电动汽车起火的新闻不时见诸报端，电动汽车起火，轻则烧毁汽车，重则出人命，马虎不得。而电动汽车无端起火，其动力电池自然成为被怀疑的对象，无论是否是由于动力电池的原因导致的电动汽车起火，其安全性总是绕不开的话题，怎样的动力电池才算安全，怎样的电池才能用得长久，决定动力电池系统安全风险有哪些因素?来自宁德时代新能源科技有限公司产品开发总监胡建国，在2015年12月18日，“第十届影响中国客车业系列活动”之“中国客车与运营发展高峰论坛”上，就“决定动力电池系统性安全性和耐用性的若干因素”阐述了他的思考。

宁德时代新能源科技有限公司产品开发总监胡建国

　　胡建国首先介绍了宁德时代新能源科技有限公司(以下简称CATL)近年来在动力电池领域的作为。截止到2015年10月份，CATL的动力电池已配装在了全国两万多辆电动客车上，且都实现了零事故运营。作为电池供应商，电池安全问题一直是CATL重点关注的工作，尤其在新能源车型当中，如忽视了动力电池安全问题，或将危及整个新能源客车行业。

　　动力电池作为新能源客车的核心部件，客户对于动力电池应用中的诉求具体又包括哪些内容呢?胡建国分析指出至少包括安全、可靠和耐久三个方面。

　　关于安全问题，胡建国表示目前成熟的磷酸铁锂动力电池技术已能将电池起火可能性降至最低;关于可靠问题，CATL的动力电池也能保证其故障少、出勤率高;关于耐久问题，也就是能否满足车辆整个使用周期的要求，CATL一直致力于动力电池寿命周期与车辆使用周期同步。

　　动力电池的安全于城市公交而言到底有多重要?胡建国表示，城市公交客车自身的特点包括车大人多门少，且不管任何恶劣天气都在运营，在城市里面，出任何安全事情都是公众性的事故，根据城市公交自身特点，事故之后人们的逃生变得非常不容易，因此使用配装动力电池的公交车辆更应重视动力电池的安全问题。

　　CATL的动力电池是如何从产品角度保障其安全的?胡建国首先指出从两个方面来理解电池系统的安全性，一是全过程，从电池的量子动力学仿真分析出发，从机理分析、电池材料选择和设计、电芯设计、电池系统设计到制造全过程都必须进行安全管控。二是全方位，电池系统安全包括电气安全、功能安全、机械安全和化学安全。而关于电池系统中的化学安全，他认为最重要的是电芯安全，电芯安全需要从电芯原材料的选择、电芯设计和制造工艺考虑如何降低热失控概率。他介绍说，虽然目前CATL在乘用车上用三元电池已经做到了量产，而且电芯能量密度已达到180瓦时每公斤，但是CATL不推荐在客车上使用。一是因为目前磷酸铁锂电池的安全成熟度比三元更高(热失控概率低)，二是磷酸铁锂电池系统的能量密度已经能满足客车要求。由于客车的尺寸空间比较规整，设计电池系统的时，成组效率很高，最高能达到78%，因此对于大客车用户而言，不能只看电芯的能量密度，应该看装到车上的电池系统的能量密度才有意义。CATL的磷酸铁锂电池目前的状态是，在保证安全的情况下，系统能量密度已做到一百瓦时每公斤，也就是说，一吨重的电池能装一百度电。CATL一直希望能用更成熟安全的产品装配到客车上，这也是CATL人的责任。

　　为确保机械安全和电连接的电气安全，在电池成组时，CATL会选择成熟的焊接技术代替传统的螺钉连接，保证在长期运行中，在机械冲击和热冲击的情况下，保证电池系统机械结构和电连接的稳定性，不会出现机械松动和电连接打火等问题。在电池系统的设计上，CATL会先做模拟仿真，后做测试评估。仿真覆盖微观到宏观，仿真内容包括量子动力学、机械结构拓扑优化、形貌优化、尺寸优化、产热分析、防热失控、热场分布、模态、振动疲劳、冲击、石击等等。能做到每一步都心中有数，而不是靠试错去设计产品。在各阶段样品出来后，还要按照标准做全方位的测试验证。

　　安全问题解决之后，电池的可靠性又如何保障?CATL是从系统层层分解，一直分解到最小零部件，然后逐层分别去分析失效模式和失效率。根据失效率的“浴盆曲线”模型，所有的产品在早期失效率会比较高，使用中期失效率会下降，到晚期老化时又会升高。CATL作为电池厂家，就要尽力把产品的早期失效的暴露和控制在出厂前，使用户在使用期间的失效率最低，在老化衰老期失效率增加时，电池系统依靠诊断、预测，能够指导维护使用，最终使动力电池延长寿命。

　　CATL采用全自动生产方式生产电芯和电池系统，确保产品性能的一致性。CATL还建立起了完善的售后服务网络，现阶段CATL售后的主要任务不是产品维修，而是引导用户怎么维护和使用。“因为在整个电池耐久性方面，生产厂家占70%的责任，首先做出好的产品(产品优生是首要)，其次是电池的维护和使用(产品的关心爱护)”。做出好的电池系统产品，主要依赖三大关键技术，即电芯技术、成组技术和BMS技术。在这三大技术构成的铁三角中，电芯决定是否安全和长寿的“基因”，成组技术提供电池系统强壮的身体，BMS管理技术提供电池系统“聪明大脑”。 “CATL多年坚持不懈，努力把电池系统安全长寿的基因做到最好。”胡建国表示。

　　安全和可靠之后，如何评估电池的使用寿命(耐用)，胡建国表示，CATL会从电芯到系统做全面的影响因素评估。其中，电芯使用寿命分解成存储寿命和循环寿命。评估的基本原理是从电池的存储衰减机理得到存储寿命模型，根据电池循环衰减的机理得到循环寿命模型模型，然后通过测试优化模型参数。存储模型可以用较短的存储时间(比如一年)来推测电池能用8年还是10年，用较短的循环次数(比如几百次)的循环来推测能用几千次甚至上万次，这就是用电池寿命模型评估的意义。

　　此外，胡建国还介绍了CATL的最新的热管理技术、快充技术和长寿命电芯技术，这些技术可以提高用户体验。热管理技术能够兼顾高温和高寒应用;快充技术能够在外部条件具备的情况下， 10到15分钟充满电;长寿命电池技术可以在现有产品基础上，寿命提高到原来的3倍，能满足欧洲的整车客户提出15年电池寿命要求，也能满足长途公路客车每天里程500~600公里要求。目前， CATL已经做出长寿命电池样品，初步测试结果达到预期。”胡建国最后表示。