动力电池安全正在成为全球电动化进程中最大的“灰犀牛”。
近期,包括通用、现代、福特、宝马等多家知名跨国车企的主力电动车型都因动力电池安全问题接连出现召回,这些电池问题主要包括充电安全隐患、高压电池单元制造缺陷、电芯生产混入杂质、电池组生产过程中混入杂质等。这不仅让多家车企背后的韩系电池企业陷入舆论漩涡,同时也在世界范围内将电动汽车安全问题推到了风口浪尖。
在国内,电动汽车安全问题同样此起彼伏,多家自主品牌车企和新势力车企的安全事故在2020年接连发生,背后的元凶同样指向动力电池,受此影响,一家国内电池企业甚至直接停摆。
全行业需要警惕的是,全球电动汽车在完成从0到1之后,正在进入大规模市场化快车道,在这个时间节点,安全问题有可能成为电动化进程中的 “不定时炸弹”。
安全技术是动力电池的第一核心技术,也是电池技术革命性突破的第一重点,是电动汽车可持续发展的生命线。能否真正解决安全风险,将会成为国内外车企在接下来的供应商选择中最为关键的权重因素。
围绕安全技术的突破,全球的动力电池企业都在与时间赛跑,而在这场赛跑中,中国企业的脚步明显更快一步。
作为国内新势力动力电池企业,蜂巢能源在其12月2日举行的电池日上,给出了一套完整的动力电池热失控系统性解决方案——冷蜂,同时还通过工艺及制造环节的一系列创新应用,来护航动力电池全生命周期安全。
冷蜂是目前全球第一个专门针对电动汽车电池热失控问题而给出的系统性解决方案,通过材料、电芯、电池包、监控系统四大层级的原创技术,彻底解决电池系统的热失控问题。
在冷蜂系统性解决方案中,最为亮眼的是“果冻电池”,基于基础材料的创新,蜂巢能源在电池日上推出了“果冻电池”,该电池具有“不起火、不冒烟、自愈合”的特点。
在电池PACK环节,蜂巢能源推出“热阻隔电池包”,通过泄压、喷发物控制、降温、报警、隔热等多种方式,来实现PACK层级的安全防护。
此外,基于和清华大学合作开发的电池内短路预警模型,蜂巢能源还推出了电池系统安全监控的 “蜂云平台”, 电池安全预警的准确率达到90.9%,并可以实现对于内短路提前2个月的预警,充分保障电池系统安全。
除了从产品设计层面给出了系统的解决方案,在工艺及制造环节,蜂巢能源也进行了一系列极具颠覆性的创新。
事实上,复盘海外几起召回事故,会暴露出电池生产制造工艺环节存在问题,尤其是在异物控制上。对此,蜂巢能源通过导入AI技术,对于电池生产进行大数据分析影响因子、AI智能能量预测、微短路分析、AI智能过程缺陷检测等方式还提升制造环节的产品安全与品质。
安全是电动汽车应该具备的自然属性,是无法与其它性能进行平衡的指标。能否真正解决安全风险,将成为车企接下来选择电池供应商的核心考量因素。业内分析指出,蜂巢能源从电池系统的设计和制造两个层面来对于安全进行提升的思路,对于整个行业都具有借鉴意义。
一是防范动力电池安全一定要系统着眼。要从不同层级和维度建立系统的解决方案,从材料选择与控制、电芯级规格选型与设计、生产制造品质控制、模组及PACK级的安全防护、整车验证、使用环节操作等多个层面出发来做更全面的设计与验证。
二是需要加大对于电池基础材料与相关基础科学的研究,要从根本性进行突破和颠覆性的创新。
材料创新是电池技术发展的根本,包括吴锋院士、欧阳明高院士等行业专家的一致共识是,中国动力电池的进一步发展一定要注重对于基础材料的开发与研究。
目前,宁德时代建立了21创新实验室,计划形成前沿基础研究、应用基础研究、产业技术研究、产业转化的全链条研究模式,解决一系列“卡脖子”技术难题。而蜂巢能源位于无锡的118全球锂电创新中心也已正式投入使用,该创新中心将重点探索面向未来十年的锂电行业新技术。而随着中国动力电池企业在基础材料及科学领域的投入力度加大,也将带动中国动力电池技术在全球范围的竞争实力。
三是动力电池的进一步发展要注重与AI智能、大数据、云计算等的深度融合。通过AIoT+电池的融合发展,通过新的智能制造技术提升产品性能,通过大数据更好地监控产品安全。
电池是有机的化学体系:温度、功率、电压、电流、电量、内阻等等每一个物理量都时时刻刻影响电芯的安全和健康程度。并且受到驾驶员的操作习惯以及驾驶环境的影响。通过实时收集电池包相关数据和驾驶行为以及环境之间的关系,再通过大数据的分析和对比,实现电池健康度的预测和安全管理将是一个可行方案。而在制造环节,智能化、大数据的导入也可能更好地赋能电池的生产制造,在提升生产效率的同时,更大程度提升动力电池的品质及安全性能。
四是动力电池的创新需要产业各个领域的进一步整合和跨界创新。动力电池涉及到材料、装备、工艺多个环节,只有基于不同环节的整合创新和融合,打破现有的产业壁垒,建立新的产业生态,才能更大程度上推动电池的颠覆性创新。
特斯拉的无极耳电池就是产业整合、跨界创新的结果,而对于中国企业而言,同样需要这样的视野与行动。
而从全球动力电池未来的竞争格局来看,中国动力电池的整体优势正在逐步凸显,如果真正能在安全领域实现颠覆性的突破,必将会助力以蜂巢能源为代表的企业在全球市场进一步拓展,未来,依靠技术创新、产业整合、生态重塑、智能制造等,中国动力电池企业将在全球扮演越来越重要的角色。
