自去年特別是今年上半年以來，近60起（不完全統(tǒng)計）新能源汽車起火事故引發(fā)業(yè)內(nèi)外廣泛關(guān)注。

這些是否會嚴重影響消費者的購買信心？記者在近期對多名準車主的走訪或電話網(wǎng)絡(luò)調(diào)查中得到了有些出乎意料的反應(yīng)?！笆菃幔窟@車還能自已著了呢？”少部分消費者對此一臉懵圈。更多則將其看做偶然的極端事件，“不至于攤到我頭上”，“燃油車公交車也有起火的，難道還不開車坐車了嗎？”僅有少部分表示“再看看情況”，“著過火的（品牌）就不買了”或者“會小心使用的”。記者與幾家新能源汽車經(jīng)銷商的聊天中得到了類似的反應(yīng)，“沒有太影響賣車，很多人來了并不問起火的事，他們更多關(guān)心性價比甚至是以后的殘值?！币幻麃碜阅戏侥呈鞘械奶厮估w驗店的工作人員甚至表示：假如國內(nèi)消費者如此在意這件事，特斯拉恐怕根本進不來。由此對產(chǎn)業(yè)而言有一個好消息，還有一個壞消息。好消息是雖然近年來國內(nèi)汽車消費者的安全意識在不斷提升，但仍與歐美等國有不少的差距。加上在態(tài)度上對新事物的包容性更高，這就給產(chǎn)業(yè)和公司的改進、完善留下了余地。壞消息則是時間已經(jīng)不多了，如不及時解決，對新產(chǎn)業(yè)新事物的傷害是不可想像的。

新能源汽車作為國家的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在從中央到地方政策的大力支持下歷經(jīng)數(shù)年高速發(fā)展，作為車輛“心臟”的動力鋰電池的能量密度更是一年一個臺階快速迭代，向“高”挺進。起火事件的頻發(fā)加上補貼政策的逐步退出，將為當前節(jié)奏不符合規(guī)律的“高能之路”按下休止鍵，并加速推動下一代動力鋰電池的研發(fā)應(yīng)用。從新能源汽車到動力鋰電池行業(yè)正重新審視當前的技術(shù)路線，例如曾經(jīng)幾乎完全退出純電動乘用車領(lǐng)域的磷酸鐵鋰離子電池，其低成本、更安全的優(yōu)點正被重新評估，搭載電池更少的插電式及增程式車型的市場份額正逐步上升，諸如此類的變化或?qū)⒏膶懍F(xiàn)有的市場競爭格局，未來的產(chǎn)品將更加多元化。另外值得注意的是，2019年補貼政策對動力鋰電池能量密度沒有再提出新的更高要求。

對整個產(chǎn)業(yè)而言，這一波著火事件充分暴露出相關(guān)公司從設(shè)計到生產(chǎn)制造乃至后期監(jiān)控的諸多缺陷，包括在產(chǎn)品策略及戰(zhàn)略定力方面的各種問題。政府監(jiān)管和產(chǎn)業(yè)政策制定也遭到拷問和考驗。追根溯源、對癥改進固然是積極的應(yīng)對之道，但更大的意義在于促使各方深入反思：如何為新興產(chǎn)業(yè)設(shè)置合理的評價標準體系？如何促進其健康快速發(fā)展？

本期我們聚焦新能源汽車特別是動力鋰電池的安全問題，通過匯總近期的相關(guān)事件及公司人士、行業(yè)專家的觀點，試圖為以下問題尋找答案：新能源汽車起火的原因有哪些？近兩年又因何成為事故的高發(fā)期？這將給產(chǎn)業(yè)帶來哪些影響？行業(yè)應(yīng)對思路與技術(shù)手段有哪些？這場事涉安全的靈魂拷問將給新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來哪些教訓與啟示？

在國內(nèi)飛速發(fā)展數(shù)年的電動汽車產(chǎn)業(yè)正面對一場前所未有安全挑戰(zhàn)。近兩年特別是近數(shù)月來，多起電動汽車起火事故被曝出，密集時的記錄高達20天11起，在一定程度上甚至影響到市場對新能源汽車的消費信心。是什么原因引發(fā)了電動汽車起火？又是什么原因?qū)е铝似鸹痤l發(fā)？

