欧阳明高:安全是新能源汽车产业“命根子”

凤凰汽车讯 8月21日，由中国电动汽车百人会和河南省人民政府主办的中国电动汽车百人会夏季论坛(2016)在郑州开幕。本届论坛围绕提高电动汽车安全和品质的有效措施、推动行业自律、行业补贴政策、补贴后的政策走势，以及如何更多使用非货币政策和基础设施保障政策等主题，邀请有关部委专家、国外有关机构专家发表意见。论坛同时还将发布“电动汽车安全问题”课题报告。以下为中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高发言实录。

中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高

各位领导，各位同行，大家上午好！

百人会的《电动汽车安全报告》，每个桌上都放了一本，大家可以直接看。前面上半场我估计是大家最关注的，有一些政府动向，他们做的干货，我就讲不出太多大家感兴趣的内容了，我只讲讲技术，我的题目是“电动汽车安全技术创新与发展”，有三个方面，有些技术方面的内容是有相关性的，政策本来是张永伟讲的，我在PPT里基本删掉了，大概带一点。

首先讲一下电动汽车安全的技术。电动汽车安全技术我们分三块，动力电池的安全、电动汽车整车安全、充电基础设施的安全。首先是动力电池的安全性，是最基础、最核心的，包含了电安全、热安全、结构安全等等。

我要先从科学的角度说一下。如图(ppt)，这是电动汽车动力电池的基本特性，中间可以看出我们锂电池安全的范围，一个是电压、一个是温度，对电池安全来讲，这么一个很小的窗口里才能安全工作，如果温度高了会发生一系列的反应，就不正常了。我们具体来定义一下这些温度，这是做一个严格科学的实验，锂离子电池的热失控、温度变化、温度和电压变化的过程。有三个温度，T1叫热失控自生热起始温度，这个温度一般在90度，接近100度。第二个，热失控的触发温度，就是说热失控要开始了。第三个，热失控的最高温度，代表了释放能量。

如图(ppt)，给出了一系列的各种类型的动力电池，比方说三元的NCA、NCM、锰酸锂的，钴酸锂、磷酸铁锂，还有钛酸锂的，从中间就看出，电池体系的热稳定性各种类型还是不一样的。这个区域(ppt)是磷酸铁锂电池的区域，总体来看，热失控最高温度比较低一点，这是钛酸锂的。

太过于学术化一点，我稍稍用简化一点的方式给大家描述一下这个过程。热失控，我们先从热的角度，过热之后首先开始自身热的起始温度之后，我们的SEI膜就会分解、负极电解液也会反应，隔膜机制熔化，再到正极分解、电解质分解，最后就涂层崩溃，大规模的内短路电解液燃烧，就形成了热失控。发热量可以使电池的温度升高400—1000度。

另外一个问题，一个单体热失控之后会在电池模组中发生扩展，像放鞭炮一样，一个单体发生热失控能量还是有限的，如果在整个模组系统中间扩展，这个能量就非常大了。我们说其实不在能量的大小，巧克力的比能量比电池的比能量高多了，但是并不是一个危险的东西，关键是没有瞬时释放，这是一个瞬时释放的问题。

诱因，刚才说的是过热引起的，还有电的和机械的，电触发，主要是过充、过放等等，尤其是过充，过充引起的热失控是危害比较大的，这是它过充的一个过程和机理，最典型的过充事故就是五洲龙的过充失火。还有机械滥用，这是特斯拉底部被石子穿透引起的着火，这是在网上搜到的底盘的切割实验，专门看它怎么样，机械诱因就会最终引起短路。

