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

在10月8日舉行的2019 IBSW國際電池安全大會上，來自北汽新能源、一汽以及蔚來的相關負責人就電池安全方面所做的工作進行了分享。

以下為一汽集團王德平演講內容分享。（有刪減）

應該說近年整個電動車的事故時有發(fā)生，而且隨著整個續(xù)駛里程的不斷提升、包括新能源數(shù)量的增加，以及對高比能量電池使用越來越多，新能源車的安全事故呈現(xiàn)一個上升的趨勢。從場景來看，既有在充電時候發(fā)生安全事故的，也有行駛過程當中的，還有停放過程當中的，應該說電動車的安全事故，覆蓋了車整個全場景的使用環(huán)節(jié)。

從這些安全事故來看，接近六成是由于電池安全問題導致的事故，所以電池安全應該說是整個新能源車安全事故的核心。

圍繞電動車的安全事故，特別是動力電池的安全事故，應該講不僅僅是電池本身的事，應該是系統(tǒng)的一個工程，除了電池本身之外，還要跟整車、關聯(lián)部件、日常的使用維護有關，是圍繞整個電動車使用全生態(tài)共同去開發(fā)、去維護，才能保證整個動力電池系統(tǒng)的安全。

從車端來看，動力電池安全事故發(fā)生主要由于幾個方面失效的影響，概括起來可以有五個方面：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，從失效模式來講，有很多方式，包括漏液、析鋰、變形、過熱、過充。從使用條件來看，既有低溫快充的技術，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。從失效機理來看，有活性材料的結構變化相變，過度金屬的溢出、碰撞等。概括起來，主要三個方面：短路、負極的析鋰以及正極的釋氧。

第二，BMS系統(tǒng)的失效。應該說也有很多的模式，包括電壓、電流、溫度、絕緣這些檢測和保護的失效，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、外部沖擊、火燒、涉水等等。機理來看，有芯片的選擇、硬件的集成，也包括通訊的丟包，以及時續(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、接地的失效、線束破損等，從誘發(fā)條件來看，有振動的因素，也有外部沖擊的可能，還有涉水、氣壓、大倍率充電等等。機理來看，有絕緣層耐壓等級的失效，以及防護等級這些。

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

第五，機械與密封的失效。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。使用條件來看，有振動、跌破、沖擊、碰撞、涉水、外部火燒等等。機理來看，有電芯化學反應的問題，也有模組強度的變化、焊接結構強度、固定結構強度等。

圍繞這些機理和情況，一汽在新能源電動車主要從七個方面確保安全：第一，從技術路線方向上做進一步的明確；第二，構建全體系的安全理念；第三，在開發(fā)的業(yè)務流程、管理的業(yè)務流程上，要把安全納入到整個業(yè)務的管理框架里；第四，一些具體的安全技術。第五，把實驗驗證好；第六，提供前置的、全過程的服務；第七，監(jiān)控的系統(tǒng)。這里一、二、三和五、六、七簡要過一下，重點介紹在電池安全技術上的一些做法。

這是整個在戰(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，概括起來是“353”：

“3”，三條技術路線。未來一汽在新能源技術路線上三條線是并行的。

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

動力電池以數(shù)據為核心，構建了五層電池全生命周期的管理框架。

第一，   基礎研究、數(shù)據平臺。

第二，   是業(yè)務痛點的樹立和市場分析。

第三，   是數(shù)據處理和模型構建。

第四，   在整車上的應用，和用戶的服務。

第五，   通過云端數(shù)據的導入，優(yōu)化整車應用以及對電池回收利用的應用。

這里核心的基礎就是基礎研究，包括電芯的失效、電動車安全，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)在對于建立一個全員的安全理念非常有用，尤其是當前整個產業(yè)環(huán)節(jié)來講，包括制造、營銷等。電動車還是一個新生事物，在產品策劃、研發(fā)、營銷過程中經常遇到一些沖突，比如要求在DSOC低溫下要和傳統(tǒng)車或者和新車的動力性、加速性是一樣的，這個是很難去保證的，這種情況下怎么樣去平衡。包括像電池的溫度過高，需要冷卻系統(tǒng)保證電池安全的時候如何能夠和乘員艙的冷卻系統(tǒng)去平衡。應該說從產品定義、開發(fā)制造整個使用環(huán)節(jié)里，怎么樣能夠以安全為核心去平衡產品和功能，當前的階段我認為還是很重要，所以在建立安全理念上，也是很重要的一項工作。

第三，圍繞安全。我們在整個業(yè)務鏈上梳理了一個“V”字形安全全體系流程，這里面包括安全目標的制定，圍繞著安全目標去做整車需求的分析和分解，落實到每個系統(tǒng)的安全設計上，再落實到總成上，再進行相應的驗證，總成的驗證、整車的驗證，包括后邊制造、生產以及維護和監(jiān)管。

