中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：最近，公安部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車正以接近30%的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展，每年新增近100萬(wàn)輛電動(dòng)汽車上路。
圖源：公安部
與此同時(shí)，電動(dòng)汽車引發(fā)的安全事故問(wèn)題也時(shí)有發(fā)生，據(jù)集微網(wǎng)記者不完全統(tǒng)計(jì)（2020年8月-2021年1月），短短幾個(gè)月就發(fā)生了多起電動(dòng)汽車自燃事故。
雖然多起事故的最終原因仍在調(diào)查中，但汽車鋰電池顯然是首要考慮的因素之一。
為保證續(xù)航里程,電動(dòng)汽車會(huì)搭載大容量鋰電池,因鋰離子的活性,電池受到強(qiáng)烈撞擊后易發(fā)生滲漏,甚至起火爆燃。另外，電動(dòng)汽車行駛或充電時(shí)，鋰電池會(huì)發(fā)生復(fù)雜的充放電化學(xué)反應(yīng)，如果設(shè)計(jì)不合理，發(fā)生熱失控，會(huì)導(dǎo)致鋰電池起火自燃。
不容置疑，關(guān)于電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范亟需跟上。
最近，工信部在去年宣布的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》已于1月1日起開(kāi)始實(shí)施。
《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》新標(biāo)準(zhǔn)中特別增加了電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。雖然是短短幾分鐘，但為司機(jī)和乘客爭(zhēng)取到了寶貴的逃生時(shí)間，可大大降低事故死亡率。同時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求，試驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋系統(tǒng)熱擴(kuò)散、外部火燒、機(jī)械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環(huán)、振動(dòng)泡水、外部短路、過(guò)溫過(guò)充等。
不過(guò)，集微網(wǎng)記者發(fā)現(xiàn)，相比2015舊版國(guó)標(biāo)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》，新標(biāo)準(zhǔn)去除了針對(duì)動(dòng)力電池的針刺實(shí)驗(yàn)，據(jù)悉，理由之一是針刺試驗(yàn)與實(shí)際失效模式不相符。
一位業(yè)內(nèi)人士告訴集微網(wǎng)記者，針刺試驗(yàn)大致方法是將充滿電的電池放在一個(gè)平面上，用直徑5mm的鋼針沿徑向?qū)㈦姵卮檀?，這實(shí)際上是模擬了電池短路狀況?，F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，汽車動(dòng)力電池也可能遇到劇烈碰撞下外物侵入電池內(nèi)部的情況。鋰電池在短路時(shí)極易發(fā)生滲漏起火爆炸，因此針刺試驗(yàn)是動(dòng)力電池測(cè)試中非常有效、苛刻的一種方法，如果在針刺實(shí)驗(yàn)中電池能做到不起火爆炸，那鋰電池可以說(shuō)具有了相當(dāng)高的安全性。
圖源:比亞迪
前不久召開(kāi)的 “2021電動(dòng)汽車百人大會(huì)”上，比亞迪董事長(zhǎng)王傳福就對(duì)汽車動(dòng)力電池的安全規(guī)范提出了新的建議，他認(rèn)為應(yīng)該把動(dòng)力電池的針刺試驗(yàn)逐步列入強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)把目前熱擴(kuò)散試驗(yàn)要求的不短于5分鐘的標(biāo)準(zhǔn)，提升到不短于30分鐘的標(biāo)準(zhǔn)。
顯然，作為電動(dòng)汽車和電池供應(yīng)商，比亞迪將安全放在了重要位置。實(shí)際上，安全性、續(xù)航里程、充電速度、成本、使用壽命這些都是電動(dòng)汽車電池廠商亟待解決的問(wèn)題，且它們之間往往互相制約，例如，要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航里程，就無(wú)法達(dá)到快速充電體驗(yàn)，而為了追求長(zhǎng)續(xù)航里程，就要達(dá)到更高電池密度，而一味追求電池密度提升又給安全帶來(lái)隱患。
業(yè)內(nèi)人士對(duì)此評(píng)論指出：動(dòng)力電池的終極要求首要是安全性，在此基礎(chǔ)上才能兼顧高能量密度，充電快、成本低、壽命長(zhǎng)等其他方面要求。
