今年以來,全國發(fā)生的多起新能源汽車著火、爆炸事故,將動力電池的安全問題推到了輿論的風(fēng)口浪尖,事實上,技術(shù)持續(xù)進(jìn)步和產(chǎn)品安全性能完善一直是動力電池行業(yè)發(fā)展之要,也是行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的熱點問題。日前,第6屆中國(青島)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇上,煙臺創(chuàng)為新能源科技有限公司(簡稱:“創(chuàng)為新能源”)技術(shù)總工李明明接受電池網(wǎng)特約記者表示,隨著新能源汽車保有量增加,安全因素牽動方方面面的心。
創(chuàng)為新能源技術(shù)總工李明明
在這一背景下,動力電池?zé)崾Э氐陌踩A(yù)警價值就越發(fā)被凸顯出來。作為首創(chuàng)專有技術(shù)——“鋰離子電池?zé)崾Э啬P汀?,?chuàng)為新能源專注新能源汽車、動力電池、儲能電站安全防控領(lǐng)域的最新技術(shù)研究、解決方案提供與實施。李明明表示,創(chuàng)為新能源致力于成為儲能安全領(lǐng)域世界領(lǐng)先品牌,目前以持續(xù)的研發(fā)形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。
電池?zé)崾Э乇O(jiān)測預(yù)警極其重要
李明明向記者分析稱,當(dāng)前動力電池著火、爆炸不外乎幾個方面的原因:一是電池自身的問題,單個電池可能沒問題,成模組后,電芯的一致性就有差別了,多次充放后,個別電芯就成了危險源,引發(fā)著火爆炸;二是電芯的質(zhì)量問題,最初的幾年,電芯生產(chǎn)質(zhì)量不高,現(xiàn)在問題累計,到了爆發(fā)階段。
他表示,解決方案要從根本上入手,任何一個起火爆炸事故都是由一個小電芯的熱失控引發(fā)的,能在極早期階段進(jìn)行熱失控監(jiān)測預(yù)警,并配置自動滅火裝置,是當(dāng)前來看最有效的解決方式。
資料顯示,創(chuàng)為新能源于2011年開始研發(fā)熱失控監(jiān)測預(yù)警及自動滅火技術(shù),主營產(chǎn)品為“創(chuàng)為電池箱專用自動滅火裝置系統(tǒng)”,包含動力電池專用版(乘用車專業(yè)版、中巴專業(yè)版、大巴專業(yè)版、專用車版、通用版)、儲能電池專用版、充電機(jī)專用版等多個專用版本。該系統(tǒng)主要針對新能源汽車用動力電池的熱失控,進(jìn)行提前預(yù)警和火災(zāi)控制,是目前較為先進(jìn)的能夠進(jìn)行早期預(yù)警的產(chǎn)品。
李明明告訴記者,創(chuàng)為基于核心技術(shù)“鋰離子電池?zé)崾Э啬P汀贝蛟炝艘幌盗须姵叵鋵S米詣訙缁鹧b置系統(tǒng),目前已廣泛應(yīng)用于商用車、乘用車及儲能系統(tǒng),客戶遍及寧德時代、億緯鋰能等二十多家電池廠;宇通、中通、比亞迪、上汽大通等近四十家整車廠,儲能方面,還為南都、中天儲能、科信動力、安靠電源及上海采日能源等客戶配套。
然而,電池的熱失控就像SAS,都是不知什么原因、會在哪里發(fā)生、都是會傳染、沒有特效藥,要在監(jiān)控和防護(hù)中做到統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的,可謂是難上加難。李明明坦言稱,比如鋰離子電池內(nèi)部短路目前還沒有有效的技術(shù)可以早期識別,但一旦發(fā)生熱失控,只要措施得當(dāng),還是可以及時監(jiān)測和防護(hù)的。
“創(chuàng)為新能源基于核心技術(shù)‘鋰離子電池?zé)崾Э啬P汀邪l(fā)的CW1160系列產(chǎn)品,可以在熱失控發(fā)生的極早期,通過氣體、溫度及煙霧等多因素探測器監(jiān)測到危險信號,及時報警,進(jìn)行檢修處理,將出現(xiàn)熱失控的電芯剔除,更換上正常的電芯,使整個電池箱保持正常工作狀態(tài)?!崩蠲髅鲗Υ私忉尩?。
正攻關(guān)三元電池?zé)崾Э乇O(jiān)測預(yù)警技術(shù)
對于層出不窮的動力電池著火、爆炸事故,有專家將矛頭指向了三元電池,認(rèn)為三元電池能量密度高、續(xù)航里程長,但在高溫作用下極易發(fā)生燃燒或爆炸。
