2020年11月09日 | 威马再次引火烧身，国产电池真的那么差吗？

翻译自——EEtimes

据多篇新闻报道，中国电动汽车初创公司威马在短短一个月内就有四辆汽车起火，10月28日，威马汽车宣布召回有问题的1282辆问题车辆。距离最新一次威马汽车自燃爆炸的事故，只过去了不足24小时

先回顾一下事件起因：在北京市海淀区北四环力学所内，一辆威马电动汽车发生起火爆炸事故。根据图片和视频显示，现场浓烟滚滚，看上去非常吓人。有网友甚至称，差点把力学研究所给炸了！

此次召回主要针对威马汽车公司的EX5车型，该车型于今年6月至9月生产。威马是一家成立于2015年的电动汽车初创公司，该公司将此次火灾归咎于电池中可能存在的污染物。

同一模型中出现的“一个月四次火灾”的新闻让一些专家感到疑惑:

这是一个例外吗?

它的原因与电池供应链有关吗?

中国是否有电动汽车电池安全标准?

威马的车辆符合标准吗?为什么没有成功?

电池管理系统的作用是什么?他们会不会将过热的电池作为用户和电动汽车供应商的预警系统?

考虑到中国电动汽车初创企业的激增，这很容易被认为是一个孤立的事件，或许是缺乏经验的中国OEM所共有的毛病。

据了解，威马汽车的电池供应商包括宁德时代、浙江谷神、苏州宇量、天津力神、苏州塔菲尔、瑞普能源和中兴高能等，引发起火的电芯来自于上述哪家供应商，威马汽车暂未对外透露。先不说威马汽车的产品质量如何，就从电池供应商来看，电池供应商参差不齐，难保质量一致，就是一个真命题。

但深入研究就会发现，无论对中国还是其他国家的电动汽车制造商来说，确保电动汽车电池的安全从来都不是一个容易的事。

这是一个越来越大的挑战，因为各地的电动汽车厂商都在竞相扩大行驶里程，并推动更高速度的充电。虽然这种技术改进是必要的，但持续改进的需求会使电动汽车电池承受巨大的压力，把创新变成潜在的危险。

威马汽车公司报告说没有人在火灾中受伤。但是，即使是在事故不频繁、不致命的情况下，起火也是每个电动汽车供应商的噩梦。

VSI实验室的创始人和总裁Phil Magney表示:“这是一个热点问题。锂离子电池是高度可燃的，在非常高的温度下燃烧，难以熄灭。由于电动汽车起火非常严重，急救人员和消防部门需要特殊处理。因此，考虑到电池火灾的严重程度，所有电池管理组件都应达到ASIL-D，即功能安全的最高水平。

供应链问题

早期，松下成为了特斯拉的主要电池供应商。汽车行业专家Egil Juliussen认为，特斯拉选择一家可靠的供应商，在保持电动汽车电池质量的同时，也缓解了他们的电池供应链管理问题。

近年来，电池供应日益受到限制。

2018年，当特斯拉开始提高Model 3的产量时，Elon Musk曾将松下电池短缺造成了特斯拉的“交付地狱”。随后，特斯拉开始傍上了中国CATL和韩国LG化学提供。今年9月，特斯拉宣布了垂直发展的计划，开发和制造自己的电池，这可能会提高电动汽车的续航里程和动力。

然而，大多数电动汽车初创公司都没有自给自足的条件。

Juliussen指出：“对于OEM来说，从各个层面管理和跟踪供应链变得越来越重要。”这包括从电池电池原材料的采购到生产过程中的质量控制。

中国进军电动汽车市场

与国内薄弱的内燃机汽车市场相比，中国电动汽车初创企业进入的门槛要低得多。Juliussen指出:中国正成为纯电动汽车(BEV)、自动驾驶汽车及其基础技术的知识产权(IP)的领导者……中国押注自动驾驶和BEV技术，这将成为驱动汽车行业发展的重要因素。

Juliussen表示，现实情况是，电动汽车仍然代表着一个全新的市场，这要求供应商跟上不断发展的技术。原材料采购的进入成本较低，供应链多个环节的质量控制参差不齐，再加上中国OEM急于将电池和电动汽车推向市场，这些都增加了更多隐患。“所有这些复杂性为小错误留下了很大空间，这些小错误实际上可能会引发‘大爆炸’。”

