編者按：新能源汽車的“火”是其真正進(jìn)入市場(chǎng)前必須邁過(guò)的一道坎，而電池安全可以說(shuō)是新能源汽車行業(yè)健康發(fā)展的重要保障。為應(yīng)對(duì)電池安全這一重大挑戰(zhàn)，各車企也使出了看家本領(lǐng)。

在10月8日舉行的2019 IBSW國(guó)際電池安全大會(huì)上，來(lái)自北汽新能源、一汽以及蔚來(lái)的相關(guān)負(fù)責(zé)人就電池安全方面所做的工作進(jìn)行了分享。

以下為一汽集團(tuán)王德平演講內(nèi)容分享。（有刪減）

應(yīng)該說(shuō)近年整個(gè)電動(dòng)車的事故時(shí)有發(fā)生，而且隨著整個(gè)續(xù)駛里程的不斷提升、包括新能源數(shù)量的增加，以及對(duì)高比能量電池使用越來(lái)越多，新能源車的安全事故呈現(xiàn)一個(gè)上升的趨勢(shì)。從場(chǎng)景來(lái)看，既有在充電時(shí)候發(fā)生安全事故的，也有行駛過(guò)程當(dāng)中的，還有停放過(guò)程當(dāng)中的，應(yīng)該說(shuō)電動(dòng)車的安全事故，覆蓋了車整個(gè)全場(chǎng)景的使用環(huán)節(jié)。

從這些安全事故來(lái)看，接近六成是由于電池安全問(wèn)題導(dǎo)致的事故，所以電池安全應(yīng)該說(shuō)是整個(gè)新能源車安全事故的核心。

圍繞電動(dòng)車的安全事故，特別是動(dòng)力電池的安全事故，應(yīng)該講不僅僅是電池本身的事，應(yīng)該是系統(tǒng)的一個(gè)工程，除了電池本身之外，還要跟整車、關(guān)聯(lián)部件、日常的使用維護(hù)有關(guān)，是圍繞整個(gè)電動(dòng)車使用全生態(tài)共同去開(kāi)發(fā)、去維護(hù)，才能保證整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)的安全。

從車端來(lái)看，動(dòng)力電池安全事故發(fā)生主要由于幾個(gè)方面失效的影響，概括起來(lái)可以有五個(gè)方面：第一，電芯的失效；第二，BMS的失效；第三，絕緣系統(tǒng)的失效；第四，機(jī)械與密封的失效；第五，連接的失效。

第一，電芯的失效，從失效模式來(lái)講，有很多方式，包括漏液、析鋰、變形、過(guò)熱、過(guò)充。從使用條件來(lái)看，既有低溫快充的技術(shù)，也包括外部擠壓、碰撞這些使用條件，都能夠誘發(fā)電芯的失效。從失效機(jī)理來(lái)看，有活性材料的結(jié)構(gòu)變化相變，過(guò)度金屬的溢出、碰撞等。概括起來(lái)，主要三個(gè)方面：短路、負(fù)極的析鋰以及正極的釋氧。

第二，BMS系統(tǒng)的失效。應(yīng)該說(shuō)也有很多的模式，包括電壓、電流、溫度、絕緣這些檢測(cè)和保護(hù)的失效，包括SOC、SOH、SOP、SOF這些偏差估算以及一些硬件的損傷。在使用條件方面，誘發(fā)BMS失效的因素也很多，包括像振動(dòng)、外部沖擊、火燒、涉水等等。機(jī)理來(lái)看，有芯片的選擇、硬件的集成，也包括通訊的丟包，以及時(shí)續(xù)的邏輯等等。

第三，絕緣的失效。絕緣的失效模式包括高壓電機(jī)、接地的失效、線束破損等，從誘發(fā)條件來(lái)看，有振動(dòng)的因素，也有外部沖擊的可能，還有涉水、氣壓、大倍率充電等等。機(jī)理來(lái)看，有絕緣層耐壓等級(jí)的失效，以及防護(hù)等級(jí)這些。

第四，連接失效模式來(lái)看，有傳感器的脫落、連接的松動(dòng)，表面的氧化。從使用條件來(lái)看，有振動(dòng)、外部沖擊、涉水等。

第五，機(jī)械與密封的失效。失效模式也有很多種，包括電芯殼體的泄漏、冷卻系統(tǒng)的泄漏等。使用條件來(lái)看，有振動(dòng)、跌破、沖擊、碰撞、涉水、外部火燒等等。機(jī)理來(lái)看，有電芯化學(xué)反應(yīng)的問(wèn)題，也有模組強(qiáng)度的變化、焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、固定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。