直接原因：誘因復雜的熱失控

“隨著新能源汽車的保有量不斷提升，安全問題正逐步凸顯，形勢也越來越嚴峻?！苯煌ú窟\輸服務(wù)司副司長蔡團結(jié)透露，據(jù)交通部統(tǒng)計，截至今年六月底，全國共發(fā)生涉及新能源汽車安全事故19起，原因大多與產(chǎn)品質(zhì)量以及氣候有關(guān)。

事實上自去年以來，國內(nèi)新能源汽車再次進入一輪起火高發(fā)期，根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局的數(shù)據(jù)，2018年國內(nèi)至少發(fā)生了40起涉及新能源汽車火災的事故。來自其他口徑的數(shù)據(jù)則遠比這些嚴峻。

這些起火都是在什么情況下發(fā)生的？據(jù)了解，從今年上半年的情況看，有29%發(fā)生于充電時，有19%處于行駛狀態(tài)，還有19%是在停放時發(fā)生的。

是什么原因?qū)е铝穗妱悠嚻鸹?？?shù)據(jù)顯示，過去8年中，國內(nèi)新能源車著火事件中與動力鋰電池相關(guān)案例為92例，占比高達86%，直指電動汽車上化學性質(zhì)最活躍的鋰離子動力鋰電池。資料顯示，鋰離子電池重要由正極、鋁箔、負極、銅箔、隔膜和電解液組成，電解液中通常含有大量自帶燃爆屬性的有機物。有專家將鋰離子電池比作一個小屋子，里面關(guān)著“火藥桶”、“助燃劑”和“打火機”，三者之間只用一層“保鮮膜”隔開。

但往往事故的發(fā)生也非電池本身的原因，假如從整個車輛設(shè)計角度看，其他總成及部件的缺陷最終也可導致起火。由于電動汽車起火可能與電器線路、機械干涉和外部火源等因素相關(guān)，且部分證據(jù)會在燃燒過程中消失或發(fā)生變化，這種調(diào)查非常困難，原因分析也異常復雜。但目前業(yè)內(nèi)的普遍觀點是，至少從表象看，電池過熱引起熱失控是導致起火的重要原因。而引發(fā)熱失控的因素也較為復雜。

“電池包溫度不均勻、過充過放、外短路、內(nèi)短路等都會引發(fā)過熱，另外電池進水、密封不好、碰撞等也會引發(fā)過熱。”我國科學院院士、我國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高從技術(shù)角度分析指出，熱失控包括誘因、發(fā)生和蔓延三個過程，誘因重要有兩個，一是過充、快充、老化電池、低溫充電等導致的析鋰，二是各種原因?qū)е碌膬?nèi)短路。

首先，近期發(fā)生的充電事故的分析表明，重要是不當快速充電或過充引發(fā)電池析鋰，導致熱失控溫度大幅度下降，從219℃下降到107℃，并與電解液劇烈反應(yīng)，導致電池在107℃發(fā)生熱失控。通過實驗表征發(fā)現(xiàn)，在快充的時候能夠明顯看出析鋰的產(chǎn)生，引起動力鋰電池熱穩(wěn)定性變差，以及迅速衰減。歐陽明高認為，問題重要在于當前新能源汽車行業(yè)過分追求快充，但充電算法過于簡單，因此難以保證安全。

其次，內(nèi)短路是電池熱失控的共性環(huán)節(jié)，各種各樣的原因都可能產(chǎn)生不同類型的內(nèi)短路，包括機械變形、擠壓、撕裂，隔膜破裂、過充過放、極端過熱等。而更危險的一種內(nèi)短路是自引發(fā)內(nèi)短路，如波音787的事故，是在制造過程中引入的雜質(zhì)和顆粒，在長期運行之后累積演變發(fā)生的。這種問題解決的難點在于，枝晶生長是可以模擬的，而內(nèi)短路較難進行實驗再現(xiàn)，要發(fā)展各種各樣的替代實驗方法。