第四，重點說一下第四方面，是我們具體圍繞安全設計的一些做法。通過對濫用情況的識別、失效模式的分析、失效機理的判斷、生熱速度的預測、傳熱路徑的確認及產生危害的評估，整體對電池系統(tǒng)來講是做一個正向的安全設計，每一步對電池安全的時空，引起連鎖的時空、電池包的控制，每一步都有相應的一些控制和判斷。圍繞這樣一個正向的設計構建了一個四重的安全防護體系，包括電池的安全、整車的安全、充電的安全、使用的安全。圍繞這四個方面，構建了包含16個具體的方面和54項具體的一些安全防護的措施，來去確保整個動力電池系統(tǒng)在全生命周期里邊使用的安全。下面我就結合這54項里邊的一些具體的防護措施，從其中幾項來介紹一下。

第一，碰撞的安全。剛才戴院長也介紹了北汽，我們在這方面做的工作相應的也是有很多類似的。一方面，在低速的時候保證電池在車輛碰撞和托底碰撞的時候，電池不因為車的沖擊或者碰撞導致電池的變形。另一方面，我們構建了一個雙路的高壓斷電的系統(tǒng)，就是在高速車輛發(fā)生碰撞的時候如果安全氣囊開始工作的時候，同時要把整車高壓的系統(tǒng)在1毫秒之內進行斷電的處理，來確保整個高壓系統(tǒng)的安全。

第二，BMS的優(yōu)化。我們把云端的數(shù)據，因為我們自己內部，依托我們內部公司有相應所有車輛數(shù)據監(jiān)控的系統(tǒng)，把監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據導到BMS里，構建壽命模型、電池實時狀態(tài)的估計，把這些數(shù)據導入到邊緣的BMS里，豐富BMS功能，使BMS控制的精度和估算的精度更高，并且能夠實現(xiàn)提前的故障預警。

第三，電池熱失控的預警。把云端歷史的數(shù)據、實時監(jiān)控的數(shù)據包括環(huán)境的應力、系統(tǒng)的狀態(tài)，把這些信息整合到一起，構建了熱失控預警開發(fā)的模型，再把這些預警的模型應用到整車的熱失控系統(tǒng)里面，一方面通過熱失控模型預警的系統(tǒng)診斷，來去實現(xiàn)高壓系統(tǒng)的維護，另外車端、云端、儀表，向駕駛員包括后臺服務，提供相應的熱失控預警的信息。

第四，主動滅火系統(tǒng)。我們目前和哲弗開發(fā)的系統(tǒng)還處于開發(fā)階段，從前期實驗情況來看，有很大效果。一方面，通過系統(tǒng)可以主動對熱失控模組和單體進行滅火實驗。另一方面，因為所采用的滅火介質是高熱熔比的介質，吸熱量很大，通過這種吸熱能夠降低電池包內的溫度，從而能夠隔斷電池包內的發(fā)熱引起車內內室著火。

整個IP防護防水安全的設計：目前來講這項工作還處于一個迭代方面，目前我們重點工作還是圍繞實驗驗證上，實際情況來看，滿足國標，滿足相應的標準，防水的事故該發(fā)生還是一樣發(fā)生，我們現(xiàn)在重點放在安全實驗上，現(xiàn)在想通過電池的碰撞實驗之后，做500周的循環(huán)之后再做水下的防水安全實驗的驗證。

整個電池壽命優(yōu)化的評估：圍繞車端和用戶端構建了一個以數(shù)據為基礎的面向用戶的電池容量評估模型，再把電池容量的評估模型引入到安全的因子里邊，來去判斷整個安全的程度，進而去優(yōu)化確保整車的安全使用。

用戶BMS的匹配：通過對大數(shù)據和充電行為的分析，以及電池狀態(tài)的評估，通過OTA對車輛進行相應的BMS匹配的優(yōu)化。

故障的預警分析：基于用戶的數(shù)據統(tǒng)計和數(shù)據探索，把這些數(shù)據引進到診斷系統(tǒng)里面，對BMS和用戶使用行為的優(yōu)化，通過電池運行數(shù)據改善用戶的使用行為，保證電池更好的狀態(tài)，來延長電池壽命。

第五，大的工作，就是把產品的實驗驗證好，這也是我們整個實驗的一些內容。

第六，整個過程服務，就是我們在國內建了5大區(qū)域、240家新能源車服務的網點，確保車輛能夠及時的去維修和服務。

第七，就是具體對我們整個產品運營狀態(tài)的監(jiān)控，實時保證車輛的安全。

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

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