新能源汽車起火事件頻繁進(jìn)入大眾視野,行業(yè)由“里程焦慮”轉(zhuǎn)入“安全焦慮”。多位業(yè)內(nèi)人士告訴記者,新能源汽車安全事故主要由動力電池?zé)崾Э厮?。熱失控原因錯綜復(fù)雜,事故源頭難以明確,安全性問題應(yīng)得到高度重視。
業(yè)界不斷反思電動汽車的安全問題,盲目追求高能量密度成為焦點。多位專業(yè)人士指出,理論上電池能量密度與安全性成反比。企業(yè)追求高能量密度,安全問題隨之暴露。雖然未能明確已發(fā)生的起火事件與追求能量密度存在多大相關(guān)性,但隨著高鎳三元電池進(jìn)入市場,新能源汽車面臨更高的安全技術(shù)要求。
如何在高能量密度和提高安全性間取得平衡,成為當(dāng)前業(yè)內(nèi)亟待解決的一大難題。各家企業(yè)則從單體電芯、模組設(shè)計和電池包的結(jié)構(gòu)設(shè)計多個層級提高整體安全性。
安全焦慮
“2018年新能源汽車發(fā)生數(shù)起召回事件,逐漸走出里程焦慮的新能源汽車似乎陷入安全焦慮困局。”這是一位新能源汽車裝備行業(yè)上市公司高管發(fā)出的感慨。起火事件頻繁進(jìn)入大眾視野,新能源汽車安全問題被提及的頻率越來越高。
2018年10月底,國家市場監(jiān)督管理總局相關(guān)負(fù)責(zé)人稱,據(jù)掌握的輿情信息,2018年已發(fā)生新能源汽車起火事件40余起。鑒于車輛火災(zāi)事故可能與電器線路、燃料電池等因素相關(guān),且部分證據(jù)在燃燒過程中消失或發(fā)生變化,缺陷調(diào)查非常困難。截至2018年10月底,該局已組織缺陷產(chǎn)品管理中心啟動新能源汽車缺陷調(diào)查10起,會同相關(guān)部門開展火災(zāi)事故現(xiàn)場調(diào)查5次,督促相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)實施召回5次。其中,召回涉及5家企業(yè)24個車型的3.56萬缺陷車輛,缺陷原因多為電控和機(jī)械故障。
“正常行駛情況下,電動車極少會發(fā)生安全事故,電動車起火一般發(fā)生碰撞、靜止、水浸等特殊場景?!鄙钲谀炒笮碗姵貜S商研發(fā)工程師告訴中國證券報記者。
該人士指出,單從材料體系來看,新能源汽車起火風(fēng)險要比傳統(tǒng)燃油車高?!颁囀菈A金屬里的活潑金屬,電動汽車裝載的鋰離子電池本身就是一個能量體,發(fā)生嚴(yán)重碰撞會有起火危險。而燃油車基本不存在自燃或爆炸風(fēng)險,即便撞到油箱,油漏出來后,只要沒有明火點燃,基本不會發(fā)生爆炸?!?/p>
“電動車誕生之初,行業(yè)對其裝載的鋰電池活潑性就有預(yù)知,所以一直高度重視汽車安全性問題。2018年以來,多起新能源汽車起火事件加大了消費者擔(dān)憂,社會關(guān)注度一下起來了?!彼嬖V記者。
原國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬強(qiáng)調(diào),新能源汽車起火原因未明,安全性問題更應(yīng)該得到重視。“到底哪個環(huán)節(jié)出了問題目前還沒有調(diào)查清楚,是生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制?還是后期使用中出現(xiàn)的問題?什么樣的場景下會出現(xiàn)問題,現(xiàn)在都說不清楚。”
安全性的擔(dān)憂隨著新能源汽車保有量不斷攀升而加大。據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計,2018全年新能源汽車銷售125.6萬輛,同比增長61.7%。據(jù)平安證券披露的研報,2018年全國新能源汽車保有量達(dá)261萬輛,占汽車總量的1.09%。從統(tǒng)計情況看,近五年新能源汽車保有量年均增加50萬輛。