另一個要注意的問題是，近兩年來動力鋰電池產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，其正極材料已經(jīng)從早期的LFP，發(fā)展到NCM111、NCM523、NCM622，再到現(xiàn)在的NCM811，由此帶來的重要變化是正極材料的釋氧溫度在逐步降低。此外，隔膜材料也發(fā)生了很多變化，從PE、PP、PE+Ceramic到PET材料，其耐熱溫度已經(jīng)很高，可以達到300℃；而隨著這兩種技術(shù)的變化，熱失控的機理也在發(fā)生變化。歐陽明高指出，早期電池大多由于隔膜崩潰引發(fā)大規(guī)模內(nèi)短路導致熱失控，但目前使用的耐高溫隔膜配811正極動力鋰電池，正極材料釋氧變成了引發(fā)熱失控的主因。實驗結(jié)果表明，在沒有內(nèi)短路的情況下，把隔膜完全去掉，電解液抽干依然會發(fā)生熱失控。當把正負極粉末混合進行測試，會出現(xiàn)劇烈的放熱峰值。通過進一步的分析發(fā)現(xiàn)，充電態(tài)正極材料在250℃左右開始出現(xiàn)相變，并釋放活性氧，產(chǎn)生的氧氣與負極發(fā)生反應(yīng)，放熱量急劇新增，因此在新電池體系中，正負極氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量是導致熱失控的直接原因，而不僅僅是傳統(tǒng)電池體系中隔膜崩潰導致內(nèi)短路引發(fā)熱失控。

圖注：眾多公司和研究機構(gòu)對電動汽車起火事件進行研究

設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)何以問題百出？

從材料、隔膜、粘接劑、結(jié)構(gòu)、封口到生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程控制等等因素都有可能最終引發(fā)電動汽車的著火事故，如此復雜多樣的誘因又是如何產(chǎn)生的？“主體原因我們認為是產(chǎn)品質(zhì)量問題。產(chǎn)品質(zhì)量問題就是指產(chǎn)品在設(shè)計、制造、驗證、使用過程中沒有嚴格遵守相關(guān)技術(shù)標準和規(guī)范。”歐陽明高如是表示。

從設(shè)計角度看，不少新能源汽車從業(yè)者對“車規(guī)級”動力鋰電池的理解非常有限。在2019首屆我國國際電動汽車安全技術(shù)創(chuàng)新大會上，我國汽車動力鋰電池創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長、我國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施充電聯(lián)盟副秘書長王子冬指出，不少公司都是先生產(chǎn)常規(guī)的動力鋰電池，然后看在車上往哪里安裝合適，有的甚至哪里能“塞”就“塞”哪里，而非根據(jù)車的要重新設(shè)計動力鋰電池。這一點在前幾年的新能源汽車產(chǎn)品上表現(xiàn)得尤為突出。而且，車規(guī)級電池看的是系統(tǒng)的綜合性優(yōu)勢，而非單體的某個指標表現(xiàn)突出。

這種理解缺陷也直接導致了對車用動力鋰電池可靠性的認識偏差。清華大學鋰離子實驗室主任何向明認為，事故多發(fā)的重要原因是產(chǎn)品可靠性不高，很多電池廠根本不考慮電池這種產(chǎn)品的可靠性（就去做），在很多人的概念里就是實驗室的電池，不是一個工業(yè)產(chǎn)品。

在降成本的重壓之下，近兩年動力鋰電池價格的年均降幅達20%-30%。王子冬指出：“低成本不是用便宜的材料造東西，而是要找到低成本的方法，滿足電動汽車的參數(shù)狀態(tài)，滿足回收方便性、電池梯次利用等一系列問題?！倍恍┕厩∏]有找對方法，例如有的公司為降低電池的成本及重量，甚至將隔膜的厚度降至原來的五分之一左右，有的電池產(chǎn)品在設(shè)計時就沒有考慮調(diào)溫系統(tǒng)，諸如此類設(shè)計階段就存在的缺陷大大新增了安全風險。

據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局質(zhì)量發(fā)展局副局長王赟松透露，在已經(jīng)發(fā)生的召回案例中，涉及新能源汽車的數(shù)量為12.3萬輛。其中，受調(diào)查影響引發(fā)的召回11.6萬輛，占新能源汽車召回總數(shù)的94.3%。截止2019年六月，國內(nèi)新能源汽車保有量已經(jīng)達到344萬輛。而在引發(fā)召回的缺陷中，三電系統(tǒng)占比達50%，制動系統(tǒng)占比緊隨其后（40%）。而導致三電系統(tǒng)缺陷的原因中，4成源自設(shè)計，6成源自制造；導致制動系統(tǒng)缺陷的均為制造原因。

從制造層面看，一致性是當前動力鋰電池面對的重大問題?！皠恿︿囯姵厣a(chǎn)的一致性非常重要，過去幾年國內(nèi)動力鋰電池的合格率并不高，但卻一塊不剩全部都流入行業(yè)?！辈虉F結(jié)的這一擔心正緣于此。