一直為中國(guó)新能源汽車發(fā)展鼓與呼的歐陽(yáng)明高院士，在電動(dòng)汽車百人會(huì)的發(fā)言中，也講到了電動(dòng)汽車安全以及電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)的問(wèn)題。歐陽(yáng)明高認(rèn)為，目前動(dòng)力電池的熱安全問(wèn)題還沒(méi)有根本解決，應(yīng)從本征安全、被動(dòng)安全和主動(dòng)安全三方面加強(qiáng)安全保障技術(shù)。其中被動(dòng)安全就是在某一個(gè)單體電池?zé)崾Э匾院?，通過(guò)系統(tǒng)熱管理，即隔熱和散熱的方法，抑制它在電池包內(nèi)蔓延的速度保持不燃燒狀態(tài)。歐陽(yáng)明高院士表示，目前國(guó)標(biāo)要求是5分鐘不燃燒，將來(lái)會(huì)提升到半小時(shí)。
顯然，對(duì)汽車動(dòng)力電池安全性的重視正在引發(fā)社會(huì)各界的關(guān)注。無(wú)論是電池廠商還是汽車廠商，都正在通過(guò)各種創(chuàng)新技術(shù)以期實(shí)現(xiàn)更高的安全性。
去年，比亞迪在推出其“刀片電池”時(shí)，曾向業(yè)界展示其所做的“針刺實(shí)驗(yàn)”，從比亞迪公布的視頻看，其“刀片電池”被鋼針刺穿后，沒(méi)有發(fā)生熱失控現(xiàn)象，溫度始終保持在30-60℃之間，而與之相對(duì)應(yīng)的，三元鋰電池和傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池則在針刺實(shí)驗(yàn)中分別發(fā)生了起火燃燒和升溫冒煙的現(xiàn)象。
據(jù)悉，比亞迪的刀片電池是一種采用了創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 “超級(jí)磷酸鐵鋰電池”，不僅可以提高動(dòng)力電池包的空間利用率，增加同一單位體積中的能量密度，而且還能保障電池內(nèi)部的熱擴(kuò)散性能，從而達(dá)到更高安全目的。
“針刺實(shí)驗(yàn)”顯示了比亞迪刀片電池在短路時(shí)產(chǎn)熱少、散熱快，也證實(shí)了通過(guò)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，汽車鋰電池是可以達(dá)到更高的安全性能的。
寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在公開(kāi)發(fā)言中曾透露，寧德時(shí)代已經(jīng)開(kāi)發(fā)出不起火只冒煙的三元鋰電池產(chǎn)品，完全滿足國(guó)標(biāo)規(guī)定的電池單體發(fā)生熱失控后，電池5分鐘內(nèi)不起火的要求。同時(shí)，曾毓群認(rèn)為，為了應(yīng)對(duì)未來(lái)5年鋰電產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的井噴期，電池材料體系和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新非常重要，例如，從原子尺度入手，深入理解材料及其界面性質(zhì)，在材料體系上實(shí)現(xiàn)根本突破，包括CTP、CTC等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)、提高集成度來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能耗和成本的降低、效率的提高。
最近，廣汽埃安發(fā)布了新型石墨烯超級(jí)快充技術(shù)，可使純電動(dòng)汽車充電速度達(dá)到8分鐘充滿80%電量，其首款搭載石墨烯電池的量產(chǎn)車最快將于今年發(fā)布。在其宣傳資料中，廣汽埃安表示，該電池可通過(guò)最嚴(yán)苛的安全測(cè)試：電池槍擊實(shí)驗(yàn)。
像針刺實(shí)驗(yàn)一樣，電池槍擊實(shí)驗(yàn)也是一種針對(duì)電池安全性的極限測(cè)試，雖然國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中還沒(méi)有將這些方法列入測(cè)試范疇，但電池廠商們已經(jīng)走在前列。
中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，也將是一個(gè)汽車消費(fèi)大國(guó)，根據(jù)公安部的最新數(shù)據(jù)，目前全國(guó)汽車保有量2.81億輛，中國(guó)已做出承諾“2030年碳排放達(dá)峰、2060年碳中和”，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)數(shù)年，燃油車向電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)變將加速到來(lái)，因此，電動(dòng)汽車的安全性將涉及千萬(wàn)人的生命財(cái)產(chǎn)安全，可以說(shuō)，再怎么追求安全也不為過(guò)，相信，針對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的安全標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)與時(shí)俱進(jìn)，匹配產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新興要求。（校對(duì)/Sky)
