首页>资讯中间>行业资讯 新能源汽车着火变乱警示录：做真正意义的车用级电池

钜年夜LARGE|点击量：288次|2023年07月17日

在本年的炎炎夏季，不但仅是气候热，新能源汽车也热。并且热的让人担忧，连续不断的燃烧变乱见诸在报导。虽然如许，良多人依然相信Tesla的公关思惟，燃油车也会燃烧啊，吃瓜大众正在被洗脑。

人命关天的事，没有小事，再次印证了汽车工程高平安需求

作为国度层面、工程手艺人员要苏醒熟悉或从麻木、懵懂中警省：其风险性、或客户耽忧，会严重制约新能源的健康成长。所以，近期也看到了工业和信息化部设备工业成长中间的213号文件： 有关展开新能源客车平安隐患专项排查工作的通知 ，也是应急采纳的需要办法，很是和时。

政策的出手，权势巨子从士的不竭作声，从另外一个角度也反应出，决议计划者对以往手艺导向的再思虑，这是功德。这不是谁的错，手艺前进就是如许，在迂回中认知和进步，亡羊补牢，为时不晚。

纵不雅锂离子电池成长汗青，只有当真面临息争决，才能给新能源成长注入新的活力

起首严酷意义上讲，锂离子电池有别在此刻普遍利用的锂离子电池。我们来重温锂离子电池成长汗青： 上个世纪80年月，加拿年夜moilenergy公司，初次向市场推出采取金属锂作为负极的Li/MnO2二次电池。这款电池让其称霸全球市场，光辉一时。可是很是不幸的是在1989年产生了延续的爆炸变乱。致使年夜面积召回，该公司从此萎靡不振。

后被日本的NEC公司收购。NEC公司投入巨资、人力、物力对上万块电池进行了阐发，终究找到了致使电池起火爆炸的首恶---锂枝晶。所以锂作为负极材料，淡出了我们的视野。直到1991年，索尼公司推出首款商用锂离子电池，LiCO2作为正极，石墨作为负极。从此开启锂离子电池二次走向利用的光辉时期。

经由过程这段文字描写，可看出锂离子电池的共性问题，析理一样是作为其化学特征存在的。这也是为什么静置的车辆、充电进程的车辆，很有多是由于析理造成内短路、过充致使内短路等缘由而产生着火变乱。可是，析理也是可以经由过程手艺手段避免其产生或节制在平安规模以内的。

丰田对电池变乱最到位的总结：过充、外短路、碰撞、内短路

1、关在过充：系统层面，采取双检测系统，对电芯、模组电压进行检测。

2、关在外短路：系统层面，关断系统、主回路保险丝。

3、电芯层面：到达必然温度时，能主动堵截电流，经由过程材料、布局、电极来实现。

4、碰撞防护：经由过程车身、电池包布局强度来实现。

5、电芯内短路：系统层面是毫无应对方式的。电芯层面，经由过程材料、隔阂等防内短路办法（HRL：Heatresistantlayer）

图1：过充、短路致使热掉控

图2：析锂呈现的枝晶，可以刺破隔阂

丰田把电芯 内短路 故障排在最后，小我主不雅阐发：关在松下如许汗青悠长的公司，工艺崇高高贵的节制能力，已不是困难，连系新的隔阂手艺、内隔热手艺等是可以很好解决内短路的。可是，关在我们国内电池出产资本，我感觉，解决好内短路手艺问题，依然是当务之急。

电芯的品质、一致性、不变性，依然是着火变乱直接缘由之一

从松下的一些文字中，对其制造工艺的进步前辈性有一些领会：松下的全主动无人干涉干与出产、严酷的来料查验、干净出产环节，完全的测试能力，远远高在同业业尺度。

从本钱的角度，治理的角度，都是要鼎力气的投入。在初期，国内有些有远见的公司，雇佣日本的治理人员，治理车间；返聘日本的老专家做好5S工作，完全和系统的做FMEA等,其实，都是朝着这方面尽力，严酷意义讲，这不是高难的手艺问题，而是做好精益出产的手段和办法。

图3：丰田的测试和车间

电芯出产工艺很是复杂，任何一个环节的缺点和不完全城市造成后端利用变乱。系统层面，在一个包体内，假设选用圆柱电池，4、五千颗电芯已经是正常的状况，任何一颗电芯短路，都是不成想象的灾害。

图4：着火电芯状况

做真正意义的车用级电池，这是包管车辆平安的底线

国内电芯公司，决年夜部门都是短时候成长起来的，和松下如许的老牌公司是没法比拟的。同时，汽车工程对平安的要求，关在没有行业相干经验的公司，是没法理解的。所以，在很短的时候追上世界进步前辈程度，确切不是一件易事。可是，市场不等人，你必需做的更好，才能保存。这个脱节问题，逐步显现出来，整车公司，为了平安、久远成长斟酌，提高其可控性，纷纭和有实力的电芯厂绑缚结合。电芯供给市场，造成一种有趣的现象，求过于供和门庭罗雀。所以，统计数字利用全国年出产供给几多GWh,利用了几多GWh是不靠谱的。电芯出产多余一样是存在的。