電芯的一致性問題給電池公司和整車公司帶來不小的困擾，因為其性能的優(yōu)劣決定著電池組整體水平，能直接影響電池組的壽命、安全以及動力鋰電池的制造成本和維護成本。而影響電芯一致性的因素較多，原材料、生產(chǎn)過程、BMS系統(tǒng)乃至出廠檢驗都可能是問題之源。

但動力鋰電池的一致性問題不僅限于電芯層面，王子冬指出：“實際上很多不是電池廠的問題，電芯一致性差的問題占比可能只有10%，60%的問題源于電池組合當中的不一致，還有30%與充電有關(guān)。因此讓電池的單體、模塊、成品能夠步調(diào)一致地工作是很難的事?！?/p>

測試驗證何以嚴重不足？

假如產(chǎn)品在設(shè)計制造環(huán)節(jié)存在問題，后續(xù)的測試及驗證環(huán)節(jié)為何沒有及時發(fā)現(xiàn)？

歐陽明高認為，“首先，電池產(chǎn)品測試驗證不足。有些公司盲目追求高比能量密度，縮短了測試驗證時間;有時為縮短開發(fā)周期采用物理的改進方法，導致安全性能下降。其次，電池測試驗證手段不完善，不能反映實車使用條件，大部分公司沒有建立公司內(nèi)部電池安全測試標準?！?/p>

何向明則進一步解釋說，更重要的一點就是不少公司的測試方法沒能涵蓋安全問題發(fā)生的原因。還有車輛使用過程中的一些動態(tài)的問題不斷惡化，比如充電問題、防水、繼電器接觸等，在目前電動汽車的年檢里，許多問題并未被包含在內(nèi)，所以這些隱患會持續(xù)下去。

來自東軟睿馳的大數(shù)據(jù)監(jiān)測部分驗證了這一觀點。東軟睿馳汽車技術(shù)（沈陽）有限公司汽車電子研究院院長商國平介紹說，公司根據(jù)近年來積累的行業(yè)數(shù)據(jù)做出了動力鋰電池U型曲線，早期的故障已經(jīng)可以看到原因所在，“問題在于車輛生產(chǎn)出來后驗證時間不足，很多的數(shù)據(jù)顯示半年之內(nèi)的新車是發(fā)生事故率最高的時候，為何？因為這一時期本該處于廠家的驗證階段，但是沒辦法已經(jīng)出廠了，從整車到所有相關(guān)部件都沒有完成穩(wěn)定、成熟的驗證。產(chǎn)品中期的故障率比較小，后期又是一個高發(fā)階段。”

為何會出現(xiàn)驗證時間嚴重不足？公司又為何會自行縮短驗證時間？

不止一位業(yè)內(nèi)專家提出，近兩年的國家補貼政策在技術(shù)指標上每年提高一個臺階，并沒有給公司留下充足的時間。而不少公司則是為了拿到補貼而強行跟上標準變化的節(jié)奏。

一直以來，國家對新能源汽車的補貼金額一直以續(xù)航里程長短為重要發(fā)放依據(jù)，雖然早已明確補貼將在整體上逐年退坡，但對符合標準的長續(xù)航里程和高能量密度產(chǎn)品的補貼卻不降反升。特別是近兩年來對動力鋰電池能量密度的要求更是逐年拔高。2017年要拿到全額補貼的門檻為105Wh/kg，2018年這一門檻已經(jīng)提高到120Wh/kg，并為達到更高的能量密度的產(chǎn)品供應(yīng)1倍以上的補貼。

據(jù)了解，要跟上國家對動力鋰電池能量密度的變化節(jié)奏要對電池正極和負極材料進行大幅改進，為之匹配相適應(yīng)的高電壓電解液，耐高溫、高強度的隔膜，并進一步研究鋰離子電池安全控制結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)保護結(jié)構(gòu)等技術(shù)，而這些問題的解決都要24-28個月的時間。王子冬介紹說，例如僅材料開發(fā)就要8個月左右，因為還要留出調(diào)整和工業(yè)化生產(chǎn)的時間，另需10個月左右的時間驗證電池產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，此外，國家行業(yè)檢測機構(gòu)還要做市場準入的檢測（3個月），還要上車做實驗（5個月）。

