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電芯品質(zhì)選擇和控制,是解決熱失控方向和當(dāng)務(wù)之急

最近幾起接二連三的車(chē)輛著火熱失控事故,著實(shí)讓新能源汽車(chē)廠(chǎng)家不鎮(zhèn)定。市場(chǎng)疲軟、去補(bǔ)貼當(dāng)下,對(duì)于新能源,無(wú)疑是雪上加霜。也因此會(huì)增加用戶(hù)安全擔(dān)憂(yōu)。

繼去年國(guó)家相關(guān)部門(mén)不斷發(fā)出通知,要求對(duì)安全隱患排查和事故的上報(bào),但是,事故發(fā)生頻率,似乎并沒(méi)有減弱跡象。

過(guò)去對(duì)于事故分析,更多的關(guān)注點(diǎn)和結(jié)論在于充電環(huán)節(jié)、BMS環(huán)節(jié)。例如,某廠(chǎng)家的近期一起燃燒事故,是因?yàn)樵诓鍢尃顟B(tài)下,不斷啟動(dòng)充電導(dǎo)致車(chē)輛燃燒,分析結(jié)論是控制策略缺陷。

更多的時(shí)候,事故所指,避開(kāi)了電芯本體的品質(zhì)和失效能力。

因?yàn)?,像Tesla高端品牌,也在不斷上演著火光的故事。人們對(duì)tesla所用松下電池的品質(zhì)當(dāng)然是不會(huì)質(zhì)疑。

人們?cè)诩m結(jié)的同時(shí),把目光聚焦在系統(tǒng)防堵環(huán)節(jié),或者就歸咎于鋰離子電池娘胎里就存在的缺陷。

其實(shí),對(duì)于全球新能源燃燒熱失控的表象,背后的原因是要區(qū)分對(duì)待和分析。國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池本身就存在很大差異,特別是在濫用特性方面,不能被都是“燃燒事故”的表象而遮蓋。

所以說(shuō),對(duì)于國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)的燃燒熱失控原因,不能完全跟隨全球高端品牌問(wèn)題解決思維。更應(yīng)該實(shí)事求是,從源頭做好,加強(qiáng)和重視電芯的選用及品質(zhì)控制問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)50多家規(guī)模電池企業(yè),滿(mǎn)足近500家電動(dòng)汽車(chē)公司需求

這是2019年看到的數(shù)字,也是產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀。盡管“寡頭”產(chǎn)業(yè)鏈還在持續(xù)形成中,BYD、CATL等一級(jí)配套也在同步放大產(chǎn)能,面對(duì)為數(shù)不多的幾家優(yōu)質(zhì)電池企業(yè),畢竟是狼多肉少。一方面,不僅僅有傳統(tǒng)企業(yè)新能源產(chǎn)品需求,還有很多新創(chuàng)公司不斷進(jìn)入。另一方面,在擴(kuò)大產(chǎn)能的同時(shí),其生產(chǎn)工藝、穩(wěn)定性也會(huì)存在問(wèn)題,是需要時(shí)間消化的。

這個(gè)供需缺口誰(shuí)來(lái)補(bǔ)?哪一定是眾多新生電池廠(chǎng)。這些廠(chǎng)家,魚(yú)龍混雜,技術(shù)差異性很大,勢(shì)必會(huì)加劇電池品質(zhì)問(wèn)題。

加上這幾年補(bǔ)貼政策的刺激,讓原本品質(zhì)不穩(wěn)、工藝不成熟的電池生產(chǎn),更是拔苗助長(zhǎng),快速迎合市場(chǎng)增長(zhǎng)需求。這些電池企業(yè),哪有時(shí)間去搞研究,同時(shí),也不能排除資金問(wèn)題,很難支撐產(chǎn)品迭代。

所以說(shuō),前些年造下的問(wèn)題,總歸是要暴露出來(lái)和償還的。這也就是為什么國(guó)家層面的通知照發(fā),事故仍然頻出不可控的原因。

另一角度,為什么說(shuō)松下、三星、還有國(guó)內(nèi)個(gè)別企業(yè)電芯產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定呢,這個(gè)不需要解釋?zhuān)厍蛉硕贾馈?/p>

所以說(shuō),眾多電池廠(chǎng)的現(xiàn)狀,也體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池品質(zhì)的現(xiàn)狀。在現(xiàn)狀客觀(guān)存的情況下,更需認(rèn)清真實(shí)問(wèn)題所在,把安全放在第一位。

從源頭做起,事半功倍,但為什么這么難

這確實(shí)也是鋰離子電池固有特性所決定。

一方面,鋰離子化學(xué)電池,因材料、工藝、環(huán)境及成本因素,其最終生產(chǎn)出的產(chǎn)品一致性,存在著差異。這也代表了企業(yè)水平。

在最早的國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)年代,電解液和隔膜全部是依賴(lài)進(jìn)口,一些石墨和正極材料及輔材由國(guó)內(nèi)或者是電池廠(chǎng)家配套。近十年,隨著材料技術(shù)進(jìn)步,國(guó)內(nèi)一些配套廠(chǎng)家已能生產(chǎn)同類(lèi)型產(chǎn)品替代進(jìn)口,這也達(dá)到了降本的目的。但是,不同廠(chǎng)家的原材料質(zhì)量,還是有不小差異。

從相關(guān)實(shí)驗(yàn)得知,當(dāng)大于5微米顆粒的金屬污染物混入材料中,已經(jīng)非常容易產(chǎn)生電池內(nèi)部短路。原材料的品質(zhì)問(wèn)題,對(duì)于熱失控和安全重要性,不言而喻。

所以說(shuō),為了成本,電池廠(chǎng)家所有材料,誰(shuí)又能保證不出問(wèn)題呢!

