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锂电池成新能源汽车主要安全忧患
文章来源:未知      发布者:admin

摘要: 电动汽车 纯电动汽车 新能源汽车 中国新能源汽车网

12月22日,国务院总理李克强在全国节能与新能源汽车产业发展推进工作座谈会上做出重要批示:“加快发展节能与新能源汽车,是促进汽车产业转型升级、抢占国际竞争制高点的紧迫任务,也是推动绿色发展、培育新的经济增长点的重要举措”。当前,我国新能源汽车正处于产业化的关键时期,牌照开放、路权优先、财政补贴、摇号取消等政策面利好频出,新能源汽车产业呈快速发展之势。然而近来发生的新能源汽车充电起火事件屡见报端,给新能源汽车的推广应用抹上了一层阴影。如何提高新能源汽车安全性能实现可持续发展,就成为我们必须深思的问题。
 
     一、我国新能源汽车正遭遇“质量考”
  (一)新能源汽车推广进入关键期
  一方面,国家高度重视新能源汽车的发展。自2012年提出新能源汽车发展目标以来,出台了财政补贴、路权优先、牌照开放等一系列政策措施,产业政策环境向好。新近出台的《中国制造2025》战略更是明确提出了继续支持电动汽车、燃料汽车发展,为我国新能源汽车发展指明了方向。据统计,2015年前三季度新能源汽车生产14.42万辆,销售13.67万辆,同比分别增长2.0倍和2.3倍。10月25日起,北京市新能源汽车指标将不再执行之前的摇号政策,直接向所有通过资格审核的申请人配置。北京支持新能源车发展的政策有望在全国已执行限购的城市产生引领和示范效应。
  另一方面,补贴拉动新能源汽车市场的发展模式面临考验。当前,我国新能源汽车市场增长动力主要源于政府补贴,这种模式在市场培育初期十分有效,但长远来看容易产生依赖性。一旦补贴大幅“退坡”,新能源汽车又存在价格偏高、充电难、安全性能差等诸多问题,市场可能遇冷。我国新能源汽车尚不具备依靠市场自身让产业进入良性发展的能力。
  (二)新能源汽车的安全性屡遭质疑
  2015年以来,全国已发生多起纯电动客车、混合动力客车自燃事故,而特斯拉作为新能源汽车的代表性品牌,在一年内也连续发生了6次起火事故。这一系列起火事件无疑给正在快速发展的新能源汽车行业敲响了警钟。在此背景下,《关于开展节能与新能源汽车推广应用安全隐患排查治理工作的通知》适时出台,有别于以往过多的鼓励性政策,此次措施约束力较大且针对性强。一场自上而下、从中央到地方的新能源汽车的质量整改运动正在进行,有利于实现产业良性可持续发展。
(三)新能源汽车安全性的关键在于锂电池安全
  锂电池是影响新能源汽车安全性能的主要因素。电动汽车作为新能源汽车发展的主要方向,它与常规汽油、柴油车的最大区别在于新增加了高能量的电储能设备以及相配套的控制系统。目前,电动汽车采用的大多是锂电池,无论是特斯拉所采用的松下定制的NCA18650钴酸锂电池、日系车企所采用的锰酸锂电池,还是美系车企和我国车企所采用的锰酸铁锂电池,基本都存在安全隐患。引起锂电池安全事故的主要原因,除了锂属于化学特性活泼的金属,具有易爆炸的特性外,还有环境温度过高、机械外力滥用、过充电等因素,此外部分厂家原材料和制造工艺控制一致性差,片面追求高能量密度等,也加剧了锂电池的安全隐患。

