歐陽明高：客車用電池占比超7成 如何保障安全

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2016年1月23日，中國電動汽車百人會論壇（2016）正式開幕。會上，中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高做了題為“新能源汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進展”的演講，其中闡述了2015年新能源商用車在技術(shù)方面的創(chuàng)新和市場的突破，并對近期熱議的電池安全技術(shù)進行了解析。

中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高

技術(shù)創(chuàng)新和海外市場有突破 安全不僅是電池的問題

中國新能源商用車，尤其是城市公交，是新能源客車推廣的先行者和主力軍。現(xiàn)在已經(jīng)占到國內(nèi)公交保有量14%左右，在全球遙遙領(lǐng)先。隨著電動客車性能的不斷提升，逐步受到市場認可，比如說運營效率、運營成本都基本上可以跟傳統(tǒng)燃油車競爭，尤其是即將開始落實的公交能源費用補貼，由油補變電補，將會進一步推動公交的電動化。

在新能源商用車技術(shù)創(chuàng)新方面，已經(jīng)出現(xiàn)了一批國際領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)，舉2015年的兩個進展為例。第一是宇通的純電動客車整車集成技術(shù)，在低能耗、輕量化、安全性等方面有一系列處于國際領(lǐng)先水平的技術(shù)，獲得國家科技進步獎，而且銷量也非常好。另外一個例子，就是精進雙電機負載分配的電動驅(qū)動技術(shù)，在全球率先采用雙電極的直驅(qū)技術(shù)，打破了三驅(qū)必須用變速器的傳統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，可以完全不用變速器，30%的坡度也不用變速器，因為是雙電極，一個低流電極、一個高流電極，兩者配合，使扭矩能夠匹配，效率也可以優(yōu)化，這也是我認為一個比較好的技術(shù)進展。

新能源商用車國際競爭力取得重大突破，行業(yè)的標桿企業(yè)新能源客車整車與總成開始規(guī)模出口。這是比亞迪的整車出口，王傳?？偨?jīng)理專門陪同習近平總書記參觀這個項目。微宏鈦酸鋰、多元符合鋰動力電池批量出口裝備歐洲客車，已經(jīng)裝備900套以上，尤其2015年批量裝車上線運營超過550臺，占歐洲2015年新上線客車總量的30%，進入歐盟、倫敦等主要的區(qū)域。

然，我們在快速發(fā)展中業(yè)面臨著挑戰(zhàn)，我想提一點，要實時確保安全體系，確保運行安全。在我們所有的電動車中，10米以上，尤其12米的公交大客車，因為裝備電池很多，人也很多，應(yīng)該說是安全性敏感車型，所以在這個方面我們統(tǒng)計一下，新能源汽車出現(xiàn)的這些事故，可以找出各種原因。

安全不僅僅是電池的問題，還是一個綜合問題。比如現(xiàn)在我們電器老化，高壓電器絕緣破壞、進水等等很多原因。所以，從整車的角度，國家電動客車電控與安全研究中心提出了一個防水、防火、防觸電3S安全技術(shù)要求，我覺得還是值得推廣的，針對這些事故，按國家標準，尤其從是用維保，這個也是非常重要的環(huán)節(jié)。

客車用電池占比超7成 如何防范電池熱失控

新能源汽車發(fā)展帶動了動力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，產(chǎn)能2014年—2015年增長了很多倍?，F(xiàn)在統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年動力電池裝車量超過200億瓦時，比亞迪和寧德時代新能源排在前兩名。我們預計今年大概會到500億瓦時左右?，F(xiàn)在根據(jù)電池行業(yè)報告，2015年電池產(chǎn)業(yè)投資大概是1千億，在建、核建的產(chǎn)能1800億瓦時，估計在2016年下半年或者年底、上半年還很緊張，下半年會總量平衡，但是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能還會持續(xù)緊張。

這是新能源汽車動力電池的一個分布，可以從中看出，客車用電池超過70%，如果客車加上專用車，就比例更大，其實乘用車裝電池比例比較小。

現(xiàn)在說一下動力電池相關(guān)的技術(shù)。動力電池性能大幅提升，全面達到甚至超過“十二五”新能源汽車重點專項規(guī)定的指。當時規(guī)定的指標是模塊120瓦時，現(xiàn)在我們達到最高的140瓦時。當然比能量提升的同時，大家最關(guān)心或者說技術(shù)最復雜的，還是電池的安全技術(shù)。剛才說了整車安全，我想在這里說一下動力電池的熱安全問題，介紹一下國內(nèi)電池的標桿企業(yè)，通過產(chǎn)、學、研合作在這方面的一些重要進展。

