鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:487次 | 2022年11月01日
動(dòng)力鋰電池安全和新能源汽車發(fā)展
5月22日,“2018第一屆新能源汽車及動(dòng)力電池(CIBF深圳)國(guó)際交流會(huì)”在深圳會(huì)展中心舉行。天津力神電池股份有限公司副總工程師蘇金然在“動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈專場(chǎng)——融·突破桎梏攜手發(fā)展”主題論壇上發(fā)表演講。以下是演講內(nèi)容:
天津力神電池股份有限公司副總工程師蘇金然:
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁早上好!非常高興有這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家交流,我今天的題目是《動(dòng)力電池安全與新能源汽車發(fā)展》。
新能源汽車行業(yè)發(fā)展非常快,2014年就進(jìn)入快速發(fā)展通道,發(fā)展的過程中得益于國(guó)家政策的支持,也得益于大家對(duì)環(huán)保、美好生活的向往,2014年進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)期之后,年增長(zhǎng)率幾乎每年超過50%,有的年份增長(zhǎng)比例要比50%高得多。從行業(yè)情況來看,電動(dòng)汽車的電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享汽車已經(jīng)成為一種時(shí)髦、成為一種趨勢(shì)。從汽車出貨情況來看,2017年是近80萬輛,吳總前面也說了,今年有可能超過100萬輛,從今年的出貨情況可以看到這個(gè)苗頭。這是汽車工業(yè)協(xié)會(huì)給出的1-4月份新能源汽車銷量情況,1-4月份是22.5萬輛,比去年同期有明顯的增長(zhǎng)。
從驅(qū)動(dòng)分類看,乘用車已經(jīng)成為絕對(duì)的主力,從驅(qū)動(dòng)方式可以看到純電動(dòng)車還是主力,插電的有一定的份額。這是國(guó)內(nèi)的情況,世界范圍可以看到,這是日本一家研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù),可以看出在國(guó)外新能源車也在發(fā)展,發(fā)展的速度沒有國(guó)內(nèi)快,這也得益于國(guó)家政策支持。國(guó)外的政府也在考慮新能源補(bǔ)貼的問題,他們也看到新能源車發(fā)展機(jī)遇。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
國(guó)外這兩年在新能源發(fā)展方面也有非常多的新聞在傳出,各大車廠也在積極布局新能源車,各國(guó)政府對(duì)新能源車,傳統(tǒng)燃油車的退出也給出一些時(shí)間表,在跟世界各大車廠的接觸中我們可以感受到,2019-2020年會(huì)有很多著名車廠推他們的新能源汽車上市,這兩年是他們新能源汽車的發(fā)力年。
這是國(guó)際能源署給出的全球新能源汽車的規(guī)劃,不用看具體數(shù)字,主要看的是,在2025年之后,新能源車比例會(huì)快速上升,傳統(tǒng)燃油車比例會(huì)急劇下降,對(duì)新能源行業(yè)是莫大的支持。
目前行業(yè)發(fā)展的形勢(shì)非常好,發(fā)展也非???,發(fā)展的過程中我們也遇到很多的問題。從2016年開始,動(dòng)力電池的原材料“漲聲不斷”,原材料價(jià)格上漲拉高動(dòng)力電池成本。成本上升意味著售價(jià)會(huì)上升,這兩年我們又另外一個(gè)問題,下游不是漲價(jià)而是降價(jià),下游降價(jià)是降無底線,我經(jīng)常和大家講,“降無底線”,電池企業(yè)非常困難。動(dòng)力電池行業(yè)應(yīng)該說是高技術(shù)行業(yè),是技術(shù)密集型也是資本密集型行業(yè),按道理說藍(lán)海的時(shí)間應(yīng)該比較長(zhǎng),實(shí)際上動(dòng)力電池的藍(lán)是驚鴻一現(xiàn),過早陷入紅海有可能導(dǎo)致企業(yè)將降低成本放到非理性的高度。