圍繞這些機(jī)理和情況，一汽在新能源電動(dòng)車主要從七個(gè)方面確保安全：第一，從技術(shù)路線方向上做進(jìn)一步的明確；第二，構(gòu)建全體系的安全理念；第三，在開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)流程、管理的業(yè)務(wù)流程上，要把安全納入到整個(gè)業(yè)務(wù)的管理框架里；第四，一些具體的安全技術(shù)。第五，把實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證好；第六，提供前置的、全過(guò)程的服務(wù)；第七，監(jiān)控的系統(tǒng)。這里一、二、三和五、六、七簡(jiǎn)要過(guò)一下，重點(diǎn)介紹在電池安全技術(shù)上的一些做法。

這是整個(gè)在戰(zhàn)略方向上，一汽前期在今年的7月份也發(fā)布了一汽新能源的戰(zhàn)略，概括起來(lái)是“353”：

“3”，三條技術(shù)路線。未來(lái)一汽在新能源技術(shù)路線上三條線是并行的。

“5”，包括五個(gè)核心總成，包括燃料電池、系統(tǒng)的安全、電控、電驅(qū)、電池的系統(tǒng)，這五個(gè)系統(tǒng)我們也分別命了名，叫羿氫、羿安、羿控、羿驅(qū)、羿能。

動(dòng)力電池以數(shù)據(jù)為核心，構(gòu)建了五層電池全生命周期的管理框架。

第一，   基礎(chǔ)研究、數(shù)據(jù)平臺(tái)。

第二，   是業(yè)務(wù)痛點(diǎn)的樹(shù)立和市場(chǎng)分析。

第三，   是數(shù)據(jù)處理和模型構(gòu)建。

第四，   在整車上的應(yīng)用，和用戶的服務(wù)。

第五，   通過(guò)云端數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，優(yōu)化整車應(yīng)用以及對(duì)電池回收利用的應(yīng)用。

這里核心的基礎(chǔ)就是基礎(chǔ)研究，包括電芯的失效、電動(dòng)車安全，而核心的核心——電芯必須盡可能是安全的。

第二，安全的安全理念，現(xiàn)在對(duì)于建立一個(gè)全員的安全理念非常有用，尤其是當(dāng)前整個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)來(lái)講，包括制造、營(yíng)銷等。電動(dòng)車還是一個(gè)新生事物，在產(chǎn)品策劃、研發(fā)、營(yíng)銷過(guò)程中經(jīng)常遇到一些沖突，比如要求在DSOC低溫下要和傳統(tǒng)車或者和新車的動(dòng)力性、加速性是一樣的，這個(gè)是很難去保證的，這種情況下怎么樣去平衡。包括像電池的溫度過(guò)高，需要冷卻系統(tǒng)保證電池安全的時(shí)候如何能夠和乘員艙的冷卻系統(tǒng)去平衡。應(yīng)該說(shuō)從產(chǎn)品定義、開(kāi)發(fā)制造整個(gè)使用環(huán)節(jié)里，怎么樣能夠以安全為核心去平衡產(chǎn)品和功能，當(dāng)前的階段我認(rèn)為還是很重要，所以在建立安全理念上，也是很重要的一項(xiàng)工作。

第三，圍繞安全。我們?cè)谡麄€(gè)業(yè)務(wù)鏈上梳理了一個(gè)“V”字形安全全體系流程，這里面包括安全目標(biāo)的制定，圍繞著安全目標(biāo)去做整車需求的分析和分解，落實(shí)到每個(gè)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)上，再落實(shí)到總成上，再進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證，總成的驗(yàn)證、整車的驗(yàn)證，包括后邊制造、生產(chǎn)以及維護(hù)和監(jiān)管。

第四，重點(diǎn)說(shuō)一下第四方面，是我們具體圍繞安全設(shè)計(jì)的一些做法。通過(guò)對(duì)濫用情況的識(shí)別、失效模式的分析、失效機(jī)理的判斷、生熱速度的預(yù)測(cè)、傳熱路徑的確認(rèn)及產(chǎn)生危害的評(píng)估，整體對(duì)電池系統(tǒng)來(lái)講是做一個(gè)正向的安全設(shè)計(jì)，每一步對(duì)電池安全的時(shí)空，引起連鎖的時(shí)空、電池包的控制，每一步都有相應(yīng)的一些控制和判斷。圍繞這樣一個(gè)正向的設(shè)計(jì)構(gòu)建了一個(gè)四重的安全防護(hù)體系，包括電池的安全、整車的安全、充電的安全、使用的安全。圍繞這四個(gè)方面，構(gòu)建了包含16個(gè)具體的方面和54項(xiàng)具體的一些安全防護(hù)的措施，來(lái)去確保整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)在全生命周期里邊使用的安全。下面我就結(jié)合這54項(xiàng)里邊的一些具體的防護(hù)措施，從其中幾項(xiàng)來(lái)介紹一下。