電池的熱失控是機理復雜、危害嚴重的電動汽車熱安全問題，當然有熱失控誘因、熱失控發(fā)生、熱失控預警等。熱失控有可能是機、電、熱等多因素誘發(fā)機制，有可能老化導致熱失控燃燒。

這個方面電池管理系統(tǒng)是防止熱安全事故的主要保障，要把電池管理到一個安全的工作范圍，現(xiàn)在國內(nèi)領(lǐng)先的BMS系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)完全執(zhí)行ISO26262功能安全標準，并且實現(xiàn)電池系統(tǒng)全部遠程監(jiān)控，這是非常重要的。

第二，關(guān)于單體電池熱失控與材料體系的設(shè)計。熱失控是一個鏈式的化學反應(yīng)，可能從溫度逐步上升，到最后發(fā)生熱失控溫度劇烈上升，然后電壓下降短路，開始可能是SCI膜，然后到負極電解液的分解反應(yīng)，然后到正極材料電解質(zhì)的分解，最后隔膜的崩潰和電解液的燃燒，這么一個過程。

現(xiàn)有三元正極石墨負極材料的單體電池在“十二五”期間安全性取得了重大進展，在熱失控建模機理研究方面與國際基本同步。在產(chǎn)生安全檢測結(jié)果來看，國外公司、國內(nèi)公司產(chǎn)品，總體看這些都是通過安全檢測的，基本相當。在阻燃隔膜、阻燃電解液、安全連接劑等材料方面也取得了重要進展。

第三，成組電池熱失控的擴展和電池系統(tǒng)設(shè)計。剛才說的是單體電池的設(shè)計制造，真正危害更大的不是單體電池熱失控，而是單體電池熱失控之后在整個電池的擴張，比如一個35千瓦時的轎車電池包，相當于這么大的爆炸能力。比如電池碰撞安全，這是國內(nèi)的一些領(lǐng)先企業(yè)做的，跟我們學校共同做的，這個方面跟國外應(yīng)該是基本同步的。在擠壓實驗，整個電池包擠壓的仿真來發(fā)現(xiàn)問題，這是國內(nèi)我們領(lǐng)先的電池供應(yīng)商做的一些事，這也是國內(nèi)電池領(lǐng)先供應(yīng)商為國外電池廠商開發(fā)時候必須滿足嚴格的安全要求。比如熱失控，如果不做其他的就會擴展，完全擴展出去，瞬市大家都開始熱失控，這就非常危險了。但是經(jīng)過很好的阻止熱失控發(fā)生的這種設(shè)計，就可以防止它同時發(fā)生，比方可以持續(xù)30幾分鐘，就可以有時間防范。

我們再看看2015年實際使用的動力電池產(chǎn)品技術(shù)，因為近期關(guān)于動力電池安全性技術(shù)路線是大家熱議的話題，我這里主要針對純電動。純電動中，12米純電動的大客車又是安全與敏感的車型，其實我們前期的討論主要是針對12米公交大客車純電動車型開展的討論，主要是針對了一些發(fā)生的事故，這是2015年裝車的實際情況，純電動乘用車，純電動客車總體情況，這是純電動12米大客車，可以看出在這方面是以三元石墨體系為主的，這邊是磷酸鐵鋰為主，這個磷酸鐵鋰占到94%以上。

總體來看，現(xiàn)有產(chǎn)品和動力電池的產(chǎn)量分布是“十五”以來中國動力電池技術(shù)研發(fā)產(chǎn)業(yè)化結(jié)果的一種反應(yīng)，格局是合理的，除了鈦酸鋰電池受到政策的影響，在這一塊比例非常低之外，其他的應(yīng)該說沒有受到太多的政策影響。我相信，隨著各種新型鋰離子電池的研發(fā)進展，今后這種裝車的格局會動態(tài)變化，更高性能的電池會逐步出現(xiàn)，這都是跟研發(fā)相一致的。

但是管理的角度相對比較復雜，因為我們的廠家眾多，我剛才說的是標桿企業(yè)，我們不都是標桿企業(yè)。所以管理的角度，現(xiàn)在我們的管理方式是按產(chǎn)品公告管理，是根據(jù)技術(shù)成熟度分級管理，我認為這個做法值得堅持和細化落實，不分技術(shù)路線，但是要根據(jù)技術(shù)成熟度分級管理，這個是已經(jīng)實施了很多年的一個管理方法，應(yīng)該得到堅持和落實。