第二部分，整车的，现在我们找电池厂开安全会，电池厂就说很多问题是整车引起的，不是电池的事。的确，很多问题不是电池本身造成的，是外部原因，整车，比方说碰撞会引起，电气安全，还有功能安全，重点是这几方面。比方说碰撞，碰撞是最容易引起，常规汽车主要的安全就是碰撞安全。第二，各种原因的电气线路短路引起着火，比方说左边这个(ppt)是特别典型的，电机控制器、电机电子器件IGBP短路了，高压、拉弧、多处熔断，整个就全烧掉了，这是控制器烧红了。另外一个，比方说前一段时间南京暴雨之后，泡在水里时间长了之后进水之后引起短路。功能安全，深圳五洲龙这就是功能安全导致的，电池管理系统死机，但是充电机不知道，继续充，充过头了，导致了安全事故，一般150%会大规模的内短路，充过头150%，不管是什么电池，包括钛酸锂电池，如果充过头也都会热失控的，虽然我们知道钛酸锂非常安全，但是过充之后过压也会引起安全事故。

第三，充电基础设施的安全。尤其要说一下充电设备的安全问题，总体看我们充电设备的质量现状不是特别好，它的防水、防尘、防腐蚀、漏电、短路保护等等，各方面存在一系列问题。我们开了基础设施安全的研讨会，大家提出了很多问题，今天可能还有专家在分论坛会详细介绍，我不在这儿过多讲。比方说，我们荣威550就是非线充电着火，自己来安装这个，比方说外部的“三防”，内部走线的零乱，不按要求接地等等，这都是我们充电设备的问题。比方说全生命周期状态的监测、管理体系的缺失，线路老化之后也引起很多问题。尤其我们在研讨会中有专家提出，地下车库的充电安全要提高一个档次或者数量级才有可能保证，因为那里头重现事故之后就会特别严重。

我不要都讲问题，还是要从正面讲讲在电动汽车安全技术方面创新的成果。

第一，说一下全球国际的进展。我们要学习几个，一是安全防护方面，比方说日产的电动轿车Leaf，现在接近23万辆，没有出现过重大事故。它有一个安全防护的设计体系，这就说明电动汽车如果做的好是可以非常安全的，而不是说不能做到安全。人家做什么？首先，有很好的防护设计理念，它的防护，首先防控事故发生，其次一旦失效，可以失效不出事，再次，出了事，把事故控制在一个可控的范围，控制在接受的程度跟燃油车一样。是这么三个阶段，从电池设计，到最后可达到的安全目标，是一个全方位的设计理念。

二是设计开发方面，遵循了严格的V型开发模式，从电池包、模块、单体、材料，从设计层、验证测试层，是非常详细的，包括底层的电池材料，比方气体分析仪等这些很科学的仪器都在这里面用到了，我们国内的电池厂现在还很少用这些。这是他们要通过的所有的安全测试的项目，其实这些我们都很熟悉，比方冲击、振动、挤压、跌落，模块跌落、单体跌落等等，针刺、极端的短路、火烧、热循环，有温度的高低温循环实验，这个好像我们做的不是很多，气体分析等等，这都是全都做的，这是我们跟日产合作交流的，我觉得还是给大家分享一下，很有意义的。

第二，特斯拉的电池系统安全管理还是值得一说。这是我学生对特斯拉电池安全管理专利的解析和重构(ppt)，这都是公开的。特斯拉他们的安全管理申请了超过30项专利，这是一些主要的专利，我们把这些专利全部重构之后看它都用在哪儿，这就是一个完整的过程。由于成本比较高，其实没有在它的车型上全面的推开。

另外一个值得一提的，特斯拉的碰撞安全性，从设计的角度，应该说借用了一些非常先进的方法。测试同时获得了欧洲和美国最高评分的五星级车型，发生事故之后，非常严重的事故也都是安全的，总体看电动汽车的碰撞安全性是可以做得比传统车更好，当然因为它有别的安全性，仅从碰撞安全性角度是可以做的更好的。