另一方面,在動(dòng)力電池系統(tǒng)中,所使用電芯數(shù)量是非??捎^(guān)的。從電芯一致性、穩(wěn)定性分析,以特斯拉使用圓柱電池為例,僅model 3 的74KWh 配置就使用了4416節(jié) 21700電芯。

這些年,國(guó)內(nèi)很多廠(chǎng)家跟隨性很強(qiáng),同樣也在使用18650圓柱電芯。如果說(shuō)特斯拉主要是考慮成本和能量密度而使用圓柱電芯,結(jié)合其過(guò)硬的成組焊接技術(shù)、良好的一致性、BMS管理技術(shù),品質(zhì)是有保證的。但是,對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè),未必能超越特斯拉,其水平能力良莠不濟(jì),很難保證在某個(gè)環(huán)節(jié)不出問(wèn)題。

另外,還有成本因素。電池作為整車(chē)成本中,高占比零件,從管理角度,整車(chē)企業(yè)俗成的賬期長(zhǎng),勢(shì)必會(huì)拖累下游電池廠(chǎng)家,一定程度上制約了廠(chǎng)家資金的流動(dòng),也制約了科研方面的投入,形成惡性循環(huán),影響電池品質(zhì)。

更有甚者電池廠(chǎng)家以次充好,繼續(xù)供給和配套整車(chē)產(chǎn)品,達(dá)到降本的目的。

所以說(shuō),在退補(bǔ)進(jìn)程中,成本優(yōu)勢(shì)蕩然無(wú)存的情況下,還會(huì)加劇這種矛盾。

上述更多是從技術(shù)層面一一分析產(chǎn)品品質(zhì)控制難的現(xiàn)狀,其實(shí)市場(chǎng)和政策也是電池品質(zhì)失控?zé)o形推手。

能量密度過(guò)度追高,產(chǎn)品迭代時(shí)間短,加劇了電池品質(zhì)問(wèn)題和熱失控風(fēng)險(xiǎn)

其實(shí),隨著燃燒事故的頻頻發(fā)生,人們逐漸認(rèn)識(shí)到,現(xiàn)有電芯技術(shù)框架體系下,高能量密度的實(shí)現(xiàn),是以犧牲安全為代價(jià)的結(jié)果。

所以,就目前來(lái)看,整車(chē)廠(chǎng)在選用電芯的時(shí)候,隨著退補(bǔ)也在退熱。這也就是近期磷酸鐵鋰電池為什么又被很多廠(chǎng)家捧在手上的原因。特別在商用車(chē)、客車(chē)領(lǐng)域,讓電芯選擇重新回歸理性。主動(dòng)放緩了對(duì)能量密度的過(guò)度追求。

電芯品質(zhì)的控制和提升,離不開(kāi)產(chǎn)品研究的持續(xù)投入

這個(gè)環(huán)節(jié)是電池企業(yè)最難的,也是最不易做到的。這段時(shí)間,我們以華為的技術(shù)引領(lǐng)5G為榮,我們也了解了他們的領(lǐng)先,是上千億的科研經(jīng)費(fèi)投入為代價(jià)。

這一點(diǎn),國(guó)內(nèi)多數(shù)電池廠(chǎng)家做不到。這也是最終形成供應(yīng)鏈寡頭的原因之一,更多的電池廠(chǎng)家將會(huì)因品質(zhì)問(wèn)題丟失市場(chǎng)而出局。

所以說(shuō),在退補(bǔ)后時(shí)代,很多人會(huì)認(rèn)為就是成本的比拼,從短期效應(yīng),成本因素確實(shí)會(huì)讓降本立桿見(jiàn)影;但從長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)性發(fā)展來(lái)看,技術(shù)研究帶來(lái)的品質(zhì)提升和迭代,才是根本所在。

其實(shí),換個(gè)角度看,技術(shù)水平的高低,也是產(chǎn)品走向國(guó)際舞臺(tái)的核心因素。

制約新能源推廣,安全因素才是羈絆

隨著我國(guó)開(kāi)放程度的深入,以“廉價(jià)”博得客戶(hù)的思維正在成為過(guò)去。新能源的發(fā)展也不例外,也歷過(guò)短暫廉價(jià)取勝的快感,但好景并不太長(zhǎng)。

這些年,靠補(bǔ)貼實(shí)現(xiàn)的廉價(jià);依托政策開(kāi)拓的市場(chǎng),某種意義上,掩蓋了新能獨(dú)立發(fā)展的一些問(wèn)題。所以說(shuō),才有補(bǔ)貼是把雙刃劍的觀(guān)點(diǎn)。如果新能源長(zhǎng)期發(fā)展,首要解決的還是安全問(wèn)題。

小結(jié)

熱失控導(dǎo)致的燃燒事故,已經(jīng)引起企業(yè)高度重視,加大技術(shù)研究投入。在系統(tǒng)集成方面,從隔熱、隔火硬件設(shè)計(jì),到傳感技術(shù)、策略?xún)?yōu)化,都有長(zhǎng)足進(jìn)步,也是解決熱失控突破口。但這僅僅是從“防堵”上面做文章,我覺(jué)得這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,更需要從源頭“電芯”環(huán)節(jié)入手,才能完整的做到“讓熱失控變得可控”,對(duì)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品來(lái)講,我覺(jué)得,這才是正確方向。

來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)

作者:平全文

本文地址:http://m.healthsupplement-reviews.com/kol/93352

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