新能源汽车起火事故频发 企业追求高密度能量电池抬升风险

发布日期:2020-06-18

核心提示:入夏以来,新能源汽车起火事故频频发生。据初步统计,截至6月10日,国内已至少发生6起与新能源汽车相关的起火事故。目前,除理想
 

入夏以来,新能源汽车起火事故频频发生。据初步统计,截至6月10日,国内已至少发生6起与新能源汽车相关的起火事故。目前,除理想已认定车辆起火系外来异物所致外,其他相关方均未公布事故原因。

“现在还没有结果,但国家相关部门和整车厂都已经介入调查了。”有东莞新能源汽车协会相关负责人向记者透露了“5.8东莞充电站起火事件”的最新进展。

“受此前补贴政策影响,一些企业盲目追求续航里程和电池能量密度,在安全性方面没有跟上,存在偷工减料的情况。”一位充电领域的技术专家表示,“在这样的背景下,新能源汽车发生起火事故的概率就会增加。”

能量密度增加热失控风险

高能量密度电池面临的更为严峻的安全技术挑战,在业内已成为共识。

“动力电池的能量密度越大,电解液的活性越高,相应的安全性就会下降。”新能源行业专家宋楠解释称,“2014年的磷酸铁锂电池和2016年的三元锂电池能量密度在140Wh/kg左右,而现在三元锂电池普遍能量密度都达到了180Wh/kg,这样势必会增加热失控的风险。”

热失控主要是指动力电池电极或电解液转向化学反应引发能量外泄,根源则是在充电或放电过程中,能量转化时超过了动力电池系统及BMS控制能力,最终使热能外泄。

数据显示,2019年动力电池系统能量密度呈现明显增长趋势,市场上已批量应用的三元电池和磷酸铁锂电池系统能量密度最高分别可达 182.44Wh/kg和144.9Wh/kg,较2018年同比增长10.3%和2.3%。

“过于追求高密度能量电池是导致起火频发的原因之一,这跟相关部门补贴政策有一定的关系。一些国际大牌主机厂对于高能量密度电池都谨慎使用。”劲邦资本合伙人、新能源汽车产业电车人联合会理事王荣进表示。

除了能量密度提升引发更多的安全隐患,在王荣进看来,热管理和电池PACK包的设计也是导致新能源汽车起火的因素之一。

“采用主动液态散热动力电池热管理技术在安全性上就会高一些,而被动风冷散热技术安全性较差,但前者的技术门槛较高。”宋楠进一步解释了热管理技术与安全性之间的关系。

在电池包方面,目前国内两大动力电池龙头企业宁德时代和比亚迪,均已做出了技术创新。2019年9月,宁德时代推出了全新的CTP高集成动力电池开发平台,即电芯直接集成到电池包;2020年3月,比亚迪则推出了“刀片电池”。 “CTP技术和‘刀片电池’都是通过系统集成及工艺改进方式,来降低成本和提升能量密度。但在安全性方面,‘刀片电池’更薄,散热效果更好。”王荣进分析认为。

5分钟逃生时间为最低“门槛”

就目前频繁发生的新能源汽车起火事故,工信部日前下发了《关于开展新能源汽车安全隐患排查工作的通知》。针对新能源汽车起火燃烧事故的调查,《通知》明确企业应承担新能源汽车安全第一责任,应建立并长期保持由研发、生产、售后、质量、监测等部门组成的安全分析和事故调查小组,由企业主管新能源和产品安全的领导担任调查小组负责人。

《通知》同时要求,生产企业应在15日内按要求上传事故全面分析技术报告。分析报告应包括以下几个方面:事故详细信息及处理情况介绍;事故车辆基本情况;事故车辆使用及售后服务信息;该车型动力电池、模组、PACK相关技术介绍;事故车辆的勘验及分析;企业平台数据分析以及事故原因及改进措施。

“从工信部发布的新能源汽车安全排查工作检查参考表来看,此次安全隐患排查主要排查的是动力电池部分。”有行业人士表示。

在此之前,国家市场监管总局已发布了《电动汽车安全要求》、《电动客车安全要求》、《电动汽车用动力蓄电池安全要求》等三项强制性国家标准。

其中,《电动汽车安全要求》加入了电池系统热事件报警信号要求,并强化了整车防水、绝缘电阻及监控方面的规定。《电动汽车用动力蓄电池安全要求》则增加了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为车内人员预留安全逃生时间。《电动客车安全要求》也进一步提升电动客车火灾事故风险防范能力。

在标准制定过程中,主流车企和动力电池企业也参与其中。“比亚迪曾提出了20分钟不起火不爆炸的标准,给车内人员预留出足够的逃生时间。但并不是所有企业都能够达到这一水平,最终将时间缩短至5分钟。”比亚迪汽车销售副总经理李云飞向记者介绍道。

“这个时间是给车企设定的最低‘门槛’要求。”对于国家强制标准中“5分钟”的设定,中国汽车技术研究中心首席专家王芳表示,“企业应不断提升产品设计水平,为消费者提供更加安全的驾驶车辆,包括可以将即使单个电芯热失控,也可保障整个电池包不起火、不爆炸作为努力的目标。”


 
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