第一，碰撞的安全。剛才戴院長(zhǎng)也介紹了北汽，我們?cè)谶@方面做的工作相應(yīng)的也是有很多類似的。一方面，在低速的時(shí)候保證電池在車輛碰撞和托底碰撞的時(shí)候，電池不因?yàn)檐嚨臎_擊或者碰撞導(dǎo)致電池的變形。另一方面，我們構(gòu)建了一個(gè)雙路的高壓斷電的系統(tǒng)，就是在高速車輛發(fā)生碰撞的時(shí)候如果安全氣囊開(kāi)始工作的時(shí)候，同時(shí)要把整車高壓的系統(tǒng)在1毫秒之內(nèi)進(jìn)行斷電的處理，來(lái)確保整個(gè)高壓系統(tǒng)的安全。

第二，BMS的優(yōu)化。我們把云端的數(shù)據(jù)，因?yàn)槲覀冏约簝?nèi)部，依托我們內(nèi)部公司有相應(yīng)所有車輛數(shù)據(jù)監(jiān)控的系統(tǒng)，把監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)到BMS里，構(gòu)建壽命模型、電池實(shí)時(shí)狀態(tài)的估計(jì)，把這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入到邊緣的BMS里，豐富BMS功能，使BMS控制的精度和估算的精度更高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)提前的故障預(yù)警。

第三，電池?zé)崾Э氐念A(yù)警。把云端歷史的數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)包括環(huán)境的應(yīng)力、系統(tǒng)的狀態(tài)，把這些信息整合到一起，構(gòu)建了熱失控預(yù)警開(kāi)發(fā)的模型，再把這些預(yù)警的模型應(yīng)用到整車的熱失控系統(tǒng)里面，一方面通過(guò)熱失控模型預(yù)警的系統(tǒng)診斷，來(lái)去實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)的維護(hù)，另外車端、云端、儀表，向駕駛員包括后臺(tái)服務(wù)，提供相應(yīng)的熱失控預(yù)警的信息。

第四，主動(dòng)滅火系統(tǒng)。我們目前和哲弗開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)還處于開(kāi)發(fā)階段，從前期實(shí)驗(yàn)情況來(lái)看，有很大效果。一方面，通過(guò)系統(tǒng)可以主動(dòng)對(duì)熱失控模組和單體進(jìn)行滅火實(shí)驗(yàn)。另一方面，因?yàn)樗捎玫臏缁鸾橘|(zhì)是高熱熔比的介質(zhì)，吸熱量很大，通過(guò)這種吸熱能夠降低電池包內(nèi)的溫度，從而能夠隔斷電池包內(nèi)的發(fā)熱引起車內(nèi)內(nèi)室著火。

整個(gè)IP防護(hù)防水安全的設(shè)計(jì)：目前來(lái)講這項(xiàng)工作還處于一個(gè)迭代方面，目前我們重點(diǎn)工作還是圍繞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上，實(shí)際情況來(lái)看，滿足國(guó)標(biāo)，滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，防水的事故該發(fā)生還是一樣發(fā)生，我們現(xiàn)在重點(diǎn)放在安全實(shí)驗(yàn)上，現(xiàn)在想通過(guò)電池的碰撞實(shí)驗(yàn)之后，做500周的循環(huán)之后再做水下的防水安全實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

整個(gè)電池壽命優(yōu)化的評(píng)估：圍繞車端和用戶端構(gòu)建了一個(gè)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的面向用戶的電池容量評(píng)估模型，再把電池容量的評(píng)估模型引入到安全的因子里邊，來(lái)去判斷整個(gè)安全的程度，進(jìn)而去優(yōu)化確保整車的安全使用。

用戶BMS的匹配：通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)和充電行為的分析，以及電池狀態(tài)的評(píng)估，通過(guò)OTA對(duì)車輛進(jìn)行相應(yīng)的BMS匹配的優(yōu)化。

故障的預(yù)警分析：基于用戶的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)探索，把這些數(shù)據(jù)引進(jìn)到診斷系統(tǒng)里面，對(duì)BMS和用戶使用行為的優(yōu)化，通過(guò)電池運(yùn)行數(shù)據(jù)改善用戶的使用行為，保證電池更好的狀態(tài)，來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。

第五，大的工作，就是把產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證好，這也是我們整個(gè)實(shí)驗(yàn)的一些內(nèi)容。

第六，整個(gè)過(guò)程服務(wù)，就是我們?cè)趪?guó)內(nèi)建了5大區(qū)域、240家新能源車服務(wù)的網(wǎng)點(diǎn)，確保車輛能夠及時(shí)的去維修和服務(wù)。

第七，就是具體對(duì)我們整個(gè)產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的監(jiān)控，實(shí)時(shí)保證車輛的安全。

最后，為了保證整個(gè)電動(dòng)車的安全，我們也期望和全球的各個(gè)合作伙伴共同來(lái)去開(kāi)發(fā)新能源車，保證我們整個(gè)新能源汽車事業(yè)的健康發(fā)展。

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