动力电池领域出现的一些新问题

摘要

在起火事故的追踪中，第一类的产品设计缺陷类的原因越来越少，而第二类的原因则越来越多，尤其是在具体使用过程中存在的问题，往往被忽视。

电动汽车起火事故频发，暴露出动力电池领域出现的一些新问题。

8月初，大连发生一起电动网约车自燃事故，根据当地媒体报道，事故初步了解是电池起火。

7月，国内能统计到的电动汽车起火事故就有14起，其中有明确时间地点信息的有12起。

起火事故频发，暴露出一些和往年不同的情况，值得行业关注。

根据国家新能源汽车事故调查专家组对于最近起火事故原因的分析来看，主要集中为两大类：

一类是明显的产品设计缺陷。另一类则是非产品设计类缺陷，主要集中在产品验证周期短、安全验证体系不完善、产品安全边界设定不足，使用和充电过程。

在起火事故的追踪中，第一类的产品设计缺陷类的原因越来越少，而第二类的原因则越来越多，尤其是在具体使用过程中存在的问题，往往被忽视。

例如在以下场景：

①市场上还存在一些电动汽车在使用过程中发生底盘磕碰的问题，但并没有及时检修，可能存在底盘密封失效，这种失效很有可能带来起火隐患。

②国内一家车企通过安全排查发现，不少电池汽车使用过程中，一些充电场景下充电桩会出现瞬间1000安培左右的大电流冲击，这是正常充电的十倍，而这种大电流冲击会造成电池析锂。可能为安全埋下隐患。

③目前的电动汽车主要围绕私家车设计，电池的设计寿命是15——20万公里，但是从实际终端走向看，7成以上走向了网约车，具体使用过程中2年可能就已经达到设计寿命，后续仍然继续运营，这种情况往往并没有检查，因此也存在不小的隐患。

中国科学院院士欧阳明高介绍，电动汽车动力电池的安全包括本征安全、被动安全、主动安全。这其中，本征安全已经做的逐步完善，但是在被动安全和主动安全环节，依然还有很大的改善空间。

所谓的本征安全，就是电池的设计和制造，设计层面重点包括基于材料热稳定性和电池热失控机理的设计，制造层面则主要涉及智能化、过程监测、制造品质等。

目前，基于比能量200Wh/Kg的电池本征安全已经相对成熟，目前重点攻关的是300Wh/Kg的电池本征安全，这是目前产业化攻关的重点。

在被动安全层面，目前面临一定程度的问题，这就包括了上文提到的电池箱体底盘碰撞、泡水等问题。

此外，被动安全最为重要的一点是防止热蔓延，为了防止电池模块热蔓延甚至是整个包的热蔓延，目前行业内已经在隔热材料的使用上形成共识，同时逐步考虑在300Wh/Kg的电池上采用灭火装置。

除了本征安全和被动安全，主动安全的价值开始被行业加以重视。

“主动安全是最有空间的，成本不增加，但是附加值增加很多，因为只需要软件算法等。”

欧阳明高表示，主动安全的前提和基础是电池管理系统要做好，状态估计要准，把使用边界控制的好，不要进入不允许的超出边界的情况。内短路、制造、颗粒形成的各种各样的隐患要能预警。目前存在的最主要问题是传感器还是偏少。

充电安全也是主动安全控制的重要方面。

目前看，现在充电发生的事故占比比较高。从机理的角度，快充、充满或者过充的时候也是热失控最容易发生的时候，尤其是充电析锂的问题引发热失控。因为充电不仅仅是电池，也跟车、充电机、充电站有关。未来几年，充电控制慢慢会发展出细分的行业受到关注。

此外，还有全生命周期的安全性，其前提是健康状态的准确估计。

包括欧阳明高在内的多位业内人士都认为，可以在主动安全方面引入人工智能、大数据、云平台，为提升电池管理、电池预警、电池充电控制和电池寿命预测与评估的技术水平，如果把这些实施好，300Wh/Kg电池高镍三元电池的全生命周期安全在两年内有望解决。