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王芳:动力电池的安全问题不应局限于单体层级
2019-08-19 15:23  · 来源:电池中国网  · 作者:谢鑫  · 责编:王长尧

  近年来,随着我国新能源汽车产业的迅猛发展,动力电池业的发展也呈现出持续增长的稳定态势。动力电池应用分会研究部分析数据显示,2019年7月,我国新能源汽车动力电池装机量约4.7GWh,同比增长40.5%。

  但与此同时,新能源汽车的安全问题也不断刺激着消费者敏感的神经,就今年上半年来看,特斯拉、蔚来、比亚迪等多个知名品牌的新能源汽车已接连发生多起自燃事件。“安全是新能源汽车所有性能里最为重要的一项,而动力电池的安全性则是关乎整车安全的重要因素。”中国汽车技术研究中心有限公司动力电池首席专家王芳认为。

  王芳,中国汽车技术研究中心有限公司试验所副总工程师、动力电池首席专家,北京交通大学兼职教授、南开大学研究生院校外导师,中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会专家委员会副主任委员、中国汽车工程学会标委会委员、中国电动汽车充电基础设施促进联盟副秘书长。近年来,王芳一直致力于新能源汽车及关键零部件(电池、电机、电控等)的测试、评价和论证工作,2018年开始以项目首席科学家身份,联合国内21家单位共同开展国家重点研发计划项目“动力电池测试与评价技术”的相关技术攻关工作。

  王芳表示,在研究动力电池安全性的问题时,通常会考虑如下几个层级:

  一、在不同的使用条件及恶劣环境中,动力电池能否安全使用。

  二、动力电池发生安全隐患时是否可控。

  三、发生事故时动力电池是否失控。

  王芳通过对动力电池起火事故原因的调研分析指出,在其调研的案例中,电池内部短路造成起火事故的比例约为35%;如碰撞等机械外力因素导致电池起火的占比约为18%;还有16%的起火事故是与充电过程有关,特别是在充电末期以及过充电的时候,更易引发安全问题。

  当前,随着市场对于新能源汽车续航里程的要求越来越高,动力电池系统能量密度也逐渐攀升。2019年上半年,纯电动乘用车动力电池系统能量密度主要集中在140(含)-160Wh/kg,装机量占比达69.35%,同比增长406.23%;系统能量密度在160Wh/kg及以上的装机量占比为25.96%,其中最高系统能量密度达170Wh/kg。王芳认为,伴随着系统能量密度的提升,对于动力电池安全性的关注也不再局限于单体层级,“在测试阶段,我们关心的安全问题已从单体的层级过渡到多层级的系统评价阶段,单体层面的安全性已经不是一个绝对安全的概念,而是一个相对安全的概念”。

  此前,王芳曾主持参与国家或省部级项目10余项,包括作为首席科学家主持完成的“863”项目“储能用锂电池和燃料电池系统安全性设计及性能测试技术”,并联合国内外80余家企业牵头成立了“电池测试联盟”、“充电系统测评工作组”和“电驱动总成测评工作组”等。先后获得中国汽车工业科技进步奖一等奖、中国汽车工业技术发明奖一等奖等多个奖项和先进工作者荣誉,其团队也曾荣获中国机械工业联合会“十二五”机械工业优秀创新团队称号。

  期间,王芳牵头起草了1项国际标准(ISO18234)和10余项国家、行业及地方标准,其中有5项国标已成为企业和产品准入强检标准;作为WP29 EVS-GTR工作组TF5和TF7中方技术负责人,全程参与了全球电动汽车安全法规的起草,并牵头组织了热扩散测试方法和评价技术的研究。王芳作为《储能与动力电池技术及应用》丛书副主编,发表论文60余篇,申请专利20多项,出版《电动汽车动力电池系统安全设计》和《电动汽车动力电池系统设计与制造技术》2部专著,获得行业的高度认可。

  王芳表示,电池的性能评价是一个综合的指标体系,而在这个指标体系里面最重要的不是能量密度,而是安全。安全把控是一项系统的工程,材料、电芯、BMS和系统等各个环节都应满足安全性的要求,且不应过度依赖某一个层级的安全性保护,而是对每个层级都应有安全性的要求。王芳认为,无论是电芯还是PACK的生产制造,其制造过程中的质量控制水平尤其重要,这也将是未来动力电池企业核心竞争力的直接体现。

  2019 年 11 月15 日-17 日,王芳将出席由中国化学与物理电源行业协会联合电池中国网、天津力神电池股份有限公司在天津举办的“第四届动力电池应用国际峰会(CBIS2019)”,将在“技术:创新迎未来”的专场论坛上发表主题演讲,并担任“标准:国际化时代”专场论坛主持人。届时,来自国内外动力电池产业链上的近千名产业界人士,将共同就全球动力电池业发展现状,欧洲、东南亚等海外发展机遇,亟待确立的部分行业标准,材料、设备、整车等领域的全新技术与应用,新能源车辆安全要求等具体问题,进行深入探讨,也期待您的参与。

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