2019年，全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入深度變革的關(guān)鍵時(shí)期。汽車(chē)技術(shù)、市場(chǎng)、政策正在發(fā)生前所未有的變化，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。在這個(gè)大背景下，2020年1月10日中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)召開(kāi)了以“把握形勢(shì) 聚焦轉(zhuǎn)型 引領(lǐng)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(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)發(fā)生的重大變革，轉(zhuǎn)型方向與路徑，中國(guó)有關(guān)汽車(chē)的政策走勢(shì)以及市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)階段的新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)、產(chǎn)業(yè)重組的機(jī)遇與競(jìng)爭(zhēng)合作模式、電動(dòng)汽車(chē)安全、核心技術(shù)突破、燃料電池汽車(chē)發(fā)展、自動(dòng)駕駛與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)與規(guī)制創(chuàng)新等相關(guān)內(nèi)容。

  會(huì)議上天津力神電池股份有限公司常務(wù)執(zhí)行副總裁司長(zhǎng)王念舉發(fā)表了演講，以下為演講實(shí)錄：

天津力神電池股份有限公司 常務(wù)執(zhí)行副總裁（主持全面工作） 王念舉

  尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專(zhuān)家，各位新能源行業(yè)的同仁，大家上午好!我叫王念舉，來(lái)自天津力神電池股份有限公司。很高興有機(jī)會(huì)跟大家一起分享一下我們對(duì)動(dòng)力電池安全一些理解。由于時(shí)間有限，只能從概念方面去講一下，如果有興趣，我們可以會(huì)下再交流。

  我的報(bào)告分四部分：第一，動(dòng)力電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及安全性問(wèn)題;第二，動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性技術(shù)研究現(xiàn)狀;第三，動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性技術(shù)市場(chǎng)化發(fā)展需求;第四，應(yīng)用與總結(jié)。

  都在講汽車(chē)，特別是智能化汽車(chē)，是人類(lèi)歷史上最后一個(gè)移動(dòng)終端。當(dāng)然，如果有一天我們能離開(kāi)地球，那是另外一個(gè)事情，我估計(jì)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(guò)多擔(dān)心了。至少目前可以達(dá)成一點(diǎn)，未來(lái)汽車(chē)向電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化發(fā)展。剛才說(shuō)電池的安全，新能源汽車(chē)的安全，不是痛點(diǎn)，應(yīng)該說(shuō)叫死穴;剩下的包括長(zhǎng)續(xù)航里程，當(dāng)然我們行業(yè)里專(zhuān)家很多都在說(shuō)代步工具， 200公里以?xún)?nèi)就夠了，實(shí)際上消費(fèi)者是不接受這個(gè)概念的。因此長(zhǎng)續(xù)航里程是痛點(diǎn)，充電要快捷，還要滿(mǎn)足全天候的使用，不能說(shuō)在北方天氣冷的地方不能用，只是在某一些地方可以應(yīng)用，這肯定是有問(wèn)題，這樣的話(huà)對(duì)電力電池技術(shù)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(dòng)汽車(chē)相當(dāng)于2000年以前的手機(jī)，我把電動(dòng)汽車(chē)電池的系統(tǒng)比作2007年手機(jī)電池，2007年蘋(píng)果發(fā)布了第一款智能手機(jī)，作為蘋(píng)果的手機(jī)電池的供應(yīng)商，我們有非常深刻的理解，有深刻的認(rèn)識(shí)。當(dāng)時(shí)正常的手機(jī)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(lái)講，他們做了好多工作，當(dāng)然目前成本是降下來(lái)了。對(duì)于電芯來(lái)講，相當(dāng)于2012年左右的手機(jī)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(lái)看，我們動(dòng)力電池用了10年的時(shí)間，相當(dāng)于手機(jī)電池走過(guò)了30年的時(shí)間，我相信動(dòng)力電池從能量密度來(lái)講，很快達(dá)到技術(shù)上的天花板。很多人說(shuō)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(jìng)爭(zhēng)，我們知道半固態(tài)競(jìng)爭(zhēng)沒(méi)有戲。我認(rèn)為未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，會(huì)有一些提升，但是質(zhì)的改變是不太可能的，并且我相信從能量密度來(lái)講，應(yīng)該很快會(huì)達(dá)到天花板。