“隨著新能源汽車保有量越來越多,安全事故數(shù)量也在攀升?,F(xiàn)在發(fā)生安全事故的新能源汽車主要是2016年、2017年生產(chǎn)的。隨著汽車技術(shù)不斷提升,起火概率逐步降低,但目前的安全事故比例仍偏高,應(yīng)該引起行業(yè)重視?!睒I(yè)內(nèi)人士告訴中國證券報記者。
探究原因
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,新能源汽車安全事故主要由動力電池?zé)崾Э卦斐?。上述深圳某大型電池廠商研發(fā)工程師指出,熱失控是指電池內(nèi)部短路導(dǎo)致正負(fù)極接觸,內(nèi)部溫度不斷升高引發(fā)電池芯體起火,進(jìn)而蔓延到周圍電芯。
“熱失控僅僅是結(jié)果。電池?zé)崾Э卦蝈e綜復(fù)雜,這也是業(yè)內(nèi)認(rèn)為事故源頭難以明確的主要原因?!蹦橙绦履茉雌嚪治鰩熤赋?。
嚴(yán)重碰撞和電池過充被認(rèn)為是引發(fā)電池?zé)崾Э氐膬纱笤??!斑@兩類場景都容易導(dǎo)致熱失控。嚴(yán)重碰撞會令電芯變形,導(dǎo)致內(nèi)短路并引發(fā)熱失控。另外一種情況是電池過充。正常情況下如果電池過充,BMS(電池管理系統(tǒng))有斷電保護(hù)功能。當(dāng)BMS管理失效的時候,電量驅(qū)使鋰離子不斷聚集最終造成熱失控?!币晃徊辉妇呙臉I(yè)內(nèi)人士指出。
業(yè)界在不斷反思汽車安全性問題,盲目追求高能量密度成為討論焦點。
電池的能量密度指的是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。真鋰研究首席分析師墨柯指出,按照鎳鈷錳的比例,三元可以分為523、622、811多個體系。目前市場主流電池體系為523,高鎳三元材料(622、811)由于具備高能量密度優(yōu)勢成為行業(yè)研發(fā)重點。
“從三元材料體系本身來說,鎳的含量越高,安全性越來越差?!鄙鲜錾钲谀炒笮碗姵貜S商研發(fā)工程師指出,“能量密度跟安全性相當(dāng)于杠桿的兩端,一端高,另一端就低,很難平衡。隨著電池能量密度越來越高,單位體積或質(zhì)量聚集的能量越大,安全性越來越差,暴露的問題就越多?!?/p>
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,從市場情況出發(fā),行業(yè)確實存在提高能量密度、增加續(xù)航能力的內(nèi)在需求。
續(xù)航能力一直被認(rèn)為是評價新能源汽車性能的關(guān)鍵指標(biāo)。為了提高續(xù)航里程,新能源汽車補(bǔ)貼政策直接與電池能量密度掛鉤。根據(jù)2018年6月實施的補(bǔ)貼政策,電池系統(tǒng)能量密度補(bǔ)貼門檻由2017年的90Wh/kg提升至105Wh/kg,105(含)-120Wh/kg的車型按0.6倍補(bǔ)貼,120(含)-140Wh/kg的車型按1倍補(bǔ)貼,140(含)-160Wh/kg的車型按1.1倍補(bǔ)貼,160Wh/kg及以上的車型按1.2倍補(bǔ)貼。
“為拿到補(bǔ)貼,很多廠商盲目追求高能量密度,犧牲了部分安全性。前幾年我們就很擔(dān)憂事故風(fēng)險?!鄙鲜鰳I(yè)內(nèi)人士指出。舉個例子,乘用車尺寸相對比較小,想要增加里程,只能放更多的電池或排列得更擠。很多電池廠就將安全冷卻方式從液冷改為風(fēng)冷。液冷的冷卻效果更佳,但管道、系統(tǒng)占空間,導(dǎo)致電池包能量密度下降。相比之下,風(fēng)冷系統(tǒng)占據(jù)空間小但效果一般,一定程度上增加了安全風(fēng)險。
該人士同時強(qiáng)調(diào),由于電池開發(fā)周期和補(bǔ)貼退坡周期不匹配,盲目追求補(bǔ)貼導(dǎo)致電池驗證不足,進(jìn)而引發(fā)安全問題?!把a(bǔ)貼退坡的政策周期通常為一年重新發(fā)布,一款新的新能源車開發(fā)周期包括設(shè)計、驗證、測試、量產(chǎn)、調(diào)試等,單從設(shè)計到量產(chǎn)就至少需要一年時間。如果按正常節(jié)奏開發(fā),可能上不了最新的補(bǔ)貼目錄。這就倒逼行業(yè)縮短設(shè)計、驗證流程,可能留下安全隱患。”