驗證時間嚴重不足已經(jīng)成為困擾生產(chǎn)公司的一大問題?！坝绕涫墙衲暌詠恚隽撕芏喟踩珕栴}，我個人認為大部分是因為產(chǎn)品快速迭代引起的?！倍喾嘈履茉纯萍加邢薰径麻L李云峰感慨，在上世紀60年代到80年代，芯片行業(yè)的發(fā)展不管從設(shè)計層面還是工程層面，包括應(yīng)用場景都要比汽車電池的難度小得多，傳統(tǒng)燃油車也是一般三年出一代新車，而目前關(guān)于新能源汽車的要求幾乎是一年一迭代，變化非常快。電池也按照新的標準一年一變更，幾乎要超越摩爾定律，實在太困難了。

更讓他擔心的是，今年以來出售更多的是高能量密度電池，從整車、材料、模組、電芯、系統(tǒng)等五個層面都要進行調(diào)整改進，這就導致了整個的安全性問題沒有得到很好的解決。但也有值得慶幸的一點，即今年的補貼政策沒有再進一步提高指標，“沒有類似拔苗助長的要求，安全問題對公司來講可能會壓力沒那么大，這樣就能得到一些緩解?！?/p>

片面追求長里程之禍

業(yè)內(nèi)專家指出，補貼政策一年一變、動力鋰電池相關(guān)指標逐年提高似乎還不是最嚴重的。以更長的續(xù)航里程、更高的電池能量密度作為補貼標準才是最關(guān)鍵的導向問題。

“純電動汽車追求長里程的發(fā)展路線，是燒車頻發(fā)的原因?！蔽覈こ淘涸菏織钤ＩJ為，近兩年的補貼政策總體導向是重金補貼長里程純電動汽車，讓補貼與純電續(xù)駛里程掛鉤，特別是2018年對長里程純電動汽車的補貼沒有減少，反而新增，這樣就引出了“多裝電池追補貼”的新高潮。

不僅如此，補貼還和電池組的比能量掛鉤，比能量越高，補貼越高，相應(yīng)指標還年年提高。楊裕生認為，這就容易誘導公司盲目追逐高比能量電池，而且等不及考驗、改進、成熟就上車。而鋰離子電池的特性卻是能量密度越高，危險性越大。因為電池組自燃概率除了與電池本身有關(guān)以外，還與電池總量成正比，雙掛鉤的補貼政策導致電池過度多裝和急促高能化，安全性則在這雙重因素的影響下不斷下降。

事實上，對普通消費者而言，新能源汽車特別是純電動汽車的里程焦慮是困擾其接受度的一大問題。補貼政策設(shè)置這些技術(shù)指標的本意是提高核心技術(shù)水平，解除消費者的顧慮，讓純電動汽車更順利地普及。而安全本是汽車類產(chǎn)品應(yīng)達到的最基本的要求。

但鋰離子電池的特性決定了高能量密度與高安全本就是一對矛盾體。楊裕生曾打了一個生動的比方：這就好比將狼和羊關(guān)在同一個籠子里，狼不能餓死，羊也必須活著且長得肥。有專家甚至指出，在保證安全性的基礎(chǔ)上不斷提升能量密度根本是個偽命題。而更多公司則在其中不斷探索平衡之道。

近年來，整個動力鋰電池產(chǎn)業(yè)正向300瓦時/公斤的高比能量密度邁進，高鎳三元811電池已經(jīng)開始走入市場。為不斷提升電池能量密度，從532、622到811，電池行業(yè)在材料層面上不斷提升鎳的比例，業(yè)內(nèi)專家指出，高比能量電池將面對更嚴峻的安全技術(shù)挑戰(zhàn)，因為811電池跟622或者532電池相比，熱穩(wěn)定性較差。高鎳正極對全電池安全有較大的影響，硅炭負極對安全性能在初期影響不大，但是在循環(huán)衰減后影響比較大。這種電池很容易出現(xiàn)安全性能下降、充電效率下降、過熱等問題，生產(chǎn)條件也非常嚴苛。安全性要求比之前要大大提高。而國家原本的產(chǎn)業(yè)化目標則更高：2020年電池單體能量密度達到350瓦時/公斤，系統(tǒng)260瓦時/公斤，循環(huán)壽命2000次。

楊裕生認為，當前的政策激化安全與里程矛盾，后果就是電動汽車燒車頻發(fā)，車輛變重，耗電更多，實際排放加重，也背離了電動汽車節(jié)能減排的宗旨。更嚴重的是這種和里程掛鉤的思路也延伸到了雙積分政策，里程越長，積分越多，這也很容易產(chǎn)生副作用?！斑@種思路也是造成發(fā)展路線、政策、技術(shù)發(fā)生問題的根源。”