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    電動汽車起火的新聞不時見諸報端，電動汽車起火，輕則燒毀汽車，重則出人命，馬虎不得。而電動汽車無端起火，其動力電池自然成為被懷疑的對象，無論是否是由于動力電池的原因導致的電動汽車起火，其安全性總是繞不開的話題，怎樣的動力電池才算安全，怎樣的電池才能用得長久，決定動力電池系統安全風險有哪些因素?來自寧德時代新能源科技有限公司產品開發總監胡建國，在2015年12月18日，“第十屆影響中國客車業系列活動”之“中國客車與運營發展高峰論壇”上，就“決定動力電池系統性安全性和耐用性的若干因素”闡述了他的思考。

寧德時代新能源科技有限公司產品開發總監胡建國

　　胡建國首先介紹了寧德時代新能源科技有限公司(以下簡稱CATL)近年來在動力電池領域的作為。截止到2015年10月份，CATL的動力電池已配裝在了全國兩萬多輛電動客車上，且都實現了零事故運營。作為電池供應商，電池安全問題一直是CATL重點關注的工作，尤其在新能源車型當中，如忽視了動力電池安全問題，或將危及整個新能源客車行業。

　　動力電池作為新能源客車的核心部件，客戶對于動力電池應用中的訴求具體又包括哪些內容呢?胡建國分析指出至少包括安全、可靠和耐久三個方面。

　　關于安全問題，胡建國表示目前成熟的磷酸鐵鋰動力電池技術已能將電池起火可能性降至最低;關于可靠問題，CATL的動力電池也能保證其故障少、出勤率高;關于耐久問題，也就是能否滿足車輛整個使用周期的要求，CATL一直致力于動力電池壽命周期與車輛使用周期同步。

　　動力電池的安全于城市公交而言到底有多重要?胡建國表示，城市公交客車自身的特點包括車大人多門少，且不管任何惡劣天氣都在運營，在城市里面，出任何安全事情都是公眾性的事故，根據城市公交自身特點，事故之后人們的逃生變得非常不容易，因此使用配裝動力電池的公交車輛更應重視動力電池的安全問題。

　　CATL的動力電池是如何從產品角度保障其安全的?胡建國首先指出從兩個方面來理解電池系統的安全性，一是全過程，從電池的量子動力學仿真分析出發，從機理分析、電池材料選擇和設計、電芯設計、電池系統設計到制造全過程都必須進行安全管控。二是全方位，電池系統安全包括電氣安全、功能安全、機械安全和化學安全。而關于電池系統中的化學安全，他認為最重要的是電芯安全，電芯安全需要從電芯原材料的選擇、電芯設計和制造工藝考慮如何降低熱失控概率。他介紹說，雖然目前CATL在乘用車上用三元電池已經做到了量產，而且電芯能量密度已達到180瓦時每公斤，但是CATL不推薦在客車上使用。一是因為目前磷酸鐵鋰電池的安全成熟度比三元更高(熱失控概率低)，二是磷酸鐵鋰電池系統的能量密度已經能滿足客車要求。由于客車的尺寸空間比較規整，設計電池系統的時，成組效率很高，最高能達到78%，因此對于大客車用戶而言，不能只看電芯的能量密度，應該看裝到車上的電池系統的能量密度才有意義。CATL的磷酸鐵鋰電池目前的狀態是，在保證安全的情況下，系統能量密度已做到一百瓦時每公斤，也就是說，一噸重的電池能裝一百度電。CATL一直希望能用更成熟安全的產品裝配到客車上，這也是CATL人的責任。

　　為確保機械安全和電連接的電氣安全，在電池成組時，CATL會選擇成熟的焊接技術代替傳統的螺釘連接，保證在長期運行中，在機械沖擊和熱沖擊的情況下，保證電池系統機械結構和電連接的穩定性，不會出現機械松動和電連接打火等問題。在電池系統的設計上，CATL會先做模擬仿真，后做測試評估。仿真覆蓋微觀到宏觀，仿真內容包括量子動力學、機械結構拓撲優化、形貌優化、尺寸優化、產熱分析、防熱失控、熱場分布、模態、振動疲勞、沖擊、石擊等等。能做到每一步都心中有數，而不是靠試錯去設計產品。在各階段樣品出來后，還要按照標準做全方位的測試驗證。

　　安全問題解決之后，電池的可靠性又如何保障?CATL是從系統層層分解，一直分解到最小零部件，然后逐層分別去分析失效模式和失效率。根據失效率的“浴盆曲線”模型，所有的產品在早期失效率會比較高，使用中期失效率會下降，到晚期老化時又會升高。CATL作為電池廠家，就要盡力把產品的早期失效的暴露和控制在出廠前，使用戶在使用期間的失效率最低，在老化衰老期失效率增加時，電池系統依靠診斷、預測，能夠指導維護使用，最終使動力電池延長壽命。

　　CATL采用全自動生產方式生產電芯和電池系統，確保產品性能的一致性。CATL還建立起了完善的售后服務網絡，現階段CATL售后的主要任務不是產品維修，而是引導用戶怎么維護和使用。“因為在整個電池耐久性方面，生產廠家占70%的責任，首先做出好的產品(產品優生是首要)，其次是電池的維護和使用(產品的關心愛護)”。做出好的電池系統產品，主要依賴三大關鍵技術，即電芯技術、成組技術和BMS技術。在這三大技術構成的鐵三角中，電芯決定是否安全和長壽的“基因”，成組技術提供電池系統強壯的身體，BMS管理技術提供電池系統“聰明大腦”。 “CATL多年堅持不懈，努力把電池系統安全長壽的基因做到最好。”胡建國表示。

　　安全和可靠之后，如何評估電池的使用壽命(耐用)，胡建國表示，CATL會從電芯到系統做全面的影響因素評估。其中，電芯使用壽命分解成存儲壽命和循環壽命。評估的基本原理是從電池的存儲衰減機理得到存儲壽命模型，根據電池循環衰減的機理得到循環壽命模型模型，然后通過測試優化模型參數。存儲模型可以用較短的存儲時間(比如一年)來推測電池能用8年還是10年，用較短的循環次數(比如幾百次)的循環來推測能用幾千次甚至上萬次，這就是用電池壽命模型評估的意義。

　　此外，胡建國還介紹了CATL的最新的熱管理技術、快充技術和長壽命電芯技術，這些技術可以提高用戶體驗。熱管理技術能夠兼顧高溫和高寒應用;快充技術能夠在外部條件具備的情況下， 10到15分鐘充滿電;長壽命電池技術可以在現有產品基礎上，壽命提高到原來的3倍，能滿足歐洲的整車客戶提出15年電池壽命要求，也能滿足長途公路客車每天里程500~600公里要求。目前， CATL已經做出長壽命電池樣品，初步測試結果達到預期。”胡建國最后表示。