第三，这也是公开的资料，三星的电池系统。重点看一下电芯层面，这是90安时内部并联四个单体电池，一个卷绕式的方型电池，这个电池在单体电芯层面加了三个装置，一个是过充保护、一个是防爆阀、一个是保险丝。我只说其中的过充保护，这个电芯的外壳是正极，有一个过充保护的阀，当内部气体压力增大之后，把外壳的正极跟负极直接相连，短路，形成大电流，外部短路，过电流之后保险丝把这个断开，这个我们是值得学习的。也就是说在电芯层次进行材料、电气、机械系统的系统设计还是很值得学习的，因为我们国内在电芯层次进行机——电——材料一体化设计不多，其实它把单体电池当成了一个小系统，我们可以对比一下，日产电池的模块相当于三星大电池的电芯，就是日产是小模块，三星至少客车上是大电芯。

未来趋势来看，现在工信部300瓦时、350瓦时都是这么高的，这是国际趋势，没有办法，大家都在这么做，10年内我们真的要到350瓦时，我相信2025年350瓦时应该没有问题的，2020年300瓦时应该是没有问题的，这个从比能量角度是可以做上去的，成本也会降低，但是我们的安全性挑战会大幅提升的，比能量、安全性是一个翘翘板，所以我们现在都出这么多事，下一步300瓦时、350瓦时我们面临的挑战有多大就可想而知。我所知道的国外很多现在都是在全力攻这个安全技术，我现在牵头中美电动汽车合作，跟美方合作伙伴很重要的就是电池安全性。所以我说新一代高性能电动汽车最重要的核心技术将会是围绕300瓦时以上高比能量锂离子电池的安全技术体系，这是最核心的下一代电动车技术。

说说国内的，总体看我还是从正面来肯定我们所取得的成绩，待会儿再说问题。正面取得成绩，从材料体系，三元正极、石墨负极单体电池的安全性应该说有大幅的提高，比方说在阻燃隔膜、阻燃电解性、阻燃安全性也都有创新，取得了进展。从单体电池产品的检测结果来看，跟国外也没有特别大的差别。总之，从统计结果来看，我们和国外的相差幅度不是特别大。

我们行业的标杆企业宁德时代新能源，总体电池的安全性保持还是不错的，这是实验的东西，严格按照了国内国际标准，因为我们的电池企业也跟国外配套，也跟最著名的比如宝马这些厂商配套，所以我们其实国际的标准都是满足的。

在此基础上我要说一下动力电池还有一些前沿创新。我也举一个例子，这是我们跟德国宝马和宁德时代新能源一块做的。刚刚说三星的有熔断器、过充保护器、防爆阀，模组的我们现在电池管理系统等等，还有一个问题，自引发内短路，这是一个问题，我们的制造杂质、经常小规模的过充过放，长期积累以后会自己引发内短路，这种内短路我们现在联合开展起来第一个是实验的重复性就不好做，因为不好重复实验，我们首先做了一些重复实验的方法，把规律摸出来了，这个短路会形成三个阶段，内短路的第一阶段、第二阶段、最后一阶段。第一阶段只有电压的下降、温度基本上变化不大，第二阶段，电压下降同时温度有大幅度下降，所以我们基于这个就搞电压和温度的联合检测。

如图(ppt)，这是替代实验，这是算法，这是短路的测试实验，这是结果，现在已经在CATL管理系统中间开始应用，有了这个方法我们就可以对内短路的发生过程、内短路的阻值都能精确的辨析出来，提前预警热失控事故。

整车安全，首先是轿车安全，比方电池的防水，跟整车关联度很高，因为静态的防水，放在车上不一定防水，现在都知道IP67，其实一些厂家都做IP68了，这样的浸泡水是有可能发生重大事故的，就算是泡在底下都有可能发生重大事故，我们如果做得好是完全没有问题的，所以要经过一系列的浸泡的实验改进设计，这是我们做完的设计。真实的电动车完全可以在比燃油车在水里面更加安全，这好像是我们比亚迪的电动车，这是网上前一阵子下大雨的时候特别点赞的东西，做得好我们的防水比燃油车还好，做得好我们的碰撞安全也可以比燃油车更好，关键是我们的技术到不到位，所以我们来谈安全问题应该这么看。