  從這幾點(diǎn)來(lái)看，安全如果處理不好，給我們新能源行業(yè)造成災(zāi)難性的后果，我們一直講提高能量密度，剛才我也說(shuō)了，從環(huán)保，從各方面來(lái)講，雖然說(shuō)不需要那么高的續(xù)航里程，但是從消費(fèi)者角度來(lái)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(gè)行業(yè)之所以難的一個(gè)主要原因。特別是新能源汽車(chē)，目前我們的能量密度已經(jīng)非常高了，相當(dāng)于2012年、2013年的手機(jī)電池。最大的一個(gè)問(wèn)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(shí)左右，如果一旦失控，電池包會(huì)燒車(chē)。我們能做的只能是怎么去預(yù)防，怎么去減緩這個(gè)過(guò)程，給消費(fèi)者提供一些時(shí)間。

  隨著近年來(lái)三元電池裝機(jī)量增加，目前的乘用車(chē)裝機(jī)量三元的應(yīng)該是80%以上，隨著能量密度提升，我們可以看出來(lái)，安全性，2019年各種媒體的報(bào)告已經(jīng)有90多起，實(shí)際上比這個(gè)數(shù)還要高得多，剛才黃主任也說(shuō)了，具體多少，誰(shuí)也沒(méi)有辦法去統(tǒng)計(jì)。三元正極材料占比持續(xù)增加，動(dòng)力電池的安全形勢(shì)非常嚴(yán)峻。

  動(dòng)力電池，或者新能源車(chē)，一旦失控危害非常大，傳統(tǒng)車(chē)一年有3萬(wàn)起著火，幾百起的新能源車(chē)就引起這么大的反映，主要是這個(gè)原因造成的。從我們的理解，各種場(chǎng)景都有可能產(chǎn)生熱失控，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，靜置，充電，行使過(guò)程中，大概占30%左右，剩下的10%是在碰撞，進(jìn)水造成的。因此，如何保障動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在全生命周期不同場(chǎng)景下的安全性研究，這是我們面臨的首要問(wèn)題。

  從系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)講，我們講有六大關(guān)鍵技術(shù)，包括BMS控制技術(shù)、熱管理技術(shù)、仿真分析以及測(cè)試驗(yàn)證的技術(shù)、輕量化技術(shù)、快充技術(shù)、還有熱安全技術(shù)。影響熱安全的主要是四點(diǎn)，機(jī)電熱化，“機(jī)”是機(jī)械設(shè)計(jì)，“電”是電子電氣的安全設(shè)計(jì)，“熱”是分布不均勻，剛開(kāi)始一致性還行，隨著電池內(nèi)部的不均勻，越來(lái)越加大，到最后跟化學(xué)都是直接相關(guān)的。剛才王芳博士包括底盤(pán)撞擊，車(chē)撞擊完了，可能沒(méi)有什么事情，消費(fèi)者還可以開(kāi)，但是過(guò)一天，或者半天之后著了，在撞擊過(guò)程中已經(jīng)擠到隔膜，造成了一些損害，但是當(dāng)時(shí)看不到，因此影響電池主要的是機(jī)電熱化這四部分。因此，我們做系統(tǒng)研究的時(shí)候，要針對(duì)機(jī)電熱化多維度、多層次的熱安全解決方案。