中国电动汽车安全标准

中国在电动汽车上的发展实力不可小觑。

UL公司研究员和工程总监Ken Boyce强调了中国大力推进汽车电气化，他们在努力成为交通领域的新标杆。在将全球电动汽车标准技术法规(GTR)并入中国的国家法规方面，中国正在“大踏步前进”。

目前有针对电动车安全的GTR标准，涵盖:

1)电池安全;2)电动汽车(乘用车)使用安全性;3)电动客车安全性。北美汽车行业更喜欢自我认证，而不是强制规定，相比之下，中国的监管体制是以国家为中心。Boyce解释，在中国，目前电动汽车的三种安全标准都是自愿性的GB/T标准，到2021年1月，它们将升级为强制性GB标准。

Boyce 公司的UL团队研发的悬浮滑板凭借其高超的安全技术而闻名。

悬浮滑板所需要的安全分析和技术研究过程与电动汽车安全标准的要求没多大区别。但是Boyce解释，不同之处在于适用于不同行业和不同国家的“不同的监管方案”。此外，建立电动汽车安全性也更加复杂。它们包括对电池单元的“设计过程”进行检查，对电池标准进行“验证”，以及对应用于电池的“物理滥用”的考虑以及“生产质量控制”。

由于电池大多为中国制造，电动汽车的安全必须统筹管理，因此对电池和电动汽车进行检测就显得尤为重要。为了支持不断增长的电动汽车市场，UL去年在常州启动了一个大型电池实验室，这家工厂于10月28日开始运营，也就是威马汽车公司宣布召回EX5车型的当天。

UL表示：随着电动汽车行业的持续增长，对电动汽车电池和充电测试的需求将会加速，“因为制造商欲得到值得信赖的第三方实验室来改善电池和充电性能和安全性。”

中国的目标是提高电动汽车和电池的标准，促进安全科学。

热失控

威马自称是中国新能源移动解决方案的领先供应商，他们有能力“设计、制造和销售价格合理的纯电动汽车”。此外，他们还指出，“他们的车辆配备了同类车型中最好的专有电池管理系统;稳健的行驶里程以及领先的自动驾驶和智能连接功能。”

事实上，在电动汽车的多电池系统中，通常采用主动保护措施。他们的目的是减轻或防止一些故障。然而，随着电动汽车供应商试图在安全性和性能之间取得平衡(即扩大充电范围和加快充电速度)，这就在研发上出现了重大挑战，影响了电池内部活性材料在高温下的热稳定性，并可能会导致短路，引起“热失控”。

电池管理系统的艺术

NXP最近推出了一个全新电池管理系统，可扩展到所有电动汽车平台。NXP的电池管理主管Antonio Leone指出，即使使用专门的设备，也很难在生产过程中检测受污染的电池，以根除一些火灾的可能原因。这不是BMS发现电池杂质的地方。然而， BMS可以监测电池电压、阻抗和温度，以检测出可能出现故障的电池，并在热失控发生之前提供早期预警。

Leone指出，BMS的首要任务是“确保电池永远在一个稳定的状态区域里，”但随着厂商通过扩大续航范围和加快充电速度，它们最终会向电池注入更多的能量，从而给电池带来过大压力。

BMS的工作是不断监测电池。一个有效的BMS可以精确地测量每一个电池的剩余电量并监控温度。它通过决定不去管它还是进行充电来平衡能量。其目的是在不损坏电池的情况下充分提高使用率。

除了实时监控之外，BMS测量电池的长期健康状况也至关重要，你需要确保它不会随着时间的推移而漂移，同时也要保证它的长期容量和电池质量。”

换句话说，BMS对于“在捕获可疑电池单元的同时测量单元性能趋势”至关重要。

BMS可以提醒消费者和OEM电池可能出现故障的迹象。例如，OEM已经安装了OTA更新服务，可利用这种基础设施传达早期预警信号。

Magney怀疑特斯拉的电池管理系统非常复杂，这是他们最重要的技术之一。

与此同时，NXP的Leone指出BMS可以给OEM“判断电池的能力”。电动车供应商必须从不同的电池供应商那里采购电池，这预示着不可避免的电池供应短缺。理论上，BMS可以让电动汽车供应商看到哪种电池性能更好。它能够帮助他们选择最好的技术。