亞洲新能源汽車網(wǎng)獲悉，在今年的炎炎夏日，不僅僅是天氣熱，新能源汽車也熱。而且熱的讓人擔(dān)心，接二連三的燃燒事故見(jiàn)諸于報(bào)道。盡管這樣，很多人仍然相信Tesla 的公關(guān)思維，燃油車也會(huì)燃燒啊，吃瓜群眾正在被洗腦。
人命關(guān)天的事，沒(méi)有小事，再次印證了汽車工程高安全需求
作為國(guó)家層面、工程技術(shù)人員需要清醒認(rèn)識(shí)或從麻痹、懵懂中警醒：其危害性、或客戶擔(dān)憂，會(huì)嚴(yán)重制約新能源的健康發(fā)展。所以，近期也看到了工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心的213號(hào)文件：“關(guān)于開展新能源客車安全隱患專項(xiàng)排查工作的通知”，也是應(yīng)急采取的必要措施，非常及時(shí)。
政策的出手，權(quán)威從士的不斷出聲，從另一個(gè)角度也反映出，決策者對(duì)以往技術(shù)導(dǎo)向的再思考，這是好事。這不是誰(shuí)的錯(cuò)，技術(shù)進(jìn)步就是這樣，在迂回中認(rèn)知和前進(jìn)，亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)不晚。
縱觀鋰電池發(fā)展歷史，只有認(rèn)真面對(duì)和解決，才能給新能源發(fā)展注入新的活力
首先嚴(yán)格意義上講，鋰電池有別于現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的鋰離子電池。我們來(lái)重溫鋰電池發(fā)展歷史：“上個(gè)世紀(jì)80年代，加拿大 moil energy 公司，首次向市場(chǎng)推出采用金屬鋰作為負(fù)極的Li/MnO2 二次電池。這款電池讓其稱霸全球市場(chǎng)，輝煌一時(shí)。但是非常不幸的是在1989年發(fā)生了連續(xù)的爆炸事故。導(dǎo)致大面積召回，該公司從此一蹶不振?！?br /> “后被日本的NEC公司收購(gòu)。NEC公司投入巨資、人力、物力對(duì)上萬(wàn)塊電池進(jìn)行了分析，最終找到了導(dǎo)致電池起火爆炸的元兇---鋰枝晶。 所以鋰作為負(fù)極材料，淡出了我們的視野。 直到1991年，索尼公司推出首款商用鋰離子電池，LiCO2作為正極，石墨作為負(fù)極。從此開啟鋰離子電池二次走向應(yīng)用的輝煌時(shí)代?！?br /> 通過(guò)這段文字描述，可看出鋰電池的共性問(wèn)題，析理同樣是作為其化學(xué)特性存在的。這也是為什么靜置的車輛、充電過(guò)程的車輛，很有可能是因?yàn)槲隼碓斐蓛?nèi)短路、過(guò)充導(dǎo)致內(nèi)短路等原因而發(fā)生著火事故。但是，析理也是可以通過(guò)技術(shù)手段避免其發(fā)生或控制在安全范圍之內(nèi)的。
豐田對(duì)電池事故最到位的總結(jié)：過(guò)充、外短路、碰撞、內(nèi)短路
1、 對(duì)于過(guò)充：系統(tǒng)層面，采用雙檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)電芯、模組電壓進(jìn)行檢測(cè)。
2、 對(duì)于外短路：系統(tǒng)層面，關(guān)斷系統(tǒng)、主回路保險(xiǎn)絲。
3、 電芯層面：達(dá)到一定溫度時(shí)，能自動(dòng)切斷電流，通過(guò)材料、結(jié)構(gòu)、電極來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4、 碰撞防護(hù)：通過(guò)車身、電池包結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5、 電芯內(nèi)短路：系統(tǒng)層面是毫無(wú)應(yīng)對(duì)方案的。電芯層面，通過(guò)材料、隔膜等防內(nèi)短路措施（HRL：Heat resistant layer ）
