作為純電動汽車的“心臟”，動力鋰離子電池筆直決定了車輛的安全、壽命和性能。在動力鋰離子電池能量密度和性能不斷提升的過程中，安全性也成為備受關(guān)注與爭議的話題。“動力鋰離子電池系統(tǒng)存在諸多安全層面的不確定性。”正如我國汽車動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬所言，由單體和系統(tǒng)組成的電池組，其安全性也關(guān)系著產(chǎn)品的方方面面，涉及面比較廣，但業(yè)內(nèi)外卻對此普遍存在認(rèn)識不深的問題，甚至有些概念還可能是錯誤的，這加劇了安全風(fēng)險。

此前我國汽車工業(yè)協(xié)會、我國汽車動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、我國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促使聯(lián)盟組織行業(yè)編制的《電動汽車安全指南》（以下簡稱《指南》）指出，應(yīng)從設(shè)計、加工、檢驗、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)重視安全，提升新能源汽車用鋰離子電池安全認(rèn)知，提升安全性設(shè)計、制造及安全管控水平。那么，提升對電池的安全認(rèn)知，首先就要認(rèn)清什么因素影響電池安全。“關(guān)注安全，就要將影響安全的各種因素盡可能找出，做到寧多勿漏。”天津力神執(zhí)行副總裁高俊奎說。

■電池?zé)崾Э厥请妱悠嚻鸹鹬饕?/p>

高俊奎強(qiáng)調(diào)，電池單體內(nèi)短路、單體散熱、性能衰減引起溫度升高、機(jī)械可靠性和電池模組的內(nèi)短路、散熱、電氣連接可靠性、機(jī)械可靠性是關(guān)系電池安全的緊要因素，而電池系統(tǒng)的熱管理能力，系統(tǒng)內(nèi)的短路、絕緣問題，密封防水性能、bMS（電池管理系統(tǒng)）管理能力和可靠性是決定電池組的安全因素。他進(jìn)一步指出，電池安全涉及安全體系、安全設(shè)計和制造過程等各方面。

在諸多的安全隱患中，高俊奎強(qiáng)調(diào)，電池?zé)崾Э厥切履茉雌嚻鸹鹗鹿实闹饕颍@種過熱在電池充放電過程中最容易發(fā)生。顧名思義，熱失控就是電池內(nèi)部熱量集中，最終達(dá)到無法控制的地步，導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。而目前有關(guān)鋰離子電池起火沒有有效的阻止措施，只能任由電動汽車燃燒直至熱失控過程結(jié)束。那么，又有什么原由引起了電池?zé)崾Э兀磕壳埃瑯I(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，引發(fā)電池?zé)崾Э氐脑删o要是熱輻射、電池內(nèi)部短路、惡劣環(huán)境濫用等引起的。要怎么樣針對熱失控進(jìn)行管理？《指南》專家組的研究明確，熱失控發(fā)生起火爆炸時，電池單體上的安全保護(hù)裝置應(yīng)啟動，這就要求公司在電池泄壓和噴火層面上盡心設(shè)計，噴瀉出的物質(zhì)數(shù)量應(yīng)有所控制，對噴出的氣體溫度和成分也要進(jìn)行研究分解，以戒備次生短路災(zāi)害的發(fā)生。

另外，鋰離子電池充電速度和使用壽命強(qiáng)相關(guān)，有關(guān)不具備快充熱性的動力鋰離子電池包，在條件準(zhǔn)許的情況下，應(yīng)減少快充的使用，盡可能選擇小倍率充電。盡管快充已經(jīng)成為廠商緊要的營銷噱頭，也成為消費(fèi)者購買車輛的緊要參考，但從安全角度看，快充并不應(yīng)當(dāng)被提倡，這也是要業(yè)內(nèi)外廠商、消費(fèi)者要正視的問題。

■使用溫度影響鋰離子電池安全

除了電池本身，使用環(huán)境也影響著電池的安全性。

電動汽車冬天為甚么充電不暢？這可能是困擾大部分消費(fèi)者的問題。在業(yè)內(nèi)專家看來，鋰離子電池具有最佳使用溫度范圍，低溫難充電是目前技術(shù)條件下不可戒備的問題。不僅如此，鋰離子電池在超過最佳使用溫度范圍后甚至還會引發(fā)安全問題，較高溫度下使用易引發(fā)熱失控安全問題，低溫充電下負(fù)極又可能發(fā)生析鋰問題。那么，超過45℃和0℃以下非最佳使用溫度范圍內(nèi)應(yīng)要怎么樣保證電池的安全性？相關(guān)行業(yè)專家指出，應(yīng)控制充放電策略，如降低倍率，保證電池在安全范圍內(nèi)工作。《指南》也強(qiáng)調(diào)，鋰離子電池在使用過程中應(yīng)控制充電方式（包括充電溫度、充電倍率和充電電壓），以保證安全。

當(dāng)前，不同體系和不同設(shè)計的單體電池充電方式不同，為了確保安全，《指南》給出的提議是，電池單體制造商在供應(yīng)單體電池產(chǎn)品時，應(yīng)供應(yīng)溫度-倍率-充電電壓關(guān)系圖，依據(jù)電池單體規(guī)格書設(shè)計系統(tǒng)充電策略。

溫度不僅對電池使用出現(xiàn)影響，也同樣是電池壽命、儲運(yùn)安全的緊要影響因素。王子冬指出，鋰離子電池在高溫下長期存儲性能會嚴(yán)重衰減，長期存放的電池再次使用時也不應(yīng)筆直采用快速充電的方式。《指南》也明確，電池和模組的包裝應(yīng)防水、防潮，戒備擠壓和損傷，且應(yīng)以最小單元隔離固定，保障安全距離。在運(yùn)輸過程中，也要對所處溫度進(jìn)行監(jiān)控，戒備日曬、雨淋和受潮。