  從動(dòng)力電池系統(tǒng)熱的安全技術(shù)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(zhuǎn)化到化學(xué)反應(yīng)，造成新能源內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。因此，電池的熱安全技術(shù)是非常非常關(guān)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(gè)針刺，如果說(shuō)在這個(gè)過(guò)程中隔絕空氣，隔絕氧氣，對(duì)預(yù)防，或者是防止劇烈的熱失控還是有非常大的好處。當(dāng)然其他的這些，要完全避免，對(duì)于電芯來(lái)講失效是客觀存在的，只是概率大小的問(wèn)題。因此，我們可以做的只能是在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)多元參量耦合探測(cè)技術(shù)，SOH，SOE，SOF，包括內(nèi)阻的變化，去探測(cè)它。我們提前10分鐘、20分鐘，可以給洗車(chē)有非常明確的一個(gè)反饋信號(hào)，這樣就可以避免，當(dāng)然了一旦熱失控，就沒(méi)有別的辦法，只能主動(dòng)或者被動(dòng)的去進(jìn)行消防，去進(jìn)行撲滅。

  從電子電氣系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)來(lái)講，我們基于ISO26262的標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)計(jì)，建立故障容錯(cuò)機(jī)制，在軟件層面，采用AUTOSAR軟件架構(gòu)，根據(jù)安全需求分解，制定全方位的安全診斷機(jī)制，采用多極故障報(bào)警處理恢復(fù)機(jī)制。

  這是我們的路線(xiàn)圖，從電子電氣系統(tǒng)安全的特性來(lái)講，2020年我們側(cè)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(chē)選C級(jí))，SOC/SOP全生命周期寬溫度范圍估算精度提升(原先是10%、后來(lái)是5%、今年我們要達(dá)到3%)。2021年是側(cè)重于電芯安全及高壓安全故障管理及預(yù)測(cè)，智能能量管理、維護(hù)保養(yǎng)、預(yù)約管理，車(chē)聯(lián)網(wǎng)智能駕駛應(yīng)用，電池壽命周期耐久性管理。到2023年側(cè)重BMS及整車(chē)控制器的高度集成管理，BMS系統(tǒng)信息安全，云平臺(tái)大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)修正，新型電池智能管理。

  這是綜合動(dòng)力電池系統(tǒng)機(jī)-電-熱-化安全性設(shè)計(jì)，這四個(gè)關(guān)鍵的符合特征參數(shù)，SOC，SOH，SOE內(nèi)阻特征，建立動(dòng)力電池安全，研究嚴(yán)重性變化趨勢(shì)以及影響因素。

  動(dòng)力電池系統(tǒng)安全，安全性標(biāo)準(zhǔn)目前國(guó)家有關(guān)單位，有關(guān)部門(mén)，也都在制訂，系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，涵蓋了動(dòng)力電池的單體，電池系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，以及關(guān)鍵組件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，整體來(lái)講還是要側(cè)重于全生命周期的安全，特別是人身安全是最關(guān)鍵的，所有的標(biāo)準(zhǔn)制訂要以這個(gè)為基礎(chǔ)。

  從動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性能的市場(chǎng)化推廣應(yīng)用來(lái)講，建議從新能源車(chē)，整車(chē)需求側(cè)，動(dòng)力電池供應(yīng)側(cè)分別進(jìn)行，形成基于整車(chē)一體化的面向設(shè)計(jì)安全，制造安全，應(yīng)用安全，維護(hù)安全，以及回收利用，或者說(shuō)報(bào)廢安全的完整安全性的設(shè)計(jì)鏈。

  應(yīng)用與總結(jié)。2018年到目前，總共乘用車(chē)是11萬(wàn)套，高鎳材料圓柱型21700是3萬(wàn)多套，到目前為止是零失效。方型三元電池裝機(jī)輛38550輛，到目前為止也沒(méi)有熱失控的事情發(fā)生。當(dāng)然，安全改善是一個(gè)持續(xù)過(guò)程，剛才講了從正向安全設(shè)計(jì)的同時(shí)，反向分析也非常關(guān)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(jié)構(gòu)與電路的分析進(jìn)行持續(xù)改善。

  我的分享就到這里，謝謝大家!