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电芯品质选择和控制,是解决热失控方向和当务之急

最近几起接二连三的车辆着火热失控事故,着实让新能源汽车厂家不镇定。市场疲软、去补贴当下,对于新能源,无疑是雪上加霜。也因此会增加用户安全担忧。

继去年国家相关部门不断发出通知,要求对安全隐患排查和事故的上报,但是,事故发生频率,似乎并没有减弱迹象。

过去对于事故分析,更多的关注点和结论在于充电环节、BMS环节。例如,某厂家的近期一起燃烧事故,是因为在插枪状态下,不断启动充电导致车辆燃烧,分析结论是控制策略缺陷。

更多的时候,事故所指,避开了电芯本体的品质和失效能力。

因为,像Tesla高端品牌,也在不断上演着火光的故事。人们对tesla所用松下电池的品质当然是不会质疑。

人们在纠结的同时,把目光聚焦在系统防堵环节,或者就归咎于锂离子电池娘胎里就存在的缺陷。

其实,对于全球新能源燃烧热失控的表象,背后的原因是要区分对待和分析。国内外动力电池本身就存在很大差异,特别是在滥用特性方面,不能被都是“燃烧事故”的表象而遮盖。

所以说,对于国内新能源汽车的燃烧热失控原因,不能完全跟随全球高端品牌问题解决思维。更应该实事求是,从源头做好,加强和重视电芯的选用及品质控制问题。

国内50多家规模电池企业,满足近500家电动汽车公司需求

这是2019年看到的数字,也是产业链现状。尽管“寡头”产业链还在持续形成中,BYD、CATL等一级配套也在同步放大产能,面对为数不多的几家优质电池企业,毕竟是狼多肉少。一方面,不仅仅有传统企业新能源产品需求,还有很多新创公司不断进入。另一方面,在扩大产能的同时,其生产工艺、稳定性也会存在问题,是需要时间消化的。

这个供需缺口谁来补?哪一定是众多新生电池厂。这些厂家,鱼龙混杂,技术差异性很大,势必会加剧电池品质问题。

加上这几年补贴政策的刺激,让原本品质不稳、工艺不成熟的电池生产,更是拔苗助长,快速迎合市场增长需求。这些电池企业,哪有时间去搞研究,同时,也不能排除资金问题,很难支撑产品迭代。

所以说,前些年造下的问题,总归是要暴露出来和偿还的。这也就是为什么国家层面的通知照发,事故仍然频出不可控的原因。

另一角度,为什么说松下、三星、还有国内个别企业电芯产品相对稳定呢,这个不需要解释,地球人都知道。

所以说,众多电池厂的现状,也体现了国内动力电池品质的现状。在现状客观存的情况下,更需认清真实问题所在,把安全放在第一位。

从源头做起,事半功倍,但为什么这么难

这确实也是锂离子电池固有特性所决定。

一方面,锂离子化学电池,因材料、工艺、环境及成本因素,其最终生产出的产品一致性,存在着差异。这也代表了企业水平。

在最早的国内电池生产年代,电解液和隔膜全部是依赖进口,一些石墨和正极材料及辅材由国内或者是电池厂家配套。近十年,随着材料技术进步,国内一些配套厂家已能生产同类型产品替代进口,这也达到了降本的目的。但是,不同厂家的原材料质量,还是有不小差异。

从相关实验得知,当大于5微米颗粒的金属污染物混入材料中,已经非常容易产生电池内部短路。原材料的品质问题,对于热失控和安全重要性,不言而喻。

所以说,为了成本,电池厂家所有材料,谁又能保证不出问题呢!

另一方面,在动力电池系统中,所使用电芯数量是非常可观的。从电芯一致性、稳定性分析,以特斯拉使用圆柱电池为例,仅model 3 的74KWh 配置就使用了4416节 21700电芯。

这些年,国内很多厂家跟随性很强,同样也在使用18650圆柱电芯。如果说特斯拉主要是考虑成本和能量密度而使用圆柱电芯,结合其过硬的成组焊接技术、良好的一致性、BMS管理技术,品质是有保证的。但是,对于国内企业,未必能超越特斯拉,其水平能力良莠不济,很难保证在某个环节不出问题。

另外,还有成本因素。电池作为整车成本中,高占比零件,从管理角度,整车企业俗成的账期长,势必会拖累下游电池厂家,一定程度上制约了厂家资金的流动,也制约了科研方面的投入,形成恶性循环,影响电池品质。

更有甚者电池厂家以次充好,继续供给和配套整车产品,达到降本的目的。

所以说,在退补进程中,成本优势荡然无存的情况下,还会加剧这种矛盾。

上述更多是从技术层面一一分析产品品质控制难的现状,其实市场和政策也是电池品质失控无形推手。

能量密度过度追高,产品迭代时间短,加剧了电池品质问题和热失控风险

其实,随着燃烧事故的频频发生,人们逐渐认识到,现有电芯技术框架体系下,高能量密度的实现,是以牺牲安全为代价的结果。

所以,就目前来看,整车厂在选用电芯的时候,随着退补也在退热。这也就是近期磷酸铁锂电池为什么又被很多厂家捧在手上的原因。特别在商用车、客车领域,让电芯选择重新回归理性。主动放缓了对能量密度的过度追求。

电芯品质的控制和提升,离不开产品研究的持续投入

这个环节是电池企业最难的,也是最不易做到的。这段时间,我们以华为的技术引领5G为荣,我们也了解了他们的领先,是上千亿的科研经费投入为代价。

这一点,国内多数电池厂家做不到。这也是最终形成供应链寡头的原因之一,更多的电池厂家将会因品质问题丢失市场而出局。

所以说,在退补后时代,很多人会认为就是成本的比拼,从短期效应,成本因素确实会让降本立杆见影;但从长远可持续性发展来看,技术研究带来的品质提升和迭代,才是根本所在。

其实,换个角度看,技术水平的高低,也是产品走向国际舞台的核心因素。

制约新能源推广,安全因素才是羁绊

随着我国开放程度的深入,以“廉价”博得客户的思维正在成为过去。新能源的发展也不例外,也历过短暂廉价取胜的快感,但好景并不太长。

这些年,靠补贴实现的廉价;依托政策开拓的市场,某种意义上,掩盖了新能独立发展的一些问题。所以说,才有补贴是把双刃剑的观点。如果新能源长期发展,首要解决的还是安全问题。

小结

热失控导致的燃烧事故,已经引起企业高度重视,加大技术研究投入。在系统集成方面,从隔热、隔火硬件设计,到传感技术、策略优化,都有长足进步,也是解决热失控突破口。但这仅仅是从“防堵”上面做文章,我觉得这还远远不够,更需要从源头“电芯”环节入手,才能完整的做到“让热失控变得可控”,对于国内产品来讲,我觉得,这才是正确方向。

来源:第一电动网

作者:平全文

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/93352

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