二是政策影響,動(dòng)力電池的長(zhǎng)足發(fā)展離不開國(guó)家政策的支持,政策變化也給行業(yè)帶來一些問題,這個(gè)圖可以看出,每年年初是我們的波谷,每年四季度是我們的波峰,波峰波谷的出現(xiàn),意味著動(dòng)力電池的生命周期是比較短的,生命周期比較短意味著研發(fā)周期短,可能出現(xiàn)的問題就比千錘百煉的產(chǎn)品多,生命周期短也會(huì)帶來研發(fā)成本在電池成本中占比過高,這都是問題。這個(gè)行業(yè)是需要資金大力支持的行業(yè),需要的資金周轉(zhuǎn)量特別大。
下面我針對(duì)電池的安全問題跟大家做一下討論。這些都是我臨時(shí)從網(wǎng)上找到的圖片,我們可以看到,里面有工廠的火災(zāi),5月8號(hào)和5月10號(hào)在美國(guó)和瑞士發(fā)生的兩起新能源汽車事故,這兩起事故都造成了人員死亡,未來處理的進(jìn)展有可能對(duì)新能源車的行業(yè)會(huì)產(chǎn)生一些影響,需要行業(yè)人士關(guān)注。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
另外是一些火災(zāi),這里面有各種各樣的問題,我們要跟大家分享,為什么會(huì)有這些問題?我們應(yīng)該怎么保證新能源車的安全?安全問題非常重要,應(yīng)該說這是大家的共識(shí),安全是這個(gè)行業(yè)必須要解決的問題。我們公司有一句話,“安全是最大的質(zhì)量”,安全也是新能源汽車行業(yè)健康發(fā)展的保證,沒有安全,再長(zhǎng)的續(xù)航里程,再好的溫度性能,再好的其他指標(biāo),我想也會(huì)歸零,安全是我們?cè)谒辛闱懊娴?,沒有安全就沒有后續(xù)的發(fā)展,這是我們一定要解決的問題。
第二,我想跟大家分享一下在動(dòng)力電池設(shè)計(jì)制造過程中我們要怎么考慮安全,和動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)有代表性、已經(jīng)頒布的是這兩個(gè):國(guó)標(biāo)推的GB/T31485-2015年,還有GB/T31467.3-2015年,目前這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正在修訂中。另外中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)在2017年頒布了《鋰離子電池安全生產(chǎn)規(guī)范》,對(duì)鋰離子電池的制作和安全提出了一些要求。電池設(shè)計(jì)和電池制造我們遵循這些標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)給我們帶來一些好處,標(biāo)準(zhǔn)能頒布都是很多前人智慧、教訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)多做考慮、作為設(shè)計(jì)出路體現(xiàn)在我們的設(shè)計(jì)中。
電池及系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)不能妥協(xié)于成本和其他性能,我們可能會(huì)用活性更高的材料,更薄的隔膜,這些材料的使用帶來高能量密度的同時(shí),也帶來一些安全設(shè)計(jì)上的困難,我們需要在這方面做一些努力。
沒有企業(yè)會(huì)賠本賺吆喝,要想辦法降低成本,但降低成本可能帶來對(duì)安全關(guān)注的沖擊,可能給行業(yè)帶來危機(jī)。
電池的原材料價(jià)格上漲,這些方面如果我們投入的關(guān)注度過高有會(huì)影響我們的判斷,設(shè)計(jì)的時(shí)候削弱了安全的設(shè)計(jì)就會(huì)帶來一些問題,有一些車在系統(tǒng)組合的時(shí)候可能對(duì)保護(hù)有減配,比如說結(jié)構(gòu)上,可能為了降低重量會(huì)做一些工作,這些工作會(huì)不會(huì)帶來安全問題?這里給了一些特種圖,這些指標(biāo)都在頂點(diǎn),但實(shí)際上不會(huì)的,這些指標(biāo)會(huì)此消彼漲,這是需要我們?nèi)テ胶獾摹?/p>
創(chuàng)新需要我們開拓思路,不拘泥已有的經(jīng)驗(yàn),這里我跟大家分享的觀點(diǎn)是,有一種文化叫“中庸”,有一種智慧叫“平衡”,電池企業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中,不能只強(qiáng)調(diào)某種性能,而要考慮綜合性能,綜合性能好了才是一個(gè)好的產(chǎn)品,才能為行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