手艺角度，针对车用级需求，也有明白的要求：在国标中，GBT31485-2015电动汽车用动力蓄电池平安要求和尝试方式，对电池单体承受过充能力有明白的要求，假设上限电压是4.2V,哪么，尝试测试电压应当是6.3V。

图5：GBT31485-2015

从电化学角度， 过充 也是一个厂商产物能力和手艺实力，犹如快充能力，也是能设计出来的。

恶性价钱竟争，电芯以次充好

在设计进程中，常常用1Wh几多钱作为市场潜伏的本钱尺度。加倍有甚者，小在1元/Wh的电芯也能上车，本钱的不公道性背后，可能就是牺牲的品质。其实，每辆车对功率的需求的分歧，对容量要求、对温度需求的差别等，这些指标，恰好是和电池本钱直接挂钩的。另外一方面，数目可以稀释本钱，也是公认的，松下18650的出价171美金，出货量都是Gwh。我们国内的公司非论从质、量都是不成企和的，等量齐观或作为方针明显是不公道。包罗政策层面，对本钱方针的下降或拉动，都是有待商议的。

同时，一些pACK制造商，不解除以次充好。例如，利用不到一万千米的系统，压差已是0.5V了,希奇的是，车辆照样跑跑，确切奇葩；或依托壮大的售后团队来救火作为解决问题的灵丹妙药，也早已经是公然的奥秘。市场的紊乱，盲目标服从价钱，使人耽忧。

BMS不是全能的，在电芯内短路眼前，也是一筹莫展

在一篇文章中看到对变乱的阐发中， 从监测数据看，电池包内部温度在20秒内，从34℃上升至113℃ 。从BMS角度，面临热掉控的状况，也是力所不及的。最好的成果，也只有和时、正确诊断和告警了，给乘客的逃生博得时候，已经是相当优异的BMS了。

实现电池的多元利用；三元材料电池难熬针刺尝试是实际

分歧的电池用在分歧的处所。这才是市场和手艺的本质。在选用何种材料的电池时，能量密度不克不及作为首选身分，这一点，也被更多的有识之士承认。跟着补助的退坡，各个厂商逐步会从 无奈 中解放。能量密度的 适得其反 ，手艺的非按部就班，是严重不公道的。不克不及一味的想着 弯道超车 。市场要的是平安的产物。仍是市场说了算的。

电池的多元化成长，应当会成为一种趋向。按照现实需求，对续驶里程、利用的情况、风险评估，选择适合的电芯和系统电量。这就不难理解，为什么丰田的Mirai,依然在用镍氢电池。小我不雅点，在BMS达不到较高程度的时辰，LFp依然是年夜巴车的首选。虽然LFp一样会燃烧，可是，从冒烟到爆燃的时候，LFp是有较着优势的。最少能给乘客的逃生争夺5~10分钟的时候。

犹如昔时，我一向主张，钛酸锂离子电池做为燃料动力电池车辆辅助和储能电池不异，平安永久是第一名的。

重视差距：你的产物做了隔热、隔火设计吗？

当专注在热设计的温差、均温的时辰，却疏忽了相反的一面风险，哪就是 引火上身 。我们都亲眼目击了充电时，着火的一辆车引燃旁边无辜车辆的气象，其实，电芯模组之间故障时，一样也是这个事理。系统、模组、电芯的隔热、隔火设计，就是为了避免、延缓变乱的燃烧状况。今朝，一般从系统层面，做了隔离办法，好比Tesla的上盖板所做的隔火、隔热设计；今朝最多设计办法还模组之间的隔热设计；电芯的隔火国内产物很少，也只有Tesla电芯之间利用云母片的隔火设计。

重视差距：你的温感安插是基在仿真和多轮测试的成果吗？

假设不是一对一收集，必将会呈现数值误差和时候延迟问题。若何和k1体育电芯真实温度状况匹配？我想不是拍脑门能解决的问题。记得Leaf的四个温感安插，那时还迷惑箱体内左、右两侧为什么没有对称安插？其实，背后年夜量的尝试工作，已证实，这四个点在具体的空间、各类工况，是最具代表性的位置。

重视差距：你的BMS对电芯的参数模子领会几多？

良多环境，BMS对电芯参数的领会或电芯供给给BMS的数据长短常有限的，乃至是少的可怜的。除上、下限电压、SOC对应电压状况，SOp功率状况鸿沟都没有。更别说参数模子了。由于，电池厂商也没有完全的测试。这类粗狂的节制，带来的后果是严重的。BMS和电池的脱节已不是新颖问题了。

重视差距：从公司、社会角度，我们的客户培训了吗？

记得在看一个着火变乱的录相时，我发现一个现象：当车辆底部冒烟时，第一时候，乘客并没有敏捷下车；或下车了，在车旁边往返踱步，是哪样的茫然和手足无措。加倍有甚者，好奇的人们在围不雅。