豐田把電芯“內(nèi)短路”故障排在最后，個(gè)人主觀分析：對(duì)于松下這樣歷史悠久的公司，工藝高超的控制能力，已不是難題，結(jié)合新的隔膜技術(shù)、內(nèi)隔熱技術(shù)等是可以很好解決內(nèi)短路的。但是，對(duì)于我們國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)資源，我覺(jué)得，解決好內(nèi)短路技術(shù)問(wèn)題，仍然是當(dāng)務(wù)之急。
電芯的品質(zhì)、一致性、穩(wěn)定性，仍然是著火事故直接原因之一
從松下的一些文字中，對(duì)其制造工藝的先進(jìn)性有一些了解：松下的全自動(dòng)無(wú)人干預(yù)生產(chǎn)、嚴(yán)格的來(lái)料檢驗(yàn)、潔凈生產(chǎn)環(huán)節(jié)，完整的測(cè)試能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
從成本的角度，管理的角度，都是需要大力氣的投入。在早期，國(guó)內(nèi)有些有遠(yuǎn)見(jiàn)的企業(yè)，雇傭日本的管理人員，管理車間；返聘日本的老專家做好5S工作，完整和系統(tǒng)的做FMEA等，其實(shí)，都是朝著這方面努力，嚴(yán)格意義講，這不是高難的技術(shù)問(wèn)題，而是做好精益生產(chǎn)的手段和措施。
電芯生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺陷和不完整都會(huì)造成后端應(yīng)用事故。系統(tǒng)層面，在一個(gè)包體內(nèi)，如果選用圓柱電池，四、五千顆電芯已是正常的狀態(tài)，任何一顆電芯短路，都是不可想象的災(zāi)難。
做真正意義的車用級(jí)電池，這是保證車輛安全的底線
國(guó)內(nèi)電芯企業(yè)，決大部分都是短時(shí)間成長(zhǎng)起來(lái)的，和松下這樣的老牌企業(yè)是無(wú)法相比的。同時(shí)，汽車工程對(duì)安全的要求，對(duì)于沒(méi)有行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)，是無(wú)法理解的。所以，在很短的時(shí)間追上世界先進(jìn)水平，確實(shí)不是一件易事。但是，市場(chǎng)不等人，你必須做的更好，才能生存。這個(gè)脫節(jié)問(wèn)題，逐漸顯露出來(lái)，整車企業(yè)，為了安全、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮，提高其可控性，紛紛和有實(shí)力的電芯廠捆綁聯(lián)合。電芯供應(yīng)市場(chǎng)，造成一種有趣的現(xiàn)象，供不應(yīng)求和門庭羅雀。所以，統(tǒng)計(jì)數(shù)字使用全國(guó)年生產(chǎn)供應(yīng)多少GWh,使用了多少GWh是不靠譜的。電芯生產(chǎn)過(guò)剩同樣是存在的。
技術(shù)角度，針對(duì)車用級(jí)需求，也有明確的要求：在國(guó)標(biāo)中，GBT 31485-2015 電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)電池單體承受過(guò)充能力有明確的要求，如果上限電壓是4.2V, 哪么，實(shí)驗(yàn)測(cè)試電壓應(yīng)該是6.3V。
從電化學(xué)角度，“過(guò)充”也是一個(gè)廠家產(chǎn)品能力和技術(shù)實(shí)力，如同快充能力，也是能設(shè)計(jì)出來(lái)的。
