从比亚迪电动车起火看电池安全问题

从比亚迪电动车起火看电池安全问题一、动力电池安全性是全球问题新能源汽车出现燃烧在国内外不只一次，且不只比亚迪一家，只不过本次e6发生了人身伤亡的惨剧，才引起公众如此强烈的关注。2011年，中国新能源汽车发生了三次自燃事故：4月，杭州众泰纯电动出租车动力电池自燃，7月，上海公交车电池系统自燃，9月，深圳五洲龙混合动力大巴配电箱保险自燃。杭州众泰纯电动出租车的自燃，经浙江省质量技术检测研究院认定，是由于动力电池使用过程中，出现了漏液、绝缘受损及局部短路。另外，2011年5月，美国国家交通安全管理局(NHTSA)对增程式电动汽车雪佛兰Volt进行了猛烈的侧面和翻滚碰撞测试，在停车场放了3周后，出现起火。在实际使用中，由于还未发生过如此猛烈的撞击，因此，未出现过起火事故。NHTSA表示：测试就是让锂离子电池组受损，本意是模拟真实环境中的碰撞，没想到这导致了起火。为此，美国启动了一项为期3年关于检验电动车锂离子电池是否是造成电动车自燃根源的调查，将深入研究高压电池是否会在充电时或车辆被撞后引发起火事故。中国新能源汽车管理部门是否也应借这次e6的事故，开展类似的调查呢？二、自产电池出事说明安全性有待加强本次e6电动车出现起火燃烧的情况，可能有2个原因：1.汽车的防撞结构可能存在问题；2.动力电池在极高速碰撞中的安全性及防范能力。动力电池的安全性是电动车中使用中最应受关注的问题。中国的整车企业对动力电池均不太熟悉，因此，大多数企业都采用外购电池的方式。而国外的整车厂，如丰田、日产等通常会将动力电池企业纳入自己的运营管理体系，以严格保证质量。比亚迪与其他中国厂商不一样，e6用的磷酸铁锂电池是自己生产的。纯电动汽车在行驶中发生主动或被动追尾撞击事故是不可避免的，而磷酸铁锂动力电池的一个重要特点就是抗撞击、耐高温，电热峰值可达350—500℃，号称在最恶劣的交通事故中也不会爆炸。比亚迪事后发布的公告也称，e6电动车经过了国家权威部门的检测，碰撞和挤压测试均符合国家法规。深圳贝特瑞的梁奇副总经理表示，目前中国动力电池技术标准的合理性，及通过这些标准的过程严谨性都有待提高。一位不愿透露姓名的国内知名动力电池企业负责人在接受《日经技术在线》专访时强调指出：“动力电池的行业标准应高于国家标准，而企业自身的标准又应高于行业标准。”东莞杉杉电池材料公司总工程师丁详欢在接受专访时也表示：“e6电池虽然通过了国家相关标准的检测，但这是否也说明目前的国家相关标准对于保障电动汽车的安全性仍然不够？”三、亡羊补牢，未为晚矣丁详欢进一步分析称：1.材料的安全性不等于电池的安全性。e6使用的是磷酸铁锂电池，磷酸铁锂这种正极材料虽然比三元材料、锰酸锂在耐过充和热失控等方面更安全，但电池由多种部件构成，安全性需要正极、负极、电解液、隔膜、电池设计等诸多因素综合考虑。比亚迪的电池技术和电动汽车设计能力在国内也算强劲，但此次事故仍出现了严重后果，说明e6在电池组的安全设计方面仍可能存在缺陷，对极端情况的考虑与检测还不够，今后需要提高检测的标准，加强电池组在强烈撞击、挤压、穿刺等滥用情况下安全性能方面的检测。2.电解液的安全性仍需要提高。锂离子电池是一个含能量较高的体系，而且在短路等意外情况下极易释放能量，导致火花、热失控等（在短路的情况下，即使几伏特的电池也可能产生电火花，更不要说总电压高达300多伏的电池组）。在锂离子电池的构成主材中，负极、电解液和隔膜均能被引燃，其中负极（特别是充电态下）的活性很强，易于着火。电解液也是重要的危险因素，由于其易燃性和流动性（大部分动力电池使用液态电解液，具有流动性，易燃烧的特点），动力电池破裂时，自由流动的电解液易于被点燃，更可能加剧这一过程。如果电解液能够阻燃或者不燃，即使此次车祸发生，也可能不会烈焰腾空，车内乘客也许也不致罹难。