日前，三星智能手機(jī)Galaxy Note7因鋰電池故障爆炸召回的消息，引發(fā)了消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。小小的手機(jī)都會(huì)爆炸，動(dòng)輒搭載幾百公斤動(dòng)力鋰電池的電動(dòng)汽車還安全嗎？
沒(méi)有安全就沒(méi)有電動(dòng)汽車的未來(lái)
截至2015年底，我國(guó)電動(dòng)汽車事故率0.17%
“安全是發(fā)展電動(dòng)汽車的前提，沒(méi)有安全就沒(méi)有電動(dòng)汽車的未來(lái)。”在日前舉行的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)夏季論壇上，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司司長(zhǎng)李東透露，2011年以來(lái)，我國(guó)發(fā)生電動(dòng)汽車事故31起，其中，2015年發(fā)生9起，今年上半年則發(fā)生了8起。
另一則統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2015年底，我國(guó)電動(dòng)汽車事故率達(dá)到0.17%，高出世界平均水平一倍多。“電動(dòng)汽車事故數(shù)量呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，一個(gè)原因是銷量的快速增長(zhǎng)。”李東說(shuō)，“十二五”以來(lái)，我國(guó)累計(jì)銷售各種新能源汽車44萬(wàn)輛，僅2015年就銷售33萬(wàn)輛，其中，純電動(dòng)汽車超過(guò)七成。伴隨著車輛、電池及線束的老化，電動(dòng)汽車安全風(fēng)險(xiǎn)正進(jìn)一步增大。
“電動(dòng)汽車比較典型的事故是自燃、碰撞起火和過(guò)充。”中國(guó)汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)所總工程師周榮舉例說(shuō)，2015年4月26日，五洲龍A10純電動(dòng)大巴在深圳普天新能源的深圳灣加電站充電時(shí)發(fā)生自燃，車輛嚴(yán)重?fù)p毀，幸無(wú)人傷亡。調(diào)查顯示，這是一起典型的過(guò)充失火事故。“當(dāng)時(shí)，車輛電池管理系統(tǒng)死機(jī)，但充電機(jī)并沒(méi)有相應(yīng)采取應(yīng)急措施，而是繼續(xù)充電。結(jié)果過(guò)充1小時(shí)18分鐘，過(guò)充電量57.9千瓦時(shí)，最終，電池承受不了，破裂、燃燒。”
另一起有名的插電式混合動(dòng)力乘用車自燃事故同樣因?yàn)槌潆姟?ldquo;這位上海車主沒(méi)有安裝充電樁，在采用飛線充電時(shí)，接線板又被錯(cuò)誤地放在了車輛后座上。”一位業(yè)內(nèi)專家說(shuō)，幸好只是車輛燒毀，沒(méi)有造成人員傷亡。
“不管由什么引起，電動(dòng)汽車安全事故的主要表現(xiàn)是電池?zé)崾Э亍?rdquo;中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高說(shuō)，首先是單體電芯熱失控，其間的發(fā)熱量可以使電池的溫度升高400—1000攝氏度；接著熱失控會(huì)在電池模組中像放鞭炮一樣迅速擴(kuò)展，車輛冒煙、起火甚至爆燃。而熱失控造成的危害程度以及連鎖反應(yīng)的速度，又與電池材料的熱穩(wěn)定性密切相關(guān)。在目前各種類型的動(dòng)力電池中，磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э氐淖畹蜏囟缺绕渌牧细摺?/div>
寧德時(shí)代新能源科技有限公司（CATL）董事長(zhǎng)李平的解釋更加形象——從材料特性上看，磷酸鐵鋰電池燃燒像“煤炭”，而三元鋰電池燃燒則像“火藥”。李平說(shuō)，三元材料活性高，能量密度（電池的平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能）理論上可以達(dá)到300Wh/kg，但熱穩(wěn)定性較差，在200℃左右的外界溫度下，就會(huì)分解并釋放出氧氣，與電池里的可燃電解液、碳材料一起，一點(diǎn)就著，而且在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。磷酸鐵鋰能量密度極限為150Wh/kg，但穩(wěn)定性較高，在700℃時(shí)才會(huì)發(fā)生分解，且不會(huì)釋放氧氣。即使在極端的情況下，磷酸鐵鋰的燃燒也不激烈，火勢(shì)擴(kuò)大緩慢，起火也比較容易被撲滅。
公安部上海消防研究所副研究員黃昊介紹說(shuō)，去年以來(lái)，動(dòng)力電池的生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)、整車運(yùn)行、老舊車擱置等環(huán)節(jié)都出現(xiàn)了安全事故。其中，今年5月、7月、8月先后發(fā)生三起鋰電池生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的火災(zāi)，造成救火過(guò)程中1名消防隊(duì)長(zhǎng)犧牲、10名消防員受傷。
電動(dòng)汽車安全性可以做得更好
燃油車也會(huì)自燃，動(dòng)力電池的危險(xiǎn)性完全可以通過(guò)系統(tǒng)措施加以控制
