智电汽车高质量发展,动力电池须防患于未“燃”

文/本刊记者  黄帅 王素


  根据官方数据,2018年我国新能源汽车起火事件至少发生40起。而2019年以来,新能源汽车起火事件依然频发,这引发市场及舆论对于电动汽车安全的关注及担忧。
  
  事实上,动力电池的安全和性能,正戳中新能源汽车当下亟须解决的产业痛点。电动汽车的安全问题,很大程度上就是电池安全问题。基于此背景,享誉全球的产品安全事业领导者UL近日在常州投资建立其全球首家动力和储能电池实验室,其进一步拓展在新能源汽车行业“护航”能力和战略布局,并深耕中国市场的决心和愿景可见一斑。



   
  动力电池自燃原因复杂
  
  来自2019年世界新能源汽车大会的数据显示,2018年我国共发生各类电动汽车安全事故52起,2019年1—5月共发生19起。在这些事故发生场景中,有29%是在充电时发生的,有19%是在行驶时发生的,还有19%是在停放时发生的。
  
  从技术层面看,电池安全包括热安全、电安全、机械安全和功能安全四大类型,其中任何一种失效,轻则影响电动汽车的功能,重则引起起火自燃。而导致电动汽车起火的主要原因,又包括电池自身问题、电池连接问题、电池受外界不正常影响、充电连接问题、日常性使用问题和出现问题后的迅速处理六大方面。
  
  尤其从电池自身安全水平来看,由于受到设计水平、制造能力等因素制约,部分动力电池的电芯可能出现工艺不良的情况。另外,此前电动汽车过于依赖补贴,行业不可避免地陷入“价格战”层面,导致部分企业为了节约成本,将电池管理系统(BMS)的保护水平降低,最终埋下失控“火种”。随着国家新能源补贴逐步退出,部分动力电池企业的发展未来或走向“扩大产量、降低成本”,这势必带来更严峻的安全问题。
  
  电池安全应防患于未“燃”
  
  众所周知,动力电池系统的能量密度、续航里程和单位能耗,是我国新能源汽车政策的三大核心。一方面在产业政策的指引下,整车企业为了能够很好地迎合补贴政策要求,不断提升电池能量密度;另一方面,新能源汽车市场的快速增长发生了供需失衡,导致电池的核心原材料价格持续暴涨。一系列因素最终导致动力电池行业2018年全行业“大跃进”。
  
  追求大幅度提高电池的能量密度,对动力电池的设计水平、制作工艺等提出了更高的要求,比如工艺设计愈加复杂且不同环节的一体化设计要求更高等,亟须电池生产企业培养防患于未“燃”的能力。在产品开发初期,企业就应建立一个足够全面的风险防范体系,从原材料到设计、制造工艺,按照严格的电池标准管控,达到各个要素在各个维度的最佳平衡,以确保如此高能量密度的电池依然能安全地达到工程师所希望的设计标准,最后实现样品与批量生产之间尽量小的差异性。
  
  UL互联科技事业集团总裁周威方对记者表说:“UL组织撰写过10部关于电池的标准,而且拥有一支很强的研发团队研究电动汽车电池系统带来的安全问题。功能性安全是智电汽车很重要的组成部分。基于此,UL不久前收购了专注于汽车功能性和自动驾驶安全的kVA公司,以填补这方面的空白。”
  
  提到电池自燃带来的安全问题,周威方补充说,实际上,新能源汽车电池还存在另外一种安全隐患需要引起足够重视,即网络安全。“因为汽车电池是模块管理系统,未来如果黑客在汽车充电时攻击某个电池模块,重新设计电池系统,这种风险引发的后果就十分严重。因此,网络安全对今后整个电动汽车发展格外重要。”他解释道。
  
  在新能源汽车出口过程中,也可能涉及电池运输的一些安全考虑。目前我国电动汽车整车厂为了实现出口,往往采取小批量、定制化的生产模式,以满足出口目的国的市场准入要求,导致成本较高。因此,目前国内电动车生产量大,出口比例相对较小。“像国内宁德时代正在欧洲开始投资建设电芯厂,我相信不久的将来整个产业链的内化可能促进电动汽车的出口。”UL全球副总裁、大中华区总裁冯皓告诉记者。
  
  我国正走在智电汽车趋势的全球最前沿,UL 制定的电池安全标准能够为这些“弄潮儿”引领事业保驾护航。“根据UL制定的动力电池性能与安全标准,我们在测试一个电池产品的安全性时不单单只看最后一个总成件,而是从最小的材料到最细的线数走向都会提出相应的设计指导建议,以保证零部件供应商所提供的电池包或电芯均达到一个相对较高的安全基准。最终,它将降低整车厂的采购成本和开发成本,让市场更有信心销售电动汽车,让客户更有信心购买新能源汽车。”UL汽车业务发展总监王昊博说。



   
  UL助力智电汽车安全发展
  
  2019年7月22日,美国UL总裁兼首席执行官伟廉仕(Keith Williams)与常州市政府领导、行业专家和企业高层共同见证了落户常州的UL动力和储能电池实验室奠基仪式。据记者了解,此次UL建立的动力和储能电池实验室占地面积达9000平方米,预计于2020年4月正式投入运营,它是UL为助力中国新能源汽车产业健康发展的战略性投资项目。
  
  UL官方介绍,这座UL首个专注于新能源汽车领域的电池实验室,集合了UL在电池安全、充电系统以及电网集成领域独特的专业知识,为新能源汽车制造商和动力电池制造商提供贯穿全产业链的安全解决方案,涵盖电池安全设计、电池性能和可靠性验证、电池管理系统功能安全,以及V2G充电、电网整合、电池梯次利用、储能系统和功能安全服务等各个方面。
  
  “电动化、智能化、网联化、共享化”已成为全球汽车产业转型升级的主要方向,在新的行业发展态势面前,中国汽车行业恰逢其时,有机会在这一轮汽车技术的变革中参与全球对话与竞争。同时,2019年被称为中国5G商用元年,5G的高速率、低延迟、低功耗以及万物互联的特性,结合车联网、自动驾驶、高精地图以及基于数据的服务,也将为汽车行业开启全新的商业模式。在如此大潮面前,UL没有理由不重金投资中国市场,为新能源汽车高质量发展赋能。
  
  “UL在电池领域的专业积淀正得以充分发挥,可以将我们在国际市场上的经验与本地实践积极结合。”周威方表示,目前,UL已与很多中国顶级汽车制造商建立了合作关系,帮助其在新能源汽车电池安全及性能等方面全产业链把控风险,助力其在竞争激烈的新能源汽车国际舞台上建立品牌势能。
  
  安全是新能源汽车发展的底线,是越来越多新能源汽车“准使用者”关切的头等大事,相信在UL这样专注于新能源汽车高质量发展的第三方机构助力下,在新能源汽车产业各参与方的共同努力下,智电汽车将载着人类梦想驶向更美好的生活。


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