博弈：不向續航里程妥協的動力電池如何更安全？
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【電池中國網 11月17日 天津訊 閆志剛 田雯玥 金東】近年來，在新能源汽車補貼政策推動下，動力電池能量密度逐年創新高，新能源汽車續航里程也不斷提升。不過，正在逐漸駛出里程焦慮陰影的電動汽車，似乎又陷入了安全焦慮的困局。續航與安全之間要作何取舍？事實上，只有安全沒有長續航，或者只有長續航沒有安全，新能源汽車產業都不可能健康、長遠地發展下去。唯有尋求兩者的共同提升，產業才能發展壯大。事實上，動力電池，包括新能源汽車，安全都是一個系統性的工程，需要各環節共同去推動。
11月15-17日，以“攜手·創新產業鏈未來”為主題，由中國化學與物理電源行業協會、電池中國網聯合天津力神電池股份有限公司主辦的“第四屆動力電池應用國際峰會（CBIS2019）”在天津隆重舉行。在17日下午的“博弈：續航與安全”主題論壇上，與會嘉賓分別從材料、設備、電芯設計、生產制造、BMS系統、大數據監控等多個方面分享和探討與動力電池安全相關的問題。
圖為中國工程院吳鋒院士作主旨發言
“新能源汽車的安全焦慮已經成為第一焦慮，動力電池的安全更是首當其沖，只有安全的產品才有應用的市場，”中國工程院吳鋒院士在作主旨發言時指出，對于新能源汽車，安全問題不能單純完全歸咎于電池，需要各個環節的系統安全設計。不過，他同時也指出，動力電池各項安全性能的提升是整個應用系統安全的基本保證。
圖為北汽集團新技術研究院副院長陳平發表演講
北汽集團新技術研究院副院長陳平認為，從整車廠的角度來看，不管是乘用車、商用車還是物流車，大家對于動力電池的關注點仍然集中在安全性、續航里程、動力性、成本、充電便利性、使用壽命等方面，其中，安全性仍是最為基礎也是最為重要的要求。陳平表示，不應為了片面追求高比能量而忽略安全性的問題，提高安全性應從電池、電芯材料一直到模組、整個電池包系統的設計、電池管理等方方面面把安全性重視起來。
圖為同濟大學汽車學院副院長、新能源汽車工程中心主任魏學哲發表演講
電池管理系統也承擔著電池安全的重要責任，但就目前來看，電池管理系統在防范安全上似乎作用有限。“目前市面上的電池管理系統已經發展到第二代，主要解決SOC的問題。第一代電池管理系統采用闕值保護，只要電池不過壓、不過流、不過熱，第一代BMS具備一些保護措施。”據同濟大學汽車學院副院長、新能源汽車工程中心主任魏學哲介紹，電池管理系統正在向“3.0時代”發展，將具備電池長壽命、高安全管理的任務和能力。魏學哲表示，電池管理系統的“3.0時代”將要解決的是如何感知電池壽命，如何延長電池使用壽命，如何降低安全事故，如何做好安全管理和電池壽命的管理。這些是第一代、第二代所不具備的。
圖為蔚來汽車電池集成高級經理趙建智發表演講
“動力電池安全是新能源汽車中一個重要的課題，車上的動力電池在充電、放電乃至于靜置的過程中會產生出海量的數據，蘊含的數據、演變、汽車健康狀況與風險是息息相關的，”蔚來汽車電池集成高級經理趙建智表示，通過對動力電池運行過程中產生的數據進行采集和深度挖掘，結合相關算法和技術可對電池產生的數據進行深度分析，最終實現對電池的運營以及安全預警。
圖為星恒電源股份有限公司電池研究院副院長趙成龍發表演講
就材料本身來看，目前磷酸鐵鋰、錳酸鋰材料安全性要好于三元材料，但是前兩者在能量密度上欠佳。星恒電源股份有限公司電池研究院副院長趙成龍在演講中指出，從對正極材料的理解來看，每一種電池材料都有自身的優勢和局限，材料本身沒有好壞，關鍵是發揮材料的優勢，用最適合的材料滿足市場的使用需求。如公司基于對電池材料的深入研究及其性能的綜合理解，將不同的材料進行合理搭配，組合成新型復合材料，如形成以錳酸鋰為核心的錳系多元復合鋰路線，電池性能顯著提升，且安全性較三元材料有大幅提升。
圖為東莞匯樂環保股份有限公司安全研究院院長鐘圣俊發表演講
事實上，電池制造環節對電池安全性的影響也非常大。“因為鋰電車間通常都是封閉的，考慮到溫濕度平衡、噪音、粉塵污染等問題，且大型除塵系統因為外部管路較多，會有粉塵粘在管壁上，長期附著也會存在自燃等安全隱患，帶來火災的風險，”東莞匯樂環保股份有限公司安全研究院院長鐘圣俊認為，集中式或大型的除塵系統不適用鋰電行業，單機或小規模除塵系統具較大優勢。鐘圣俊還指出，典型的鋰電工藝粉塵比較復雜，包括三元材料、石墨、磷酸鐵鋰等，有些粉塵危險性較大，在除塵系統中還要考慮預防點火源、預防爆炸性環境、以及爆炸后果控制，以保證生產制造過程的安全。
除了安全與續航，與會嘉賓還就新能源汽車、動力電池產業相關問題進行了深度探討分析。吳鋒院士指出，我國鋰離子動力電池產業雖取得了大規模發展，但一些曾經隱藏在動力電池行業火熱發展背后的問題也逐漸顯現：行業集中度仍然不高，行業整體產能利用率較低；動力電池屬于重資產產業，無論是產品生產還是技術研發都需要大筆的資金投入，而目前整個產業鏈對財政補貼依賴度過高，直接造成電池和材料企業應收賬款居高不下，企業經營資金鏈緊張。此外，動力電池企業還面臨著很大的成本壓力，以及回收難題。
圖為中國汽車技術研究中心有限公司北京工作部方凱正發表演講
隨著我國新能源汽車財政補貼大幅退坡，今年下半年新能源汽車銷量有所放緩。中國汽車技術研究中心有限公司北京工作部方凱正博士表示，我國新能源汽車發展形勢依舊向好，主要有以下幾方面原因：一是發展新能源汽車頂層戰略依然堅定；二是主流車企電動化轉型進展迅速；三是新能源汽車產品百花齊放，技術水平突飛猛進；四是充電基礎設施穩步擴增，新型充電技術有望突破；五是依托“一帶一路”海外市場加速拓展；六是智能網聯汽車發展方向為新能源汽車提供更廣闊的發展空間。對于未來新能源汽車產業發展的預測，方凱正認為，3-5年短期內，價格在25萬元以上的豪華純電動乘用車和10萬元以內的純電動代步車均有私人市場需求，中間類型的純電動乘用車市場存在于限購城市和共享用車。
圖為英國考文垂大學教授、英國皇家特許工程師郭玥發表演講
會上，英國考文垂大學教授、英國皇家特許工程師郭玥還詳細介紹了英國發展動力電池、新能源汽車產業的戰略規劃和布局。據郭玥介紹，英國政府已將新能源汽車研發、生產作為第二個支柱型汽車產業，從英國政府到地方政府已制定了一系列的優惠條件、措施，同時，也鼓勵電池廠家、整車廠家進行相應的研發和生產。
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