日前，三星智能手機Galaxy Note7因鋰電池故障爆炸召回的消息，引發了消費者的廣泛關注。小小的手機都會爆炸，動輒搭載幾百公斤動力鋰電池的電動汽車還安全嗎？
沒有安全就沒有電動汽車的未來
截至2015年底，我國電動汽車事故率0.17%
“安全是發展電動汽車的前提，沒有安全就沒有電動汽車的未來。”在日前舉行的中國電動汽車百人會夏季論壇上，工業和信息化部裝備工業司司長李東透露，2011年以來，我國發生電動汽車事故31起，其中，2015年發生9起，今年上半年則發生了8起。
另一則統計數據顯示，截至2015年底，我國電動汽車事故率達到0.17%，高出世界平均水平一倍多。“電動汽車事故數量呈增長態勢，一個原因是銷量的快速增長。”李東說，“十二五”以來，我國累計銷售各種新能源汽車44萬輛，僅2015年就銷售33萬輛，其中，純電動汽車超過七成。伴隨著車輛、電池及線束的老化，電動汽車安全風險正進一步增大。
“電動汽車比較典型的事故是自燃、碰撞起火和過充。”中國汽車技術研究中心標準所總工程師周榮舉例說，2015年4月26日，五洲龍A10純電動大巴在深圳普天新能源的深圳灣加電站充電時發生自燃，車輛嚴重損毀，幸無人傷亡。調查顯示，這是一起典型的過充失火事故。“當時，車輛電池管理系統死機，但充電機并沒有相應采取應急措施，而是繼續充電。結果過充1小時18分鐘，過充電量57.9千瓦時，最終，電池承受不了，破裂、燃燒。”
另一起有名的插電式混合動力乘用車自燃事故同樣因為充電。“這位上海車主沒有安裝充電樁，在采用飛線充電時，接線板又被錯誤地放在了車輛后座上。”一位業內專家說，幸好只是車輛燒毀，沒有造成人員傷亡。
“不管由什么引起，電動汽車安全事故的主要表現是電池熱失控。”中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高說，首先是單體電芯熱失控，其間的發熱量可以使電池的溫度升高400—1000攝氏度；接著熱失控會在電池模組中像放鞭炮一樣迅速擴展，車輛冒煙、起火甚至爆燃。而熱失控造成的危害程度以及連鎖反應的速度，又與電池材料的熱穩定性密切相關。在目前各種類型的動力電池中，磷酸鐵鋰電池熱失控的最低溫度比其他材料高。
寧德時代新能源科技有限公司（CATL）董事長李平的解釋更加形象——從材料特性上看，磷酸鐵鋰電池燃燒像“煤炭”，而三元鋰電池燃燒則像“火藥”。李平說，三元材料活性高，能量密度（電池的平均單位體積或質量所釋放出的電能）理論上可以達到300Wh/kg，但熱穩定性較差，在200℃左右的外界溫度下，就會分解并釋放出氧氣，與電池里的可燃電解液、碳材料一起，一點就著，而且在極短的時間內就會爆燃。磷酸鐵鋰能量密度極限為150Wh/kg，但穩定性較高，在700℃時才會發生分解，且不會釋放氧氣。即使在極端的情況下，磷酸鐵鋰的燃燒也不激烈，火勢擴大緩慢，起火也比較容易被撲滅。
公安部上海消防研究所副研究員黃昊介紹說，去年以來，動力電池的生產儲運、整車運行、老舊車擱置等環節都出現了安全事故。其中，今年5月、7月、8月先后發生三起鋰電池生產、倉儲環節的火災，造成救火過程中1名消防隊長犧牲、10名消防員受傷。
電動汽車安全性可以做得更好
燃油車也會自燃，動力電池的危險性完全可以通過系統措施加以控制
“作為能量載體，鋰離子電池必然具有一定的危險性，但這種危險性完全可以通過系統的措施來加以控制。”中國汽車技術研究中心動力電池領域首席專家、電池測試與應用技術聯盟秘書長王芳認為，傳統車的汽油箱和燃料電池汽車的高壓氫氣儲罐，也都具有危險性，每年發生的傳統汽車自燃以及碰撞起火事故也不在少數。
電動汽車的安全隱患，不應全部怪罪到動力電池身上。“2015年以來的17起事故中有4起是電池系統事故、有6起是相關部件事故、有2起是充電系統缺陷引起，還有5起是違規改裝或者不當使用引起。”李東認為，確保電動汽車安全，既涉及全產業鏈，也涉及產品的全生命周期。從全產業鏈來說，事故原因涉及電池單體、電池組和管理系統、線束、高壓部分、充電樁、充電站等。從全生命周期看，涉及電池及整車的制造存儲、運輸使用維護、報廢回收拆解等各個環節。