以此看来，对于动力电池这类应用，加强对电解液阻燃性的研究与应用，是今后应该非常重视的方向。3.新生事物的成长不会一帆风顺，电动汽车的发展是化石燃料枯竭的大背景下，不可逆转的潮流与趋势，此次事故不会对国内电动汽车行业的发展造成阻碍，但确实提醒电动汽车厂家需要更谨慎对待动力电池的安全性，真正把安全性研究和预防工作做扎实，同时制订更为符合实情的标准。前面那位不愿透露姓名的国内知名动力电池企业负责人也分析指出，首先，偶然中包含着必然。此次事件对整个行业都是重要警示，任何企业都不应该幸灾乐祸。第二，磷酸铁锂材料自身稳定性、安全性远高于其他锂电池正极材料，但现有商业化的锂电池电解液中的有机溶剂是易燃易爆物品，这一点必须清醒认识。在电池单体设计时，就必须考虑到电解液泄露后可能发生的各种情况，对可能的风险进行有效防范。单体电池如果不具备自我防范功能，就必须严格限制其能量，并在系统集成时增加进一步的监测与防范功能。第三，电池管理系统能影响串联电池间、电池与负载间、电池与充电器间的物理相互作用，但对电池内部的自发化学反应无能为力。电池管理系统只能起辅助调整保护作用，不能起决定保护作用。第四，一定要坚守＂安全第一、成本第二＂的理念。盲目追求低成本而忽略安全可靠性，会断送整个产业的前途。希望行业同仁更加重视电池质量，安全设计、生产和使用。第五，各种车辆内的锂电池系统（如放置在后排座位下车辆底盘处或后备箱里）必须与车内人员实行有效的物理防火隔绝，避免比亚迪e6的这种悲剧再次发生。他同时坚信，这次事故不会影响中国新能源汽车产业的发展进程。复旦大学化学系锂电池研发中心教授吴宇平在也提出了4点建议：①今后，需要开发使电解液在电池受到强烈撞击后，可快速变成胶体的技术，这样可避免电解液泄漏生成的气体发生爆炸。中科院成都有机化学研究所已进行了聚合物电解质膜的研发，以便把电解质固态化，提高聚合物锂离子电池的电化学稳定性和安全性。但是目前不太成功，主要是产品安全寿命不够长。②要强化单体电池、电池组一致性、系统和整车的设计理念。③开发成熟的动力电池水冷技术，替代现有的空气冷却。美国已有厂商开发出这种技术。④动力锂电池随着使用时间的增长，安全性会越来越差，而这是目前各国均未测试过的，国内企业及研究机构有必要进行这方面的测试研究。四、50万辆新能源汽车的目标是否过于激进国务院近期颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》中提出：到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆。大量资本也正陆续涌入这个发烫的市场。在笔者近两年曾经试驾过的一些国内外新能源汽车中，虽然未直接出现安全事故，但是明显感觉到了厂商们对电动车和动力电池各种性能（包括安全性）不够严谨的研发态度和急于上市表功的心情。笔者认为，“50万”中那个“0”去掉，较为客观。吴宇平表示，政府规划要合理可行，企业要正确、全面理解国家新能源战略意图，并注意资本市场的影响，正视目前动力电池的技术水平，一步一个脚印，切忌盲目求快。他对《规划》目标的实现同样表示不太乐观。他还提出，新能源汽车应暂缓在公共交通等领域应用，宜先在电动车、动力电池企业负责人及政府公务用车中推广，以恢复、提振公众对中国新能源汽车的信心。梁奇也指出，新能源汽车及动力电池是对安全性要求较为特殊的产业，需国家像两弹一星那样组织技术攻坚，而不应被作为普通的商业项目盲目发展。另外，企业及政府有义务向公众说明电动汽车实际使用中可能存在的各种安全隐患。经历本次事件后，中国新能源汽车行业不应因噎废食。目前暴露出的缺陷及问题，所有整车和动力电池企业都要认真分析原因，吸取教训并及时解决。