“作為能量載體，鋰離子電池必然具有一定的危險(xiǎn)性，但這種危險(xiǎn)性完全可以通過(guò)系統(tǒng)的措施來(lái)加以控制。”中國(guó)汽車技術(shù)研究中心動(dòng)力電池領(lǐng)域首席專家、電池測(cè)試與應(yīng)用技術(shù)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)王芳認(rèn)為，傳統(tǒng)車的汽油箱和燃料電池汽車的高壓氫氣儲(chǔ)罐，也都具有危險(xiǎn)性，每年發(fā)生的傳統(tǒng)汽車自燃以及碰撞起火事故也不在少數(shù)。
電動(dòng)汽車的安全隱患，不應(yīng)全部怪罪到動(dòng)力電池身上。“2015年以來(lái)的17起事故中有4起是電池系統(tǒng)事故、有6起是相關(guān)部件事故、有2起是充電系統(tǒng)缺陷引起，還有5起是違規(guī)改裝或者不當(dāng)使用引起。”李東認(rèn)為，確保電動(dòng)汽車安全，既涉及全產(chǎn)業(yè)鏈，也涉及產(chǎn)品的全生命周期。從全產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)說(shuō)，事故原因涉及電池單體、電池組和管理系統(tǒng)、線束、高壓部分、充電樁、充電站等。從全生命周期看，涉及電池及整車的制造存儲(chǔ)、運(yùn)輸使用維護(hù)、報(bào)廢回收拆解等各個(gè)環(huán)節(jié)。
“電動(dòng)汽車安全技術(shù)涵蓋動(dòng)力電池、整車和充電基礎(chǔ)設(shè)施三部分。”歐陽(yáng)明高認(rèn)為，就電池企業(yè)而言，必須千方百計(jì)將熱失控的風(fēng)險(xiǎn)和危害降到最低。目前，我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)的磷酸鐵鋰技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，三元正極、石墨負(fù)極單體電池的安全性也取得了大幅提升，在阻燃隔膜、阻燃電解性、阻燃安全性方面都實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，單體電池產(chǎn)品的檢測(cè)結(jié)果與國(guó)外沒(méi)有特別大的差別。
確保電動(dòng)汽車安全，整車企業(yè)更是責(zé)無(wú)旁貸。其中，科學(xué)的安全理念、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_(kāi)發(fā)流程、超越同級(jí)的碰撞保護(hù)性能、完善的電子電氣安全保護(hù)方案等都必不可少。“比亞迪(56.980, -0.12, -0.21%)的電動(dòng)汽車防水性能、長(zhǎng)安電動(dòng)車的碰撞安全性、上汽榮威完整的電動(dòng)汽車安全保護(hù)方案，都做得很好。”歐陽(yáng)明高指出，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我們還有值得學(xué)習(xí)的地方。他舉例說(shuō)，日產(chǎn)純電動(dòng)轎車聆風(fēng)，全球累計(jì)銷售約23萬(wàn)輛，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)一起重大事故。這得益于日產(chǎn)分層、分級(jí)的安全理念——首先是防控事故發(fā)生；其次一旦發(fā)生熱失控，要盡量避免整車燃燒、爆炸；再次，出了事，要把事故控制在可控范圍內(nèi)，造成的后果要跟燃油車一樣。為此，他們采用了嚴(yán)格的V型開(kāi)發(fā)模式，從材料、單體電芯到電池包、模組，從設(shè)計(jì)層到驗(yàn)證測(cè)試層，全部嚴(yán)格按照上述理念和模式進(jìn)行。
“一套完整的試驗(yàn)驗(yàn)證體系同樣必不可少。”上汽集團(tuán)(21.580, -0.08, -0.37%)技術(shù)中心副主任朱軍博士告訴記者，榮威550插電式混合動(dòng)力轎車的電池，不僅按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)了針刺、火燒、電化學(xué)、高壓、碰撞以及極端寒冷、極端炎熱等試驗(yàn)，還通過(guò)了美國(guó)UL公司的專業(yè)安全認(rèn)證?？紤]到紐約遭遇臺(tái)風(fēng)海水倒灌時(shí)，十幾輛電動(dòng)車燒毀，上汽的整車浸水試驗(yàn)耗時(shí)大概9個(gè)月，把整個(gè)電池包浸在海水里面，結(jié)果是系統(tǒng)完好無(wú)損。
絕不讓電動(dòng)汽車“帶病上崗”
提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)研發(fā)能力
今年1月，出于對(duì)動(dòng)力電池安全問(wèn)題的考慮，工信部暫停將三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。這意味著在對(duì)三元鋰電池客車現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)體系的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估完成前，相關(guān)整車廠無(wú)法拿到中央加地方最低60萬(wàn)元/輛的財(cái)政補(bǔ)貼。此舉一度曾引發(fā)業(yè)內(nèi)爭(zhēng)議。
