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行業百科

博弈:不向續航里程妥協的動力電池如何更安全?

發布時間:2019/11/22 11:41:46    訪問量:50 次

近年來,在新能源汽車補貼政策推動下,動力電池能量密度逐年創新高,新能源汽車續航里程也不斷提升。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。續航與安全之間要作何取舍?事實上,只有安全沒有長續航,或者只有長續航沒有安全,新能源汽車產業都不可能健康、長遠地發展下去。唯有尋求兩者的共同提升,產業才能發展壯大。事實上,動力電池,包括新能源汽車,安全都是一個系統性的工程,需要各環節共同去推動。

 

11月15-17日,以“攜手·創新產業鏈未來”為主題,由中國化學與物理電源行業協會、電池中國網聯合天津力神電池股份有限公司主辦的“第四屆動力電池應用國際峰會(CBIS2019)”在天津隆重舉行。在17日下午的“博弈:續航與安全”主題論壇上,與會嘉賓分別從材料、設備、電芯設計、生產制造、BMS系統、大數據監控等多個方面分享和探討與動力電池安全相關的問題。

 

 

圖為中國工程院吳鋒院士作主旨發言

 

威尼斯平台登录 “新能源汽車的安全焦慮已經成為第一焦慮,動力電池的安全更是首當其沖,只有安全的產品才有應用的市場,”中國工程院吳鋒院士在作主旨發言時指出,對于新能源汽車,安全問題不能單純完全歸咎于電池,需要各個環節的系統安全設計。不過,他同時也指出,動力電池各項安全性能的提升是整個應用系統安全的基本保證。

 

 

圖為北汽集團新技術研究院副院長陳平發表演講

 

北汽集團新技術研究院副院長陳平認為,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注點仍然集中在安全性、續航里程、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也是最為重要的要求。陳平表示,不應為了片面追求高比能量而忽略安全性的問題,提高安全性應從電池、電芯材料一直到模組、整個電池包系統的設計、電池管理等方方面面把安全性重視起來。

 

 

威尼斯平台登录 圖為同濟大學汽車學院副院長、新能源汽車工程中心主任魏學哲發表演講

 

威尼斯平台登录 電池管理系統也承擔著電池安全的重要責任,但就目前來看,電池管理系統在防范安全上似乎作用有限。“目前市面上的電池管理系統已經發展到第二代,主要解決SOC的問題。第一代電池管理系統采用闕值保護,只要電池不過壓、不過流、不過熱,第一代BMS具備一些保護措施。”據同濟大學汽車學院副院長、新能源汽車工程中心主任魏學哲介紹,電池管理系統正在向“3.0時代”發展,將具備電池長壽命、高安全管理的任務和能力。魏學哲表示,電池管理系統的“3.0時代”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理趙建智發表演講

 

“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生出海量的數據,蘊含的數據、演變、汽車健康狀況與風險是息息相關的,”蔚來汽車電池集成高級經理趙建智表示,通過對運行過程中產生的數據進行采集和深度挖掘,結合相關算法和技術可對電池產生的數據進行深度分析,最終實現對電池的運營以及安全預警。

 

 

圖為星恒電源股份有限公司電池研究院副院長趙成龍發表演講

 

威尼斯平台登录 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在演講中指出,從對正極材料的理解來看,每一種電池材料都有自身的優勢和局限,材料本身沒有好壞,關鍵是發揮材料的優勢,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,將不同的材料進行合理搭配,組合成新型復合材料,如形成以錳酸鋰為核心的錳系多元復合鋰路線,電池性能顯著提升,且安全性較三元材料有大幅提升。

 

 

圖為東莞匯樂環保股份有限公司安全研究院院長鐘圣俊發表演講

 

威尼斯平台登录 事實上,電池制造環節對電池安全性的影響也非常大。“因為鋰電車間通常都是封閉的,考慮到溫濕度平衡、噪音、粉塵污染等問題,且大型除塵系統因為外部管路較多,會有粉塵粘在管壁上,長期附著也會存在自燃等安全隱患,帶來火災的風險,”東莞匯樂環保股份有限公司安全研究院院長鐘圣俊認為,集中式或大型的除塵系統不適用鋰電行業,單機或小規模除塵系統具較大優勢。鐘圣俊還指出,典型的鋰電工藝粉塵比較復雜,包括三元材料、石墨、磷酸鐵鋰等,有些粉塵危險性較大,在除塵系統中還要考慮預防點火源、預防爆炸性環境、以及爆炸后果控制,以保證生產制造過程的安全。

 

威尼斯平台登录 除了安全與續航,與會嘉賓還就新能源汽車、動力電池產業相關問題進行了深度探討分析。吳鋒院士指出,我國鋰離子動力電池產業雖取得了大規模發展,但一些曾經隱藏在動力電池行業火熱發展背后的問題也逐漸顯現:行業集中度仍然不高,行業整體產能利用率較低;動力電池屬于重資產產業,無論是產品生產還是技術研發都需要大筆的資金投入,而目前整個產業鏈對財政補貼依賴度過高,直接造成電池和材料企業應收賬款居高不下,企業經營資金鏈緊張。此外,動力電池企業還面臨著很大的成本壓力,以及回收難題。

 

 

威尼斯平台登录 圖為中國汽車技術研究中心有限公司北京工作部方凱正發表演講

 

隨著我國新能源汽車財政補貼大幅退坡,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,我國新能源汽車發展形勢依舊向好,主要有以下幾方面原因:一是發展新能源汽車頂層戰略依然堅定;二是主流車企電動化轉型進展迅速;三是新能源汽車產品百花齊放,技術水平突飛猛進;四是充電基礎設施穩步擴增,新型充電技術有望突破;五是依托“一帶一路”海外市場加速拓展;六是智能網聯汽車發展方向為新能源汽車提供更廣闊的發展空間。對于未來新能源汽車產業發展的預測,方凱正認為,3-5年短期內,價格在25萬元以上的豪華純電動乘用車和10萬元以內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。

 

 

威尼斯平台登录 圖為英國考文垂大學教授、英國皇家特許工程師郭玥發表演講

 

威尼斯平台登录 會上,英國考文垂大學教授、英國皇家特許工程師郭玥還詳細介紹了英國發展動力電池、新能源汽車產業的戰略規劃和布局。據郭玥介紹,英國政府已將新能源汽車研發、生產作為第二個支柱型汽車產業,從英國政府到地方政府已制定了一系列的優惠條件、措施,同時,也鼓勵電池廠家、整車廠家進行相應的研發和生產。