李明明坦言稱,三元電池能量密度高、續(xù)航里程長,這是其優(yōu)點,在高溫作用下極易發(fā)生燃燒和爆炸,這也是其固有的不足。三元材料在一定溫度下會分解釋放出一種很活潑的初生態(tài)氧,一旦發(fā)生熱失控,會形成快速的熱擴(kuò)散,三元電池起火的頻率比磷酸鐵鋰電池高。
在李明明看來,針對三元電池?zé)崾Э氐难芯繎?yīng)更加重視,通過研究快速充電情況下的瞬時極化現(xiàn)象及負(fù)極析鋰現(xiàn)象,及其引起電池壽命快速衰減與電池內(nèi)短路甚至熱失控的機(jī)制。研究低溫充電、快速充電等復(fù)雜工況耦合下的對電池壽命與安全的影響機(jī)制,分析不同充電模式下電池系統(tǒng)充電效率,建立系統(tǒng)充電效率模型,形成安全的充電安全管理方法,在主動安全防護(hù)下輔助被動安全的監(jiān)測預(yù)警和抑制防護(hù)措施,研制出適用于三元電池的安全防控裝置,并根據(jù)電池系統(tǒng)火災(zāi)蔓延的多米諾模型制定相應(yīng)的防控裝置的聯(lián)動策略,可以做到有效的防護(hù)。
據(jù)了解,創(chuàng)為新能源目前已和復(fù)旦大學(xué)兩位專家組成合作研發(fā)課題組,專門攻關(guān)三元電池?zé)崾Э乇O(jiān)測預(yù)警技術(shù),項目目前處于第一階段,預(yù)計2019年中期便能研制出小試產(chǎn)品。
李明明說,新能源汽車是一個新興行業(yè),也是極具潛力和發(fā)展前景的行業(yè)。動力電池是這個產(chǎn)業(yè)鏈上的關(guān)鍵環(huán)節(jié),頻發(fā)的安全事故意味著現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)還存在不足和缺陷,更意味著在這一技術(shù)領(lǐng)域,還有很多未知的探索空間。截至目前,創(chuàng)為新能源前已形成商用車產(chǎn)品系列、儲能產(chǎn)品系列、目前正在研發(fā)乘用車產(chǎn)品系列及智能駕駛輔助產(chǎn)品系統(tǒng),未來將會向電池梯次利用領(lǐng)域進(jìn)軍,以核心技術(shù)打造電池全周期的安全防護(hù)解決方案。
當(dāng)然,與動力電池火熱相伴隨的是,國內(nèi)的儲能產(chǎn)業(yè)也發(fā)展飛快。李明明坦言,儲能市場發(fā)展雖然超出市場預(yù)期,但也沒有避免事故,國內(nèi)外經(jīng)報道的鋰離子儲能電站火災(zāi)事故已經(jīng)幾十起,引起政府部門的高度重視。儲能電站安全問題較為突出,直接制約著儲能技術(shù)應(yīng)用甚至是儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,特別是鋰離子電池所帶來的安全問題。傳統(tǒng)的煙、溫感探測器消防預(yù)警系統(tǒng)已不能適應(yīng)電池消防應(yīng)用場景的安全需求,傳統(tǒng)消防探測預(yù)警一定是火災(zāi)已經(jīng)從電池包蔓延到儲能艙后的結(jié)果,在火災(zāi)發(fā)生后的報警已經(jīng)為時已晚,另外傳統(tǒng)的消防系統(tǒng)是獨立的系統(tǒng)通訊機(jī)制,缺少與BMS或EMS智慧聯(lián)動的安全管理策略。
“在儲能消防安全法規(guī)及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)上,目前尚未有文件做規(guī)范,現(xiàn)行法規(guī)及消防技術(shù)要求落后于儲能產(chǎn)業(yè)實際的發(fā)展需求,預(yù)警滯后,聯(lián)動通訊系統(tǒng)不完善,滅火劑沒有針對性。”李明明告訴記者。
也正是基于此,創(chuàng)為新能源今年做了大量的開辟性工作,一是配合TüV南德、鑒衡認(rèn)證等在電化學(xué)儲能系統(tǒng)評價規(guī)范方面做了些工作;另一個是在中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟旗下,主導(dǎo)制定了聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)《儲能系統(tǒng)火災(zāi)預(yù)警及消防防護(hù)系統(tǒng)》。