        二、我国新能源汽车安全发展存在的主要问题
  (一)锂电池安全性重视不足
  锂电池的安全特性优劣主要取决于内部因素。内部因素与电池设计、选材与生产工艺相关,外部因素(如加热、过充、外部短路等)虽然也可以影响到其安全性,但只起次要作用。当前源于锂电池安全的新能源汽车起火事故,多数发生在使用阶段,使得锂电池生产企业往往对外部因素关注较多,却忽视了影响锂电池安全的内部因素。即使企业认识到安全的重要性,也是希望通过外部检验来发现和防范电池存在的安全隐患,却忽视了影响锂电池安全的结构设计等内部因素,结果治标不治本。对比国外,2013年10月,特斯拉Model S 在高速公路上起火燃烧,但其可靠的电池系统安全防护设计保障了人身安全,燃烧的电池组并没有殃及其它电池组,没有发生热失控现象。
  (三)锂电池生产技术水平差
  一是核心技术受制于人。如隔膜在锂电材料中技术含量和安全作用最高,我国大约75%依靠进口,而且国产隔膜厂商大多集中在中低端市场。二是国产生产设备滞后。我国尚无法制造国产全自动电芯装配线,并且在喷涂涂敷机、冷热碾压机等动力锂电池生产专用设备单机生产能力和制造精度上差距较大。三是制造水平参差不齐。我国锂电池企业生产的电池依然以手机电池、电脑笔记本电池等为主,除少数大企业达到国际先进水平外,很多小企业生产的电池仍以手工或半自动化的方式生产,产品安全性和稳定性难以保障。四是生产工艺技术不足。许多电池组生产企业由电子产品组装厂演变而来,缺少锂电池生产的工艺技术和专门人才,传统电子产品的组装方式,使电池组的一致性难以保证。
  (三)安全标准和标准体系不健全
  我国锂电池安全标准建设滞后。早在2012年7月,中国工程院杨裕生院士呼吁,电池组安全性评价标准缺失是威胁电动车安全的重要原因。而目前,这个问题依然存在:一是我国在电子、通信、轻工、汽车、煤炭、民航等多个领域现行有效的锂电池标准16项中,仅有运输、煤炭、通信三项专门的安全标准,占比为19%,远低于国际水平。二是各行业标准安全要求不协调、不一致。如车用锂电池标准(GB/Z 18333.1与QC/T 743)只规定了部分安全要求,而没有考虑电池保护电路功能有效性、高温下使用、针剌试验的必要性等安全问题。三是各标准规定的试验条件也不完全相同,很可能导致某种电池按一个标准评估是合格的,而按另一个标准评估是不合格的。
  (四)扶持政策有待调整
  锂电池发展与新能源汽车密不可分。随着电池容量的增加,新能源汽车出安全事故的可能性也大幅增加。然而,2012年先后出台的《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》和《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》(以下简称“《规划》”)中,对动力电池的能量比、功率密度、使用寿命、使用成本等都有详细指标要求,均提到了动力电池的安全性,但没有客观的、定量的衡量尺度。作为动力电池主要发展方向的锂电池,在《规划》中也没有给出明确的支持政策。下一步我国锂电池行业发展的任务重点,应该是突破动力电池安全技术瓶颈,包括开发电池自激活电压控制和热控制等新技术,提高电池安全性。
       
三、几点思考
  (一)树立我国新能源汽车安全发展的信心
  当前,新能源汽车推广应用进入关键期,安全问题永远是悬在企业头上的一把利刃,时刻摆在第一位。对于消费者而言,树立起我国新能源汽车安全使用的信心非常重要。首先,我国近年来新能源汽车产销量均实现了较快增长。比亚迪、众泰等企业生产的电动汽车在电动大巴、物流用车等领域表现出很强的竞争实力,在欧美市场屡屡中标。其次,我国新能源汽车的安全技术水平不断提高。长久以来,江淮、比亚迪等新能源汽车均保持了良好的安全记录。政府应大力宣传我国新能源汽车发展的成绩,消除公众的安全焦虑。再次,高度重视舆论引导。及时厘清新能源汽车事故发生的原因,可借鉴特斯拉事件的应急处理方式,注重摆事实、讲道理,通过良好的危机公关重新赢得市场信任。
  (二)完善新能源汽车质量安全监管体制
  第一,以安全为抓手建立锂电池企业的行业准入制度。通过抓好锂电池生产制造全过程安全关键点的控制,推进设计、材料、制造工艺技术的进步,解决锂电池的安全性和一致性。如在选材方面,积极突破正极材料和隔膜材料的核心技术瓶颈。第二,借鉴发达国家成功经验,健全锂电池产品和新能源汽车安全召回制度,加大对违规企业惩罚力度,提高企业的违规成本。第三,建立新能源汽车安全协调机制,做到责、权、利、效相统一,防范出现脱节、错位。加强各部门间合作,开展专题研究。
  (三)加快锂电池安全标准体系建设
  一是建立科学的安全标准体系。尽快制定专门的安全体系框架,细化到动力电池、储能电池和便携式电池等子行业,特别是新能源汽车、蓄能电池等重点产品;二是建立健全检测体系。建立动力电池产业标准化及安全试验工程技术平台,尽快建立健全检测标准体系,对创新型产品进行全面安全测试,如过充、外部短路,热箱、针刺、挤压、跌落等,以便充分检验新产品安全性能;三是推进标准体系的国际化进程。加快国际标准的转化工作,积极推进检验检测结果的互信,推动我国锂电池技术水平跟上国际先进水平,增加中国锂电池标准的话语权。
  (四)完善锂电池发展扶持政策
  重视提高锂电池质量安全对强化新能源汽车产业健康发展的重要性。一是调整新能源汽车补贴政策,改变单纯补贴整车企业的方式,通过向锂电池企业补贴,调动电池企业和整车企业共同开发优质锂电池的积极性;二是设立锂电池安全研究专项基金,用于研究锂电池材料、制造工艺、成组技术及管理系统的研发,提高核心竞争力;三是引导企业研发适用于高倍率充放电循环、高低温、恶劣环境和低维护等条件下使用的锂电池产品,淘汰落后工艺装备和产品;四是重视培养具有带动作用的锂电池国际化大型企业。按照“整合资源、集中力量、重视突破、整体提升”的发展思路,鼓励优势企业进行兼并重组。




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