■能量密度與安全需兼顧

一味提升能量密度被認(rèn)為是當(dāng)前影響電動汽車安全性的根源。我國汽車工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長董揚(yáng)曾指出，動力鋰離子電池的能量密度與安全性是一對矛盾，在提高動力鋰離子電池能量密度的同時要怎么樣保證其安全性，要深入細(xì)致地科學(xué)研究與試驗，才能把握準(zhǔn)確的“度”。

要怎么樣把握這個“度”？高俊奎表示，要在保證安全的前提下，提升電池的比能量、縮短充電時間。“我們在討論電池的容量、電池隔膜厚度時存在很大爭議。”王子冬表示，從動力鋰離子電池的安全性角度考慮，動力鋰離子電池的單體容量提高與電池系統(tǒng)熱失控后的不穩(wěn)定性成正比；電池隔膜的厚度減薄與電池系統(tǒng)熱失控后的不穩(wěn)定性成正比。故此提出了動力鋰離子電池容量不提議超過100Ah（三元）、200Ah（磷酸鐵鋰），隔膜厚度不小于0.012mm的設(shè)想。但對此，也有公司認(rèn)為系統(tǒng)熱失控后的不穩(wěn)定性與加工控制水平，以及成組技術(shù)有關(guān)，目前不宜限制容量的大小。“經(jīng)過充足討論，《指南》中有關(guān)動力鋰離子電池容量確定為不斷提升電池單體的比能量是長期、系統(tǒng)的工作，提議要在確保安全性、可靠性和關(guān)鍵電性能指標(biāo)的前提下，提升電池單體的容量和比能量。隔膜厚度確定為，隔膜厚度和電池單體安全性強(qiáng)相關(guān)，動力鋰離子電池隔膜厚度的選擇提議充足考慮由于降低隔膜厚度帶來的安全風(fēng)險。”

新能源汽車補(bǔ)貼對能量密度的酷愛被認(rèn)為是廠商過于追求高能量密度的原由之一。當(dāng)前，2019年的補(bǔ)貼政策還未出臺，此前已經(jīng)有業(yè)內(nèi)人士提議，補(bǔ)貼應(yīng)調(diào)整對能量密度的要求，讓廠商更多從安全角度推進(jìn)電池技術(shù)進(jìn)步。

■bMS和電池系統(tǒng)失效應(yīng)引起重視

統(tǒng)計結(jié)果顯示，bMS失效和電池系統(tǒng)失效是引發(fā)新能源汽車安全事故的兩大因素。東軟睿馳高級總監(jiān)郭曉東認(rèn)為，當(dāng)前，業(yè)內(nèi)對bMS及電池系統(tǒng)的失效模式、失效可能出現(xiàn)的風(fēng)險、應(yīng)對措施缺乏統(tǒng)一認(rèn)識，對bMS及電池系統(tǒng)安全相關(guān)的設(shè)計開發(fā)，缺乏基本要求和踐行指揮。

據(jù)了解，bMS失效嚴(yán)重的可能會引起車輛起火、爆炸，或者造成動力中斷或監(jiān)控保護(hù)功能失效；而電池系統(tǒng)失效則可能引發(fā)起火/爆炸、動力中斷或人員觸電，兩者均應(yīng)引起足夠的重視。為此，郭曉東指出，針對bMS，要重視規(guī)范充放電控制策略，戒備不當(dāng)充放電策略引發(fā)的安全事故。同時要規(guī)范bMS故障解決機(jī)制及保護(hù)策略，確保安全事故發(fā)生時，合理觸發(fā)保護(hù)措施，戒備人身傷害。在開發(fā)過程中，也要明確bMS功能安全開發(fā)要求，降低產(chǎn)品故障率，提升bMS產(chǎn)品質(zhì)量及安全性。有關(guān)電池系統(tǒng)，則應(yīng)優(yōu)化動力鋰離子電池系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計，從設(shè)計層面提高電池系統(tǒng)安全性，降低安全風(fēng)險；優(yōu)化電池系統(tǒng)測試、加工設(shè)計，把控產(chǎn)品質(zhì)量；規(guī)范優(yōu)化電池系統(tǒng)售后、保養(yǎng)要求，保證產(chǎn)品使用壽命，降低安全風(fēng)險。

此外，相關(guān)專家指出，過去幾年尤其是在電動汽車推廣使用初期，很多廠商都向消費(fèi)者灌輸了電動汽車不要維護(hù)保養(yǎng)的理念，其實這是一個很大的認(rèn)識誤區(qū)，電動汽車尤其是電池也要定期保養(yǎng)。《指南》也提議，電動汽車應(yīng)定期在售后服務(wù)中心檢查，提議保養(yǎng)周期為每5000公里或半年。定期保養(yǎng)的內(nèi)容應(yīng)蘊(yùn)含均衡充電、氣密性測試、絕緣性能測試、外觀檢查等。王子冬告訴記者：“為了安全性和可靠性，電動汽車要定期檢查和保養(yǎng)。但之前的動力鋰離子電池系統(tǒng)很少考慮系統(tǒng)的可維修性，讓用戶在對動力鋰離子電池系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時無從下手。所以，電池系統(tǒng)要設(shè)計維護(hù)保養(yǎng)接口。”

動力鋰離子電池安全認(rèn)知待提升