他们没成心识到危险，可能就鄙人一秒。电池的爆燃，会伤和他们。我在前期的一篇文章中，罗列过美国消防协会的培训：

假设我的车着火了怎样办？NFpA（美国消防协会）建议司机遵守以下三个步调：

a)住手。

b)假设可能的话，靠边。

c)关失落汽车。出去。

d)在离车辆100英尺远，同时留意交通平安。

e)拨打119乞助。

f)不要本身去灭火。

pACK能力非电芯公司强项；pACK厂电芯品质掉控，让整车厂猜疑和肉痛

经由过程仅十年新能源汽车成长的实践，,电池是新能源焦点部件，已无庸置疑。可是，作为整车的配套零件的电池系统，并没有像传统零件配套哪么简单。特殊是电芯厂商，缺少整车公司配套相干经验，即便这么多年的尽力，依然仍是短板。这就是汽车手艺的多年堆集的缘由。非短时候能培育起来的。

所以，整车厂绑缚和成长本身的pack厂,培养本身的BMS软硬件设计能力,再结合有实力,品质良好的电芯制造公司，将会成为一种新成长趋向。同时，增强对电池系统的掌控，也是在谋求更久远的成长。好比上汽团体的模式，值得进修。

电芯品质缺点隐患、可以在充电进程中放年夜，充电只是 诱因

我很是附和王子冬专家这句话： 年夜部门着火是在充电进程中，或方才竣事充电后。保障动力锂电池充电平安性是件很麻烦的事，这里面有良多影响身分，有毗连的问题，充电体例的问题，制造进程中是不是有瑕疵的问题。在充电进程中会将很多隐患放年夜，致使变乱，这点特殊主要。 所以，电芯品质问题，在充电环节放年夜了隐患，充电只是一个诱因，而非主因。我们要透过现象看素质。

圆柱电芯的上千颗利用，前题是有壮大的BMS做支持

其实，我们国内圆柱电芯的忽然放年夜量利用，和Tesla的利用效应有很是年夜的关系。包罗此刻对21700电芯的推重，我不否决，对任何进步前辈手艺的追随和立异，可是，也要站在国内现实环境看问题。不克不及盲目跟风。我们的BMS治理几千颗电芯的能力，还做不到Tesla的治理程度；热系统做到温差2℃还很坚苦。特别是针对三元圆柱电芯，我们的手艺把握能力还很有限。所以，我却是建议，从不变角度，BMS弱的环境下，仍是多用方形或着软包电芯为上策。

锂离子电池的平安问题是可以解决的

leaf在全球销量，2017年已超20万台，7年间没有传闻一路严重燃烧变乱；一样是在路上跑的车辆，一样也有碰撞，Tesla在短短5年时候，产量近10万台，已产生多起燃烧变乱。我们抛开分歧电芯正极材料的线路，其工程利用可是一致的。例如，Leaf的系统集成手艺：电池箱体布局设计进步前辈，抵抗碰撞能力、密封设计都是一流的，就连一枚继电器放置的位置，都长短常有讲求的。手艺的出神入化，年夜道至简，用在这里再贴切不外了。

更担忧的风险，其实不是着火变乱，而是来自熟悉的羁绊、夜郎自豪

一颗电芯的功效前进，是没法代表一个电池系统的水准高度，电池系统才是 利用主体 ：工艺一致性、节制手艺、热手艺、布局手艺、系统平安手艺等，一样要齐头并进。借用国度863电动汽车重年夜专项动力锂电池测试中间主任王子冬一句话： 经由过程项目标评价，学会对动力锂电池进行综合评价的方式，对项目做出科学的判定，特殊要正视动力锂电池产物向国外进修，我们不克不及夜郎自豪。

小结

关在新能源汽车的成长，平安永久是第一名的。任何政策、尺度、律例、设计、制造环节，都不克不及离开这个原则和底线。电芯作为电池系统平安主体和根本。更要向国外进步前辈手艺看齐，做车用级电池，充实尝试。车辆工程眼前，生命眼前，电池没有品级之分。要结壮务实，做好此刻的工程，解除上路车辆的风险。

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电芯出产工艺很是复杂，任何一个环节的缺点和不完全城市造成后端利用变乱。系统层面，在一个包体内，假如选用圆柱电池，4、五千颗电芯已经是正常的状况，任何一颗电芯短路，都是不成想象的灾害。

锂电池的利用普遍，从平易近用的数码、通讯产物到工业装备到特种装备等都在批量利用，分歧产物需要分歧的电压和容量，是以锂离子电池串连和并联利用环境良多，锂电池经由过程加装庇护电路、外壳、输出而构成的利用电池称为P

4高

质量能量密度300瓦时/千克 体积能量密度700瓦时/升

100C延续放电，温升节制在40℃之内

80℃高温延续轮回200周，85℃贮存48小时

经由过程针刺、重物冲击等平安性测试

2低

-40℃低温0.2C充电 且充放电轮回300周以上

-50℃低温放电，75%以上容量连结率

1防爆

190~200Wh/kg的高能量密度 知足Ex ia\ib IIA\IIB T1~T4防爆尺度 和针刺、重物冲击等平安性测试