2019年，全球汽車產(chǎn)業(yè)進入深度變革的關鍵時期。汽車技術、市場、政策正在發(fā)生前所未有的變化，機遇與挑戰(zhàn)并存。在這個大背景下，2020年1月10日中國電動汽車百人會召開了以“把握形勢 聚焦轉型 引領創(chuàng)新”為主題的年度大型論壇。此次論壇將討論全球及中國汽車產(chǎn)業(yè)與市場發(fā)生的重大變革，轉型方向與路徑，中國有關汽車的政策走勢以及市場驅動階段的新能源汽車技術路線、產(chǎn)業(yè)重組的機遇與競爭合作模式、電動汽車安全、核心技術突破、燃料電池汽車發(fā)展、自動駕駛與智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的頂層設計與規(guī)制創(chuàng)新等相關內容。

  會議上天津力神電池股份有限公司常務執(zhí)行副總裁司長王念舉發(fā)表了演講，以下為演講實錄：

天津力神電池股份有限公司 常務執(zhí)行副總裁（主持全面工作） 王念舉

  尊敬的各位領導，各位專家，各位新能源行業(yè)的同仁，大家上午好!我叫王念舉，來自天津力神電池股份有限公司。很高興有機會跟大家一起分享一下我們對動力電池安全一些理解。由于時間有限，只能從概念方面去講一下，如果有興趣，我們可以會下再交流。

  我的報告分四部分：第一，動力電池系統(tǒng)關鍵技術及安全性問題;第二，動力電池系統(tǒng)安全性技術研究現(xiàn)狀;第三，動力電池系統(tǒng)安全性技術市場化發(fā)展需求;第四，應用與總結。

  都在講汽車，特別是智能化汽車，是人類歷史上最后一個移動終端。當然，如果有一天我們能離開地球，那是另外一個事情，我估計至少在座的各位享受不到。在宇宙飛船上或許非常精彩，但是也可能很枯燥的生活，我們就不用過多擔心了。至少目前可以達成一點，未來汽車向電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化發(fā)展。剛才說電池的安全，新能源汽車的安全，不是痛點，應該說叫死穴;剩下的包括長續(xù)航里程，當然我們行業(yè)里專家很多都在說代步工具， 200公里以內就夠了，實際上消費者是不接受這個概念的。因此長續(xù)航里程是痛點，充電要快捷，還要滿足全天候的使用，不能說在北方天氣冷的地方不能用，只是在某一些地方可以應用，這肯定是有問題，這樣的話對電力電池技術的要求，高安全、高比能量、快速充電，包括寬溫度范圍。

  都在講現(xiàn)在的電動汽車相當于2000年以前的手機，我把電動汽車電池的系統(tǒng)比作2007年手機電池，2007年蘋果發(fā)布了第一款智能手機，作為蘋果的手機電池的供應商，我們有非常深刻的理解，有深刻的認識。當時正常的手機電池，3美金就算很高了，但是他們的電池要8美金、9美金。在電池管理系統(tǒng)上來講，他們做了好多工作，當然目前成本是降下來了。對于電芯來講，相當于2012年左右的手機電池的電芯。

  2012年大家還在拼命的想提高續(xù)航，拼命在提高能量密度，把隔膜降得非常薄，甚至從9μ往7μ降，再往5μ降。目前來看，我們動力電池用了10年的時間，相當于手機電池走過了30年的時間，我相信動力電池從能量密度來講，很快達到技術上的天花板。很多人說固態(tài)電池，鋰空氣電池，還有半固態(tài)電池，包括跟索尼，跟同行競爭，我們知道半固態(tài)競爭沒有戲。我認為未來一段時間內，會有一些提升，但是質的改變是不太可能的，并且我相信從能量密度來講，應該很快會達到天花板。

  從這幾點來看，安全如果處理不好，給我們新能源行業(yè)造成災難性的后果，我們一直講提高能量密度，剛才我也說了，從環(huán)保，從各方面來講，雖然說不需要那么高的續(xù)航里程，但是從消費者角度來講，追求能量密度，追求續(xù)航里程還是不變的要求，提高能量密度是我們的宿命，也是這個行業(yè)之所以難的一個主要原因。特別是新能源汽車，目前我們的能量密度已經(jīng)非常高了，相當于2012年、2013年的手機電池。最大的一個問題是什么?為了追求成本，把電池的單體也做得非常大，甚至三元材料做到200安時左右，如果一旦失控，電池包會燒車。我們能做的只能是怎么去預防，怎么去減緩這個過程，給消費者提供一些時間。

  隨著近年來三元電池裝機量增加，目前的乘用車裝機量三元的應該是80%以上，隨著能量密度提升，我們可以看出來，安全性，2019年各種媒體的報告已經(jīng)有90多起，實際上比這個數(shù)還要高得多，剛才黃主任也說了，具體多少，誰也沒有辦法去統(tǒng)計。三元正極材料占比持續(xù)增加，動力電池的安全形勢非常嚴峻。