“電動汽車安全技術涵蓋動力電池、整車和充電基礎設施三部分。”歐陽明高認為，就電池企業而言，必須千方百計將熱失控的風險和危害降到最低。目前，我國動力電池企業的磷酸鐵鋰技術已經相對成熟，三元正極、石墨負極單體電池的安全性也取得了大幅提升，在阻燃隔膜、阻燃電解性、阻燃安全性方面都實現了創新，單體電池產品的檢測結果與國外沒有特別大的差別。
確保電動汽車安全，整車企業更是責無旁貸。其中，科學的安全理念、嚴謹的開發流程、超越同級的碰撞保護性能、完善的電子電氣安全保護方案等都必不可少。“比亞迪的電動汽車防水性能、長安電動車的碰撞安全性、上汽榮威完整的電動汽車安全保護方案，都做得很好。”歐陽明高指出，與國際先進水平相比，我們還有值得學習的地方。他舉例說，日產純電動轎車聆風，全球累計銷售約23萬輛，沒有出現過一起重大事故。這得益于日產分層、分級的安全理念——首先是防控事故發生；其次一旦發生熱失控，要盡量避免整車燃燒、爆炸；再次，出了事，要把事故控制在可控范圍內，造成的后果要跟燃油車一樣。為此，他們采用了嚴格的V型開發模式，從材料、單體電芯到電池包、模組，從設計層到驗證測試層，全部嚴格按照上述理念和模式進行。
“一套完整的試驗驗證體系同樣必不可少。”上汽集團技術中心副主任朱軍博士告訴記者，榮威550插電式混合動力轎車的電池，不僅按照國家標準通過了針刺、火燒、電化學、高壓、碰撞以及極端寒冷、極端炎熱等試驗，還通過了美國UL公司的專業安全認證。考慮到紐約遭遇臺風海水倒灌時，十幾輛電動車燒毀，上汽的整車浸水試驗耗時大概9個月，把整個電池包浸在海水里面，結果是系統完好無損。
絕不讓電動汽車“帶病上崗”
提高技術標準，加強研發能力
今年1月，出于對動力電池安全問題的考慮，工信部暫停將三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄。這意味著在對三元鋰電池客車現行安全標準體系的風險評估完成前，相關整車廠無法拿到中央加地方最低60萬元/輛的財政補貼。此舉一度曾引發業內爭議。
“回過頭去看，工信部當時的決策很有前瞻性。”宇通技術中心副主任朱光海認為，客車對安全的要求理應更高。尤其是新能源客車，動力電池一旦著火，必須確保車上人員有足夠時間逃離。與乘用車20秒左右的最短逃離時間相比，搭載數十人乘客的客車即便是有序撤離，也要數分鐘之久。由于對新能源客車的補貼標準過于粗放，不僅引發了“騙補”行為，更讓許多企業在迅速推出產品的同時，忽視了整車安全性，造成了少數電動汽車存在“帶病上崗”的隱患。
朱光海說，除了國家標準規定的電池包和電池系統15項安全檢測項目外，宇通還正在制定一套針對新能源客車整車的安全測試規范。而截至目前，國內外都沒有一套現成的版本，這也是工信部叫停三元鋰電客車補貼的重要原因。
其實，需要提升標準的遠不只三元鋰電客車。工信部和能源局組織開展的新能源汽車和充電設施的安全專項檢查結果顯示，部分企業在產品設計、質量控制、售后服務等方面還存在隱患，有些地方的安全監控、管理制度還存在著漏洞。歐陽明高補充說，國產充電設備的質量現狀不是特別好，防水、防塵、防腐蝕、漏電、短路保護等均存在一系列問題。
據悉，工信部牽頭組織制定的電動汽車遠程監控標準、電動客車安全條件即將發布實施，電池管理系統技術條件、動力電池的編碼以及規格尺寸等標準正在編制修訂。與此同時，《新能源汽車生產企業及產品準入管理規定（修訂征求意見稿）》已經發布，擬大幅提高新能源汽車資質申報企業的研發能力和生產一致性要求。
“電動技術的突破和產業化進程可能比人們預期的要來得快。”李平說，當前，鋰離子電池能量密度較2012年提高了1.5倍，2020年動力電池能量密度提升至300Wh/kg，2025年達到350Wh/kg，從技術上看沒有問題。市場容量快速提升帶來的規模效益，也將大大降低動力電池的成本。但必須看到，由此帶來的安全性挑戰會大幅提升，圍繞300Wh/kg以上高能量密度鋰離子電池的安全技術體系，將成為新一代高性能電動汽車最重要的核心技術。