“電動汽車用動力電池需要達到車規(guī)級。”中國汽車工業(yè)協(xié)會原常務(wù)副會長董揚的呼吁，盡顯車規(guī)級動力電池的必要性。
前不久，來自整車、動力電池、電池材料、電池裝備、電池系統(tǒng)等方面的專家代表在“車規(guī)級鋰離子動力電池系列標準研討會”上，共同向行業(yè)主管部門建議，盡快啟動相關(guān)項目。
在我國汽車市場，動力電池行業(yè)隨新能源汽車的推廣一路高歌猛進，為何此時行業(yè)人士將焦點放在了“車規(guī)級”上？
■從消費類電子到電動汽車 傳統(tǒng)要求無法滿足現(xiàn)有使用場景
“符合汽車使用需求的零部件定義為車規(guī)級”，行業(yè)人士對于車規(guī)級的概念應(yīng)該并不陌生。董揚稱，就汽車用動力電池而言，應(yīng)該有以下要求：一是產(chǎn)品合格率應(yīng)達到ppm級；二是產(chǎn)品一致性應(yīng)達到可不分檔使用；三是產(chǎn)品的耐候性，應(yīng)能滿足汽車產(chǎn)品在南方北方、冬天夏天的使用要求；四是產(chǎn)品的耐久性，應(yīng)達到10～15年；五是產(chǎn)品的成本，應(yīng)該在大批量應(yīng)用的前提下，比原先在其他領(lǐng)域使用降低1個數(shù)量級。
中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教介紹稱，2013年，我國動力電池企業(yè)只有40余家，且基本是從3C鋰電池領(lǐng)域轉(zhuǎn)型而來。之后，由于新能源汽車產(chǎn)業(yè)集中爆發(fā)，加之政策支持，2015～2016年動力電池企業(yè)投資布局達到高峰，當時全國動力電池企業(yè)超過200家。企業(yè)數(shù)量高速增長的背后不僅僅是行業(yè)格局散亂、產(chǎn)能盲目擴張、粗放野蠻發(fā)展的現(xiàn)象——中國動力電池創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長、中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟副秘書長王子冬告訴《中國汽車報》記者，從消費類電子產(chǎn)品到電動汽車，使用場景的不同導(dǎo)致了對動力電池要求的差異，但之前行業(yè)并沒有意識到這一點。比如，由電池單體變?yōu)槌砂偕锨€一起使用，一致性要求大大提高；在室外使用，耐候性的要求大大提高；整車使用壽命遠高于一般家用電器，動力電池壽命需提高；此外，動力電池還需要更低的成本和更高的產(chǎn)品合格率。
從某種意義上說，消費類電子產(chǎn)品沒有規(guī)定而電動汽車提出要求的內(nèi)容，決定了什么是車規(guī)級。比如，消費類電子產(chǎn)品對電池按照A、B、C、D、E等級進行分類，但電動汽車用動力電池根本不允許分級，而是追求合格率，并且必須是100％合格。
提出要做車規(guī)級動力電池的蜂巢能源，對車規(guī)級也有自己系統(tǒng)的思考。“車規(guī)級動力電池工廠需區(qū)別傳統(tǒng)電池廠，規(guī)劃之初就以汽車為服務(wù)目標。”在蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新看來，必須制定全新的電池制程規(guī)范和工藝標準，以達到車輛使用的安全要求。王子冬坦言：“這些概念都是車規(guī)級層面，而非普通電池層面的要求，傳統(tǒng)的汽車行業(yè)質(zhì)量管理體系已不再適用于當下的發(fā)展。”
■阻礙行業(yè)健康發(fā)展達標車規(guī)級迫在眉睫
單體鋰電池在消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域的表現(xiàn)尚可，但當其主要應(yīng)用場景轉(zhuǎn)為電動汽車，需要幾百甚至上千個電池串、并聯(lián)使用時，很多問題就開始凸顯。缺少車規(guī)級意識，導(dǎo)致電動汽車產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中遇到了諸多挑戰(zhàn)，比如產(chǎn)品安全性、可靠性、一致性、適應(yīng)不同氣溫等方面。董揚表示，鋰電池自身化學(xué)反應(yīng)的特殊性及復(fù)雜性，電芯制造過程中的環(huán)境控制的復(fù)雜性以及車輛使用的惡劣條件是造成上述問題的共同作用因素，它們嚴重阻礙和影響了行業(yè)的健康發(fā)展。