除了材料之外,電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面我們要千方百計(jì)的防短路,防短路意味著不能絕對(duì)消除這個(gè)問題,我們還要有檢測(cè)手段,能在制造的過程中發(fā)現(xiàn)問題,及早剔除不合格電池。短路不可逆轉(zhuǎn)一定發(fā)生,所以要有安全的設(shè)計(jì),降低失控造成的影響和傷害,這是電池本質(zhì)做的。電池系統(tǒng)的本質(zhì)安全也要做一些工作,比如說結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),要有彌補(bǔ)電池小概率失效的問題。世界上任何一個(gè)電池企業(yè)都不敢說我的電池是絕對(duì)沒有問題的,最先進(jìn)的日韓企業(yè)也會(huì)有電池失效的情況,所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一定要想到,怎樣保證個(gè)體失效也不影響系統(tǒng)問題。
下面跟大家分享制造過程要關(guān)注的問題。這個(gè)關(guān)注不僅僅是產(chǎn)品的安全,還包括制造過程的安全,前面的圖片中我分享了一個(gè)圖片,一家電池生產(chǎn)企業(yè)起火的問題,損失非常大。
世界上曾經(jīng)有著名的電池公司,就因?yàn)榻饘俜蹓m問題造成了起火,這個(gè)問題是非常嚴(yán)重的。電解液易燃易爆物管理也非常難,這些失控對(duì)工廠的威脅也非常大。整個(gè)制造過程中的高危區(qū)以及電池的老化過過程,我們要保證電池制造過程的安全,倉儲(chǔ)起火的問題也比比皆是,我們要采取一些手段解決這些問題。
模組和系統(tǒng)制造的過程可能出現(xiàn)高壓的問題,模組電壓比較高,保證安全非常重要,還有短路絕緣的問題。制造過程中需要關(guān)注的問題很多,我就安全方面的幾個(gè)問題跟大家做分享。
關(guān)于動(dòng)力電池全生命周期的安全管理,動(dòng)力電池設(shè)計(jì)階段、PV階段、SOP階段和市場(chǎng)應(yīng)用階段都要做一些工作解決安全問題,避免安全事故的發(fā)生。
第三,我想和大家一起討論一下動(dòng)力電池安全方面的思考。動(dòng)力電池的安全是系統(tǒng)的安全,這個(gè)系統(tǒng)包括汽車和應(yīng)用環(huán)節(jié),我們要做到電池的本質(zhì)安全,這是我剛才說的,不管多么先進(jìn)的企業(yè)都不能絕對(duì)保證電池沒有失效,失效怎么辦?組合的時(shí)候要加以考慮,發(fā)點(diǎn)熱擴(kuò)散保證是單體問題而不是系統(tǒng)問題。模塊要考慮,系統(tǒng)管理也要考慮,配套的充電也要考慮。
在使用的過程中實(shí)際上也有很多環(huán)節(jié)會(huì)造成安全問題,5月8號(hào)和10號(hào)兩個(gè)安全事故,要想動(dòng)力電池安全,不能僅僅說電芯、系統(tǒng),整個(gè)大系統(tǒng)都要考慮,每個(gè)環(huán)節(jié)都要考慮。
安全是在一定條件下成立。剛才報(bào)告里說到,電池隨著使用安全性會(huì)增加,實(shí)際上安全的風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)降低只會(huì)增加,這也是我想作為電池制造者,如果我們要過安全測(cè)試,使用一段時(shí)間之后,安全測(cè)試好過了,電池的風(fēng)險(xiǎn)并沒有降低。我們公司一直在推自動(dòng)化、智能化和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化,生產(chǎn)的自動(dòng)化、少人化是降低電池安全失效的成分,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化少人化,降低電池的失效概率是很明顯的。
我們希望用最經(jīng)濟(jì)的方法保證電池的安全性,現(xiàn)在有一種觀點(diǎn),電池一定要安全,單體電池要安全,如果把有一些安全的保證放到系統(tǒng)上,可能會(huì)使整體的成本降低。
最后我想和大家說,電池安全性的主體可以是電池,可以是模塊,也可以系統(tǒng)。電池的安全實(shí)際上是整體的問題,而不能孤立的看,今天我要跟大家分享的就這么多,謝謝各位。
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