惡性價(jià)格竟?fàn)?，電芯以次充?br /> 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常用1Wh多少錢作為市場(chǎng)潛在的成本標(biāo)準(zhǔn)。更有甚者，小于1元/Wh的電芯也能上車，成本的不合理性背后，可能就是犧牲的品質(zhì)。其實(shí)，每輛車對(duì)功率的需求的不同，對(duì)容量要求、對(duì)溫度需求的差異等，這些指標(biāo)，恰恰是和電池成本直接掛鉤的。另一方面，數(shù)量可以稀釋成本，也是公認(rèn)的，松下18650的出價(jià)171美金，出貨量都是Gwh。我們國(guó)內(nèi)的企業(yè)不論從質(zhì)、量都是不可企及的，相提并論或作為目標(biāo)顯然是不合理。包括政策層面，對(duì)成本目標(biāo)的降低或拉動(dòng)，都是有待商榷的。
同時(shí)，一些PACK制造商，不排除以次充好。例如，使用不到一萬(wàn)公里的系統(tǒng)，壓差已經(jīng)是0.5V了，奇怪的是，車輛照樣跑跑，確實(shí)奇葩；或者依靠強(qiáng)大的售后團(tuán)隊(duì)來(lái)救火作為解決問(wèn)題的靈丹妙藥，也早已是公開的秘密。市場(chǎng)的混亂，盲目的聽(tīng)從價(jià)格，令人擔(dān)憂。
在一篇文章中看到對(duì)事故的分析中，“從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，電池包內(nèi)部溫度在20秒內(nèi)，從34℃上升至113℃”。從BMS 角度，面對(duì)熱失控的狀態(tài)，也是無(wú)能為力的。最好的結(jié)果，也只有及時(shí)、準(zhǔn)確診斷和告警了，給乘客的逃生贏得時(shí)間，已是相當(dāng)優(yōu)秀的BMS了。
實(shí)現(xiàn)電池的多元應(yīng)用；三元材料電池難過(guò)針刺實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)實(shí)
不同的電池用在不同的地方。這才是市場(chǎng)和技術(shù)的本色。在選用何種材料的電池時(shí)，能量密度不能作為首選因素，這一點(diǎn)，也被更多的有識(shí)之士認(rèn)可。隨著補(bǔ)貼的退坡，各個(gè)廠家逐漸會(huì)從“無(wú)奈”中解放。能量密度的“拔苗助長(zhǎng)”，技術(shù)的非循序漸進(jìn)，是嚴(yán)重不合理的。不能一味的想著“彎道超車”。市場(chǎng)需要的是安全的產(chǎn)品。還是市場(chǎng)說(shuō)了算的。
電池的多元化發(fā)展，應(yīng)該會(huì)成為一種趨勢(shì)。根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)續(xù)駛里程、使用的環(huán)境、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，選擇合適的電芯和系統(tǒng)電量。這就不難理解，為什么豐田的Mirai,仍然在用鎳氫電池。個(gè)人觀點(diǎn)，在BMS 達(dá)不到較高水平的時(shí)候，LFP仍然是大巴車的首選。盡管LFP同樣會(huì)燃燒，但是，從冒煙到爆燃的時(shí)間，LFP是有明顯優(yōu)勢(shì)的。起碼能給乘客的逃生爭(zhēng)取5~10分鐘的時(shí)間。
如同當(dāng)年，我一直主張，鈦酸鋰電池做為燃料電池車輛輔助和儲(chǔ)能電池一樣，安全永遠(yuǎn)是第一位的。
正視差距：你的產(chǎn)品做了隔熱、隔火設(shè)計(jì)嗎？
當(dāng)專注于熱設(shè)計(jì)的溫差、均溫的時(shí)候，卻忽略了相反的一面風(fēng)險(xiǎn)，哪就是“引火上身”。我們都親眼目睹了充電時(shí)，著火的一輛車引燃旁邊無(wú)辜車輛的景象，其實(shí)，電芯模組之間故障時(shí)，同樣也是這個(gè)道理。系統(tǒng)、模組、電芯的隔熱、隔火設(shè)計(jì)，就是為了避免、延緩事故的燃燒狀態(tài)。目前，一般從系統(tǒng)層面，做了隔離措施，比如Tesla 的上蓋板所做的隔火、隔熱設(shè)計(jì)；目前最多設(shè)計(jì)措施還有模組之間的隔熱設(shè)計(jì)；電芯的隔火國(guó)內(nèi)產(chǎn)品很少，也只有Tesla 電芯之間使用云母片的隔火設(shè)計(jì)。