  動力電池，或者新能源車，一旦失控危害非常大，傳統(tǒng)車一年有3萬起著火，幾百起的新能源車就引起這么大的反映，主要是這個原因造成的。從我們的理解，各種場景都有可能產(chǎn)生熱失控，經(jīng)過統(tǒng)計，靜置，充電，行使過程中，大概占30%左右，剩下的10%是在碰撞，進水造成的。因此，如何保障動力電動汽車在全生命周期不同場景下的安全性研究，這是我們面臨的首要問題。

  從系統(tǒng)設計來講，我們講有六大關鍵技術，包括BMS控制技術、熱管理技術、仿真分析以及測試驗證的技術、輕量化技術、快充技術、還有熱安全技術。影響熱安全的主要是四點，機電熱化，“機”是機械設計，“電”是電子電氣的安全設計，“熱”是分布不均勻，剛開始一致性還行，隨著電池內部的不均勻，越來越加大，到最后跟化學都是直接相關的。剛才王芳博士包括底盤撞擊，車撞擊完了，可能沒有什么事情，消費者還可以開，但是過一天，或者半天之后著了，在撞擊過程中已經(jīng)擠到隔膜，造成了一些損害，但是當時看不到，因此影響電池主要的是機電熱化這四部分。因此，我們做系統(tǒng)研究的時候，要針對機電熱化多維度、多層次的熱安全解決方案。

  從動力電池系統(tǒng)熱的安全技術上講，雖然撞擊，電氣，比如高壓、低壓、快充，這樣造成的都可能轉化到化學反應，造成新能源內部的化學反應。因此，電池的熱安全技術是非常非常關鍵的，主要集中在電芯。我們都知道燃燒的三要素，剛才黃主任也講了，氧氣、熱量、燃燒物，我們可以看一下，這是一個針刺，如果說在這個過程中隔絕空氣，隔絕氧氣，對預防，或者是防止劇烈的熱失控還是有非常大的好處。當然其他的這些，要完全避免，對于電芯來講失效是客觀存在的，只是概率大小的問題。因此，我們可以做的只能是在這個過程中通過多元參量耦合探測技術，SOH，SOE，SOF，包括內阻的變化，去探測它。我們提前10分鐘、20分鐘，可以給洗車有非常明確的一個反饋信號，這樣就可以避免，當然了一旦熱失控，就沒有別的辦法，只能主動或者被動的去進行消防，去進行撲滅。

  從電子電氣系統(tǒng)的安全設計來講，我們基于ISO26262的標準，優(yōu)選BMS，優(yōu)選ASIL-C/D安全芯片，硬件層面上采用適度的冗余設計，建立故障容錯機制，在軟件層面，采用AUTOSAR軟件架構，根據(jù)安全需求分解，制定全方位的安全診斷機制，采用多極故障報警處理恢復機制。

  這是我們的路線圖，從電子電氣系統(tǒng)安全的特性來講，2020年我們側重于電芯安全以及高壓安全故障診斷，BMS系統(tǒng)功能安全ASIL-C/D(乘用車選C級)，SOC/SOP全生命周期寬溫度范圍估算精度提升(原先是10%、后來是5%、今年我們要達到3%)。2021年是側重于電芯安全及高壓安全故障管理及預測，智能能量管理、維護保養(yǎng)、預約管理，車聯(lián)網(wǎng)智能駕駛應用，電池壽命周期耐久性管理。到2023年側重BMS及整車控制器的高度集成管理，BMS系統(tǒng)信息安全，云平臺大數(shù)據(jù)深度學習修正，新型電池智能管理。

  這是綜合動力電池系統(tǒng)機-電-熱-化安全性設計，這四個關鍵的符合特征參數(shù)，SOC，SOH，SOE內阻特征，建立動力電池安全，研究嚴重性變化趨勢以及影響因素。

  動力電池系統(tǒng)安全，安全性標準目前國家有關單位，有關部門，也都在制訂，系統(tǒng)的標準不斷完善，涵蓋了動力電池的單體，電池系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，以及關鍵組件設計標準，整體來講還是要側重于全生命周期的安全，特別是人身安全是最關鍵的，所有的標準制訂要以這個為基礎。

  從動力電池系統(tǒng)安全性能的市場化推廣應用來講，建議從新能源車，整車需求側，動力電池供應側分別進行，形成基于整車一體化的面向設計安全，制造安全，應用安全，維護安全，以及回收利用，或者說報廢安全的完整安全性的設計鏈。

  應用與總結。2018年到目前，總共乘用車是11萬套，高鎳材料圓柱型21700是3萬多套，到目前為止是零失效。方型三元電池裝機輛38550輛，到目前為止也沒有熱失控的事情發(fā)生。當然，安全改善是一個持續(xù)過程，剛才講了從正向安全設計的同時，反向分析也非常關鍵，特別是不同使用程度的電池，推移電池安全性的差異，從材料分析，從結構與電路的分析進行持續(xù)改善。

  我的分享就到這里，謝謝大家!