情況，高鎳電池會存在安全隱患。高鎳電池充電時產氣會導致電池鼓脹也是一大問題。
同時，811型電池一旦出現熱失控問題，后果也較為嚴重。以往磷酸鐵鋰電池熱失控，僅會出現冒煙情況；532型三元鋰電池熱失控會出現燃燒情況。一旦811型三元電池熱失控，很可能會出現爆燃。
追求高能量密度是發展的必然，但歐陽明高提醒出行一客記者，電動車高比能量動力鋰離子電池的發展，安全永遠是第一位的。
系統預警機制需建立
關于電動車安全來說，這不是一兩家公司，或者一兩個環節公司所需做的事。這是上至監管層，下至全產業鏈各個公司非得牢牢緊繃的弦。
多起安全事件引起了工信部的留意。五月十日，工信部副部長辛國斌在相關會議上指出，安全是事關新能源汽車產業繼續健康發展的第一要務。近期，新能源汽車安全事故呈現多發態勢，全行業非得高度重視，采取有效措施，消除安全隱患，加快建立全面的安全保障體系，提升新能源汽車安全水平。
優先一點就是產品要過關。在以往的事故中，電動車產品或多或少存在問題。如電池產品探測驗證不足，車輛使用過程中可靠性惡化，充電安全管理技術水平低下等。
李宏慶提議，在人身安全方面，漏電保護和絕緣測試等功能和標準要求，國標和歐標美標還有差距，提議適當提升標準，包括設備加工制造和檢驗測試標準等
與此同時，《電動車安全要求》、《電動車用鋰離子動力蓄電池安全要求》、《電動客車安全要求》3項強制性國家標準在今年年初進入征求意見階段。
其中最為引人留意的是，相關強制性國家標準中首次提出逃生時間概念。依據規定，電池組或系統在由于單個電池熱失控引起熱擴散、進而導致乘員艙發生危險之前5分鐘，應供應一個熱事件報警信號（服務于整車熱事件報警，提醒乘員疏散）。
一旦有了報警信號，車內人員就有了足夠的逃生時間，從而可以將人身安全風險降到最低。
發生危險報警只是最無奈的一種選擇，要怎么樣將危險扼殺于襁褓之中才是上上之策。在復雜的工況下日積月累地使用，電動車電池難免會出現問題，要怎么樣主動監測電動車安全急需提上議事日程。
目前電動車與燃油車所用的測試體系相同，在全球范圍內缺乏針對電動車的全生命周期測試。這就使得電動車是長時間使用后，如出現一些微小的問題不能被及時發現。千里之堤毀于蟻穴，日積月累之后，總有一天會爆發出安全問題。
有多家鋰電廠中層呼吁，應建立新能源汽車標準化測試制度，要求新能源汽車進行專業地標準化測試。
不同于燃油車，新能源汽車年檢應針對高壓電氣、動力鋰離子電池等特點建立相適應的安全檢查制度。新能源年檢制度的建立可保證新能源汽車的使用安全，一定程度上戒備安全事故的發生。
當前市場已有很多車輛超過設計壽命要求持續在使用，使用到后期會存在安全風險，因此提議針對運行時間或行駛里程超過產品設計要求的車輛制定強制報廢標準。
此外，因整車廠對電池的特性理解不深，也并未對后臺監控數據進行有效的分解，導致很多故障原本可以通過對歷史數據分解以實現提前預警，因此提議整車廠將數據共享給有能量的電池公司來實現預警，以降低市場風險。
在以上措施之外，日產汽車認為無論車輛采用何種驅動系統，任何在道路上行駛的車輛都要進行恰當的保養與維護，這非常緊要。
按時維修保養、定期報廢或更換電池等方式，會徹底消除車輛老化帶來的安全隱患。
林玉春表示，應當開發一些標準的主動測試手段。例如對電芯進行主動式的脈沖電流或者電壓探測，通過編制一些算法來測試SOS（StateofSafety,蓄電池安全狀態）、SOC（StateofCharge，蓄電池容量）和SOH（StateofHealth，健康度、性能狀態）。
然而測試制度建立并非易事，這不僅涉及到鋰電廠、整車廠、充電公司等多個環節，還要多部門協調，如國家質量監督檢驗檢疫總局、公安部、工信部等多部委。參與者過多，導致事中管理尤為困難。
也有新能源汽車公司高管向出行一客記者表示，不要過度監管，不是多加一道國家測試，就萬事大吉了。還是要通過市場手段來處理問題。
一家大型鋰電廠高管表示，目前最為可行的方法就是與保險公司合作，共同建立相關標準。
平安產險副總經理朱友剛告訴出行一客記者，目前《機動車綜合商業保險條款（2014版）》已經基本能傾覆電動車的現有風險，只是個別條款可能不適用。
隨著下一步電動車保有量的不斷新增和風險的逐步暴露，肯定要為其開發專門的保險產品。平安產險會在車電分離保險、電池自燃保險、電池容量保障保險等多方面進行產品創新。朱友剛說。
倘若能對電動車進行專門的測試，并將數據供應給保險公司，關于保險公司在輔助判定車輛故障、控制道德風險、提升理賠時效等方面，都有著巨大的幫助。
除了測試外，大數據共享也是另一個好辦法。在車輛使用過程中，整車公司掌握了大量的電池安全數據，然而這些數據并沒有共享給上游公司。
目前電池廠、整車公司、充電公司都是各自為戰，相互掌握著關鍵數據。特來電表示，國家部委和權威協會的支持協助會促使三方更快的打通。目前特來電已經與多家電池公司和整車廠簽署了戰略合作協議，打通了相關的充電安全數據。
但是，這僅僅是少數公司的行為。上述新能源公司高管表示，車企會與電池公司進行團隊數據探討，但沒有形成一個平臺來定期交換數據。因為這些數據涉及商業機密和隱私。
可見，打通車輛、充電設施、電池之間的數據渠道尤為關鍵。但是如無國家部委或權威協會的介入，三方之間的籬笆將永遠無法完全打破。
市場的問題當然要市場來處理。但面對系統性問題來說，要怎么樣打破各方利益壁壘，形成全行業的標準化機制，這就要政府與市場主體共同協調。
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