鉅大LARGE | 點擊量：882次 | 2021年11月03日
王子冬：新能源客車動力鋰電池技術的路線問題
新能源汽車動力鋰離子電池有關三元和磷酸鐵鋰的安全性爭議由來已久，尤其是商用電動汽車究竟該使用哪種電池一直眾說紛紜，為此，筆者針對新能源客車動力鋰離子電池技術路線問題，向國家863電動汽車重大專項動力鋰離子電池測試中心主任王子冬特別約稿。
以下內容為王子冬老師撰稿。
電動公交車爆燃起火事故時有發(fā)生，備受行業(yè)關注，這些事件在提醒人們：新能源汽車還存在著許多問題，路還很長，業(yè)者應該時刻保持清醒的頭腦。特別是不能一出現(xiàn)安全事故就說動力鋰離子電池不好，這是整個新能源汽車行業(yè)要共同面對的問題。
電池組不安全五大因素
2015年十二月份香港巴士起火原因表面上看是動力鋰離子電池造成的，但是導致電池熱失控的原因不確定。電動汽車電池組的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、保護系統(tǒng)的可靠性、通信協(xié)議的有效性等都會對電池組的安全性造成影響。在我看來，這些問題重要體現(xiàn)在以下五個方面，造成了目前新能源汽車產銷量和起火事故數(shù)量均呈現(xiàn)高速上升態(tài)勢！
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
首先是整車公司長期以來與電池生產公司沒有形成可靠的戰(zhàn)略合作關系，把動力鋰離子電池生產公司按照采購零部件的方式對待，沒有按照需求進行聯(lián)合開發(fā)工作，相互忠誠度不夠。比如說以前整車公司經(jīng)常壓電池生產公司周轉資金的現(xiàn)象嚴重，電池生產公司很難全心全意替整車公司考慮，也不會為整車公司開發(fā)合適的產品，由于動力鋰離子電池生產公司的周轉資金緊張，經(jīng)常也會欠材料供應商的錢，材料供應商也為自己的利益考慮，往往也不會把最好的材料給電池生產公司。這就安全埋下了隱患！
其次，因為整車公司的過度壓價，電池生產公司沒有足夠的利潤，所以服務方面不夠到位，雖然有相應的數(shù)據(jù)積累，但是不去分析，沒有興趣投入人力和物力為整車公司去做故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)，因此沒有能夠提前發(fā)現(xiàn)事故苗頭。
第三，新能源汽車起火重要集中在電和熱方面。在研發(fā)過程中，pack、電機、電控、整車等各個領域的公司普遍缺乏深厚的技術積累，一些能力差的公司產品開發(fā)流程不完善，以滿足基本功能為主，對新能源汽車和零部件的特性沒有足夠深入的研究，特別是在安全功能設計過程中，假如沒有得到有效的驗證，就很難控制電池組出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。
第四，高壓系統(tǒng)中的鏈接結構不合理、不可靠也導致了這些事故的發(fā)生。
第五，對車輛運行的日常合理使用、保養(yǎng)維護和安全監(jiān)控工作不到位，造成電池組工作負擔太大，出現(xiàn)小問題時，不能及時調整，造成問題的疊加，導致安全事故的發(fā)生。
客車安全關系到更多人民群眾的生命財產安全，風險不容忽視。目前鋰離子電池供不應求，什么樣的電池都能賣出去，存在產品質量下降的現(xiàn)象，事故發(fā)生概率在新增。隨著時間的推移，電池性能、質量良莠不齊，如何面對即將到來電池性能衰退、質保、維修、抱怨等問題？所有的公司和地方政府部門對此要做好一些思想準備。
為了防止電池熱失控現(xiàn)象的發(fā)生，要對電動汽車電池組的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、BMS保護系統(tǒng)的可靠性和有效性等技術，開展有針對性的研究和驗證，才能防止電池熱失控現(xiàn)象的發(fā)生，提高電池組的安全性！
整車公司和電池公司的依存關系
現(xiàn)在新能源汽車這么熱，建議整車公司要按照用戶使用要求、根據(jù)動力鋰離子電池組的性能去開發(fā)和設計新能源汽車，而不是把傳統(tǒng)車上的發(fā)動機和油箱取下來，換上電動機和電池組就變成新能源汽車了！在目前動力鋰離子電池組技術還不太成熟的情況下，應該選擇合適的應用領域、能夠供應商業(yè)模式的領域去進行示范運行，而不是像現(xiàn)在這樣在多領域同時開拓。
作為動力鋰離子電池生產公司，要明白在電動客車上動力鋰離子電池的安全性和循環(huán)壽命是第一的，而不是能量密度。特別是事關電池組安全性的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、以及BMS保護系統(tǒng)的研究，提高主動安全防護能力。