“回過(guò)頭去看，工信部當(dāng)時(shí)的決策很有前瞻性。”宇通技術(shù)中心副主任朱光海認(rèn)為，客車對(duì)安全的要求理應(yīng)更高。尤其是新能源客車，動(dòng)力電池一旦著火，必須確保車上人員有足夠時(shí)間逃離。與乘用車20秒左右的最短逃離時(shí)間相比，搭載數(shù)十人乘客的客車即便是有序撤離，也要數(shù)分鐘之久。由于對(duì)新能源客車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于粗放，不僅引發(fā)了“騙補(bǔ)”行為，更讓許多企業(yè)在迅速推出產(chǎn)品的同時(shí)，忽視了整車安全性，造成了少數(shù)電動(dòng)汽車存在“帶病上崗”的隱患。
朱光海說(shuō)，除了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電池包和電池系統(tǒng)15項(xiàng)安全檢測(cè)項(xiàng)目外，宇通還正在制定一套針對(duì)新能源客車整車的安全測(cè)試規(guī)范。而截至目前，國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有一套現(xiàn)成的版本，這也是工信部叫停三元鋰電客車補(bǔ)貼的重要原因。
其實(shí)，需要提升標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)不只三元鋰電客車。工信部和能源局組織開(kāi)展的新能源汽車和充電設(shè)施的安全專項(xiàng)檢查結(jié)果顯示，部分企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、售后服務(wù)等方面還存在隱患，有些地方的安全監(jiān)控、管理制度還存在著漏洞。歐陽(yáng)明高補(bǔ)充說(shuō)，國(guó)產(chǎn)充電設(shè)備的質(zhì)量現(xiàn)狀不是特別好，防水、防塵、防腐蝕、漏電、短路保護(hù)等均存在一系列問(wèn)題。
據(jù)悉，工信部牽頭組織制定的電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)、電動(dòng)客車安全條件即將發(fā)布實(shí)施，電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件、動(dòng)力電池的編碼以及規(guī)格尺寸等標(biāo)準(zhǔn)正在編制修訂。與此同時(shí)，《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定（修訂征求意見(jiàn)稿）》已經(jīng)發(fā)布，擬大幅提高新能源汽車資質(zhì)申報(bào)企業(yè)的研發(fā)能力和生產(chǎn)一致性要求。
“電動(dòng)技術(shù)的突破和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程可能比人們預(yù)期的要來(lái)得快。”李平說(shuō)，當(dāng)前，鋰離子電池能量密度較2012年提高了1.5倍，2020年動(dòng)力電池能量密度提升至300Wh/kg，2025年達(dá)到350Wh/kg，從技術(shù)上看沒(méi)有問(wèn)題。市場(chǎng)容量快速提升帶來(lái)的規(guī)模效益，也將大大降低動(dòng)力電池的成本。但必須看到，由此帶來(lái)的安全性挑戰(zhàn)會(huì)大幅提升，圍繞300Wh/kg以上高能量密度鋰離子電池的安全技術(shù)體系，將成為新一代高性能電動(dòng)汽車最重要的核心技術(shù)。
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中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)(China Industrial Association of Power Sources，縮寫：CIAPS) 是由電池行業(yè)企（事）業(yè)單位自愿組成的全國(guó)性、行業(yè)性、非營(yíng)利性的社會(huì)組織。協(xié)會(huì)成立于1989年12月，現(xiàn)有上千家會(huì)員單位,下設(shè)堿性蓄電池與新型化學(xué)電源分會(huì)、酸性蓄電池分會(huì)、鋰電池分會(huì)、太陽(yáng)能光伏分會(huì)、干電池工作委員會(huì)、電源配件分會(huì)、移動(dòng)電源分會(huì)、儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)、動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)、電池隔膜分會(huì)和電池回收再利用分會(huì)等十一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。
本會(huì)專業(yè)范圍包括：鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽(yáng)電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級(jí)電容器、溫差發(fā)電器及其他各種新型電池、電池系統(tǒng)解決方案，以及各類電池用原材料、零配件、生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試儀器和電池管理系統(tǒng)等。
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