第二，轿车碰撞安全，我们做得好的企业也是不错的。举个例子，长安的，为了达到这个标准要做一系列的研究工作，这是我们国内做电动汽车碰撞安全做的比较早的，这是产、学、研联合研究的。甚至为了将来的发展，我们再深入的研究到底下单体电池怎么挤压和撕裂的。而且电池包不是越厚越好，如何又轻量化、又防撞，在优化设计方面也还有很多工作可做。

第三，整车电池系统总体的安全保护。我觉得我们通过上次的整车交流会，发现上汽提供了很好的资料和他们完整的安全保护的方案，大家都觉得还是非常不错的，体现我们整车电气安全系统的开发流程还是比较严格的，尤其是轿车企业是比较好的，分层、分级做的是非常好的，比如说高压安全管理系统。就是说只要按照严格的流程来进行开发，我们电动汽车电池安全问题是可以解决的。

另外我提一句客车，待会儿宇通的汤总还要讲的，我不多说了，他们有成套的方法来保证安全性。

最后，说一下电动汽车安全体系的问题和发展建议。前面领导都说了，多少起多少起，这是从2月份到7月份统计的10起以上，7月份多起来了。现在存在的问题，我们在报告里面有详细的介绍，我在这儿时间关系也不说的太多了。总体来看，我们安全性准入门槛要提高，所以现在在指定各种标准，要进一步提高标准。当然还有一个问题，现在我们充电基础设施新旧标准转换期也是容易出现问题的，因为充电桩跟车的接口是老的，现在要搞新的，新的总体来看是更加安全的，老的怎么适应新的，另外我们全生命周期检测还是缺乏的，当然电动汽车智能网联化以后带来新的挑战。

我们的发展建议，我也不详细介绍了，因为我们在报告里都有，永伟会比我说的更清楚一下。

第一个，完善安全标准，制定更加严格的安全标准。最近客车安全标准、电池系统的安全标准，尤其是电池系统热失控扩展的安全标准。

第二个，监控体系，现在当然都有监控系统，马凯副总理上次也说了，监控主要还是要靠厂家监管，不是靠城市最后的那一级，最后那一级你也不会给太多数据，数据最多的还是我们厂家自己，我们最有能力监控好。

第三个，强化充电基础设施安全管理，严控地下车库、高危场所充电设施建设与安全监管。

第四个，改革检测体制，我们建议建立新能源汽车年检制度，传统车要年检，新能源车是需要年检的，比方我们防水、防尘性能，新车是好的，老的就不一定了，我们的绝缘性能、漏电保护等等是需要检验的，还有我们电池的寿命也是需要一年定期去测一下的，这都是很重要的。

第五个，建议改革行业的监管体系，现在我们是准入，有几千个车型，客车是很大一个数，很多厂家都进来了，不能说让谁做、不让谁做，我想将来要引入事后监管的体制，谁要出了事要负责，要召回、吊销执照、取消资质，甚至取消你不能再进入这个行业，这是我们建议的要加强，否则这件事情没法弄。

结语三句话：

第一，保障安全是新能源汽车产业发展的首要目标和“命根子”，为什么是“命根子”？我觉得中国电动汽车发展趋势已经不可逆转，唯一潜在对产业产生重大影响的是安全？我觉得怎么强调都不为过，所以我们要警钟长鸣，高度重视，大家都是这行的从业人员，都不希望这个产业下滑，但是为了做到这一点，必须要警钟长鸣，高度重视。

第二，安全技术是电动汽车性能大幅提升的瓶颈技术。想性能大幅提升，大家都希望300公里、400公里，客车也是要提，高比能量电池是必然的趋势，往上提的瓶颈技术就是安全。也很快成为电动汽车领域国际技术竞争的焦点。所以随着动力电池比能量不断提高，电动汽车安全技术的门槛越来越高，本土企业要有危机感。

第三，安全问题解决需要建立严格科学的监管体系。安全管理，政府责无旁贷。

我就说这么多。谢谢各位！