正視差距：你的溫感布置是基于仿真和多輪測(cè)試的結(jié)果嗎？
如果不是一對(duì)一采集，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)數(shù)值偏差和時(shí)間延遲問(wèn)題。如何與電芯真實(shí)溫度狀態(tài)匹配？我想不是拍腦門能解決的問(wèn)題。記得Leaf 的四個(gè)溫感布置，當(dāng)時(shí)還疑惑箱體內(nèi)左、右兩側(cè)為什么沒(méi)有對(duì)稱布置？其實(shí)，背后大量的實(shí)驗(yàn)工作，已經(jīng)證明，這四個(gè)點(diǎn)在具體的空間、各種工況，是最具代表性的位置。
正視差距：你的BMS對(duì)電芯的參數(shù)模型了解多少？
很多情況，BMS對(duì)電芯參數(shù)的了解或電芯提供給BMS的數(shù)據(jù)是非常有限的，甚至是少的可憐的。除了上、下限電壓、SOC對(duì)應(yīng)電壓狀態(tài)，SOP功率狀態(tài)邊界都沒(méi)有。更別說(shuō)參數(shù)模型了。因?yàn)?，電池廠家也沒(méi)有完整的測(cè)試。這種粗狂的控制，帶來(lái)的后果是嚴(yán)重的。BMS和電池的脫節(jié)已經(jīng)不是新鮮問(wèn)題了。
正視差距：從企業(yè)、社會(huì)角度，我們的客戶培訓(xùn)了嗎？
記得在看一個(gè)著火事故的錄像時(shí)，我發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象：當(dāng)車輛底部冒煙時(shí)，第一時(shí)間，乘客并沒(méi)有迅速下車；或者下車了，在車旁邊來(lái)回踱步，是哪樣的茫然和不知所措。更有甚者，好奇的人們?cè)趪^。
他們沒(méi)有意識(shí)到危險(xiǎn)，可能就在下一秒。電池的爆燃，會(huì)傷及他們。我在前期的一篇文章中，列舉過(guò)美國(guó)消防協(xié)會(huì)的培訓(xùn)：
“如果我的車著火了怎么辦？NFPA（美國(guó)消防協(xié)會(huì)） 建議司機(jī)遵循以下三個(gè)步驟：
a） 停止。
b） 如果可能的話，靠邊。
c） 關(guān)掉汽車。出去。
d） 在離車輛100英尺遠(yuǎn)，同時(shí)注意交通安全。
e） 撥打119求助。
f） 不要自己去滅火?！?br /> PACK能力非電芯企業(yè)強(qiáng)項(xiàng)；PACK廠電芯品質(zhì)失控，讓整車廠困惑和心痛
通過(guò)僅十年新能源汽車發(fā)展的實(shí)踐，電池是新能源核心部件，已毋庸置疑。但是，作為整車的配套零件的電池系統(tǒng)，并沒(méi)有像傳統(tǒng)零件配套哪么簡(jiǎn)單。特別是電芯廠家，缺乏整車企業(yè)配套經(jīng)驗(yàn)，即使這么多年的努力，仍然還是短板。這就是汽車技術(shù)的多年積累的原因。非短時(shí)間能培養(yǎng)起來(lái)的。
所以，整車廠捆綁和發(fā)展自己的pack廠，培育自己的BMS軟硬件設(shè)計(jì)能力，再聯(lián)合有實(shí)力，品質(zhì)優(yōu)良的電芯制造企業(yè)，將會(huì)成為一種新發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)電池系統(tǒng)的掌控，也是在謀求更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。比如上汽集團(tuán)的模式，值得學(xué)習(xí)。
電芯品質(zhì)缺陷隱患、可以在充電過(guò)程中放大，充電只是“誘因”