公司在開發(fā)產品時，要拓寬視野，多角度尋找解決問題的辦法。電池組要解決：滿足電動汽車的工作特性的功率需求、滿足環(huán)境適應性需求、滿足使用的安全性需求、滿足可靠性要求、滿足固定的強度要求、滿足電連接的可靠性要求、滿足電池組內部熱管理要求、滿足電池組長壽命使用要求、滿足電池組快速充電要求、滿足電池組維護方便的要求、有可能要滿足電池組快換要求、滿足低成本要求、滿足供應電池組狀態(tài)參數(shù)的要求、滿足梯次利用的要求、滿足回收方便性要求。
整車公司要考慮與動力鋰離子電池生產公司形成長期穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作關系。我建議關注：對動力鋰離子電池結構理解比較透徹的、只做動力鋰離子電池的、公司不太大、沒有的、成長性比較好的、公司團隊有活力的、動力鋰離子電池產品有出口的公司。建議整車公司在確定動力鋰離子電池供應商的時候，按照1(世界領先水平)：1(國內先進水平)：1(自己參股合作的公司)布局。
電動客車適用磷酸鐵鋰還是三元？
我個人不贊成磷酸鐵鋰和三元材料電池之間的爭議，我認為我們現(xiàn)在要想使動力鋰離子電池在短時間內使安全、可靠的商品化的電池組能量密度達到160Wh/kg是不太可能的！因為目前我們連能量密度達到100Wh/kg的電池組還都不能商品化呢。為何我們現(xiàn)在要去爭論磷酸鐵鋰和三元材料電池誰好誰不好呢？目前我們衡量電池組性能好壞的尺子在哪里？不是國家標準，是評價標準。
有些人說：三元材料比磷酸鐵鋰能量密度高。實際上這個“比較”不公平，存在不可比的因素。磷酸鐵鋰可以做大容量，三元材料只能做小容量。我建議能量密度的比較一定要在電池容量相同的情況下去比較，且以相同的安全性和循環(huán)壽命做基礎。如100Ah，200Ah。
磷酸鐵鋰壽命、高溫特性和安全性比三元材料好，低溫性能與三元材料差不多，磷酸鐵鋰離子電池的體積能量密度比三元材料低。
磷酸鐵鋰和三元材料誰能夠用在哪個電動汽車上？要看那個電動汽車的使用要求而定。下面這個表可以使大家從另外一個角度來比較磷酸鐵鋰和三元材料誰更合適于電動汽車。
建議國內的整車生產公司應該有戰(zhàn)略布局，可以考慮采用1：1：1的動力鋰離子電池供應商選擇機制，不能讓某一個電池生產公司獨大，否則你就會沒有議價權。
我認為短時間內，國內動力鋰離子電池市場的瘋狂狀態(tài)還將持續(xù)。從長遠來看，這種“一哄而上”的投資擴產模式，還暗藏了產量過剩的危機！一定會重蹈光伏行業(yè)當年的覆轍！
2016年動力鋰離子電池供需將達到暫時平衡
2016年以來，眾多電池公司加大產量，擴大規(guī)模，根據(jù)目前新能源汽車在國內市場的發(fā)展趨勢，供大于求的出現(xiàn)是大概率事件。2016年動力鋰離子電池的供需將會達到一個短暫的平衡點。
我的根據(jù)是：一方面，由于投資加大，比較好的動力鋰離子電池生產廠商會繼續(xù)釋放產量；而另一方面，新能源汽車經(jīng)過一年左右的市場爆發(fā)式上升，會進入一個冷靜期。同時，在急速上升的市場中也將充分暴露出新能源汽車存在的各種問題，市場競爭下的優(yōu)勝劣汰現(xiàn)象一定會出現(xiàn)，一些品牌將遭淘汰。這也將使新能源汽車領域中的動力鋰離子電池供需矛盾有所“緩和”。
有關國內動力鋰離子電池行業(yè)而言，除了要預防產量過剩外，還有技術、安全等方面的一些瓶頸技術要突破。假如不能取得技術上的創(chuàng)新和突破，我國動力鋰離子電池業(yè)發(fā)展的就僅僅是巨量產量、過剩產量，而非優(yōu)勢產量！
特別是政府的補貼政策應該鼓勵人們多使用新能源汽車，即補貼運營，如把補貼分期補給使用者。而不是補貼給新能源汽車生產公司，去大批量生產不符合市場要求的電動汽車。
補貼政策本身是一針對推行新能源車發(fā)展的催化劑，國家與地方政府齊上陣，讓消費者購買新能源車得到雙重實惠，可以有效促進新能源車的銷量。但是大家要注意，任何一個產業(yè)，特別是新能源汽車產業(yè)，長久靠政府補貼是發(fā)展不起來的！
新能源補貼政策無形中消磨了車企的研發(fā)積極性。換個殼子、加塊電池就能拿到市場上去銷售，并坐享政策紅利。那些本可以沉下心來去搞基礎創(chuàng)新的公司，也不得不多留一些心思盯緊當前市場。畢竟搏出個未來，遠不如趁熱打鐵來得實在。
除此之外，電動汽車作為一個新興門類，其生產鏈條也與傳統(tǒng)汽車大不相同，有著一套獨特且完整的設計、生產體系。有關傳統(tǒng)車企來說，假如啟用全新的生產模式，則意味著資本蒸發(fā)，這也影響了傳統(tǒng)車企在電動汽車領域尋得突破。
電動汽車的推廣是否能夠成功，前期基礎設施建設、運營成本控制、車身輕量化結構、節(jié)能電機和電池組的性能提高，至關重要。
我個人認為，電動汽車的推廣商業(yè)模式是關鍵，根據(jù)不同的商業(yè)模式要對動力鋰離子電池特性進行有針對性的設計，才能對不同的技術路線給出正確評價。