新能源汽車起火事故頻發(fā)，私人消費市場對產(chǎn)品接受度不高等問題的產(chǎn)生，在一定程度上就源于此。王子冬告訴記者：“從設(shè)計開始，我們對動力電池的認識就有問題，認為產(chǎn)品做出來就存在不一致，但車規(guī)級電池不允許不一致。這兩種理念完全是不一樣的，所以才出現(xiàn)這么多問題。”
舉例來看，傳統(tǒng)消費類電子產(chǎn)品的電池單體容量一般2.8～3.2Ah；動力電池單體則通常超過50Ah，純電動車單體容量可達100Ah，其電芯失效幾率比消費類鋰電池至少放大200倍。換言之，假如消費類電池單體存在萬分之一電芯安全失效可能，應(yīng)用在動力電池上就是2％。這樣高的安全隱患，是任何一家車企都不可能接受的。
■車規(guī)級是系統(tǒng)工程行業(yè)必須奮力追趕
王子冬向記者強調(diào)，車規(guī)級不是一項標準，而是一個系統(tǒng)工程，涉及很多方面，包括材料級別、裝備、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用、維護、后期利用、回收等。據(jù)他介紹，2018年行業(yè)就啟動了實現(xiàn)動力電池車規(guī)級的相關(guān)工作，成果之一便是今年10月25日，中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟與中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟組織編制的《電動汽車安全指南》（2019版）（以下簡稱“《指南》”）。據(jù)了解，《指南》從電動汽車全產(chǎn)業(yè)鏈條和全生命周期入手，梳理了電動汽車的各種安全風險，參考現(xiàn)有國際國內(nèi)相關(guān)標準，匯集一線專家的經(jīng)驗編制而成，目的是給從事電動汽車開發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)從業(yè)人員，以及服務(wù)保障人員和廣大消費者進行指導(dǎo)和提供參考。
動力電池如何達到車規(guī)級，董揚有更為詳細的表述：“一方面，需要在產(chǎn)品的設(shè)計過程中充分考慮使用要求，進行精細的設(shè)計和充分的試驗驗證；在制造過程中，需要采用可以保證產(chǎn)品性能一致性的工藝與裝備，必須建立嚴格的質(zhì)量管控體系；同時還需要嚴格控制成本，原材料和制造設(shè)備的選擇，都需要兼顧成本和性能、質(zhì)量。另一方面，性能、質(zhì)量和成本的綜合平衡要從全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期來考慮。要考慮在哪一道工序采取措施可達到更好的效果和更低的成本。不但需要在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中達到性能、質(zhì)量和成本的綜合要求，還需要在產(chǎn)品使用過程中，進行必要的維護和教會使用者如何使用。要達到車規(guī)級，我們需要全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期的生態(tài)，車規(guī)級絕不單單是對電池單體的設(shè)計、制造要求。”
對于動力電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的問題，行業(yè)已形成基本共識。一汽集團新能源開發(fā)院電池研究所主任孫煥麗呼吁：“汽車制造商應(yīng)與電池企業(yè)開展密切合作，更深入地了解電池單體，進行更全面的評估；電池企業(yè)應(yīng)該研究相應(yīng)的用戶需求，對電池性能做精細化開發(fā)。”
王子冬表示：“國外企業(yè)已搭建起動力電池車規(guī)級標準體系。我們現(xiàn)在必須奮力追趕，避免‘起個大早、趕個晚集’。”（趙瓊）
|