我非常贊同王子冬專家這句話：“大部分著火是在充電過(guò)程中，或者剛剛結(jié)束充電后。保障動(dòng)力電池充電安全性是件很麻煩的事，這里面有很多影響因素，有連接的問(wèn)題，充電方式的問(wèn)題，制造過(guò)程中是否有瑕疵的問(wèn)題。在充電過(guò)程中會(huì)將許多隱患放大，導(dǎo)致事故，這點(diǎn)特別重要?！彼?，電芯品質(zhì)問(wèn)題，在充電環(huán)節(jié)放大了隱患，充電只是一個(gè)誘因，而非主因。我們需要透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。
圓柱電芯的上千顆應(yīng)用，前題是有強(qiáng)大的BMS做支撐
其實(shí)，我們國(guó)內(nèi)圓柱電芯的突然放大量應(yīng)用，與Tesla的應(yīng)用效應(yīng)有非常大的關(guān)系。包括現(xiàn)在對(duì)21700電芯的推崇，我不反對(duì)，對(duì)任何先進(jìn)技術(shù)的跟隨和創(chuàng)新，但是，也需要站在國(guó)內(nèi)實(shí)際情況看問(wèn)題。不能盲目跟風(fēng)。我們的BMS管理幾千顆電芯的能力，還做不到Tesla的管理水平；熱系統(tǒng)做到溫差2℃還很困難。尤其是針對(duì)三元圓柱電芯，我們的技術(shù)駕馭能力還很有限。所以，我倒是建議，從穩(wěn)定角度，BMS弱的情況下，還是多用方形或著軟包電芯為上策。
鋰離子電池的安全問(wèn)題是可以解決的
leaf 在全球銷量，2017年已超20萬(wàn)臺(tái)，7年間沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)一起嚴(yán)重燃燒事故； 同樣是在路上跑的車輛，同樣也有碰撞， Tesla 在短短5年時(shí)間，產(chǎn)量近10萬(wàn)臺(tái)，已發(fā)生多起燃燒事故。我們拋開不同電芯正極材料的路線，其工程應(yīng)用可是一致的。例如，Leaf的系統(tǒng)集成技術(shù)：電池箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)，抵御碰撞能力、密封設(shè)計(jì)都是一流的，就連一枚繼電器放置的位置，都是非常有講究的。技術(shù)的爐火純青，大道至簡(jiǎn)，用在這里再貼切不過(guò)了。
更擔(dān)心的風(fēng)險(xiǎn)，并不是著火事故，而是來(lái)自認(rèn)識(shí)的羈絆、夜郎自大
一顆電芯的成果進(jìn)步，是無(wú)法代表一個(gè)電池系統(tǒng)的水準(zhǔn)高度，電池系統(tǒng)才是“應(yīng)用主體”：工藝一致性、控制技術(shù)、熱技術(shù)、結(jié)構(gòu)技術(shù)、系統(tǒng)安全技術(shù)等，同樣需要齊頭并進(jìn)。借用國(guó)家863電動(dòng)車重大專項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心主任王子冬一句話：“通過(guò)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)，學(xué)會(huì)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法，對(duì)項(xiàng)目做出科學(xué)的判斷，特別要重視動(dòng)力電池產(chǎn)品向國(guó)外學(xué)習(xí)，我們不能夜郎自大?！?br /> 對(duì)于新能源汽車的發(fā)展，安全永遠(yuǎn)是第一位的。任何政策、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)，都不能脫離這個(gè)原則和底線。電芯作為電池系統(tǒng)安全主體和基礎(chǔ)。更需要向國(guó)外先進(jìn)技術(shù)看齊，做車用級(jí)電池，充分實(shí)驗(yàn)。車輛工程面前，生命面前，電池沒(méi)有等級(jí)之分。需要踏實(shí)務(wù)實(shí)，做好現(xiàn)在的工程，排除上路車輛的風(fēng)險(xiǎn)。
