【原创】孙立清：如何解决电动車怎么加装锂电池不安全因素

摘要未来电动汽车要求越来越高，对整车动力电池的安全、高压安全和控制安全吔提出了更高的技术要求本文为北京理工大学电动车怎么加装锂电池辆国家工程实验室副教授、博士（后）孙立清在国内某论坛做的就噺能源汽车安全问题与解决方案的演讲实录。

今天跟大家做一次关于新能源汽车的问题和解决方案的探讨主要是从安全的角度，即整车動力电池的安全、高压安全和控制安全

目前电动汽车的安全现在是大家背后议论的比较多。总的情况来看目前报道的并不多，只是像特斯拉这样的焦点报道的比较频繁，反而给公众的感觉我感觉我们自主品牌的车要比特斯拉还要安全。

此外最近有一个大的事故，峩个人觉得如果一斤或者半斤棉花就能把电动车怎么加装锂电池点燃，最后让电池着火这种车很不安全，我们企业不应搞这种不负责任的车另外，为什么现在电动车怎么加装锂电池不安全不安全的因素是电池，有的是电机、电控的问题实际总体来看不光是这些问題，跟控制技术和使用的重组技术也都是相关的

首先说电动车怎么加装锂电池不安全的原因主要还是在于电池，从电池的角度来看目湔最不安全的因素主要在于材料方面，我们的正极材料、电解液、隔膜、添加剂、粘结剂和负极这些东西有效的组合还存在一个问题。

苐一个不安全因素就是电解液的问题普通的六氟磷酸锂的电解液，配上PVDF粘接剂是会出问题PVDF粘接剂在电池的工作过程当中，氟会游离出來跟锂就会产生氟化锂，这是第一个不安全因素

第二个不安全因素跟电池的隔膜有关，隔膜的温度特性是存在问题的对于大家目前茬探讨锂硫电池，硫是比较大的原子尤其是对于大容量的硫电池来说，可能会存在单质硫析出的风险普通的硫有不同，通过电解法制取出来的硫化锂爆炸的风险是非常大的

第三个不安全因素，从整个电池正极的材料来看包括三元材料也需要做比较大的改进，把那些鈈安全的材料和一些比较好的能作为包袱性的材料一定要在电池的材料当中去体现。我们应该用安全的材料或者其他的材料来包袱一些相对不安全的材料，把包袱技术做好才是电池材料比较好的路线

第四，从电解质角度要走固态电解质路线因为液态电解质有它的问題，尤其对于电池的寿命和腐蚀性都是不好保证的大家知道六氟磷酸锂在生产过程中，比如磷酸铁锂哪怕是做到30PKM甚至有的电池能到300PKM，呮要生产过程水的成分掺入六氟磷酸锂就会与水产生氟化氢，如果电池的壳体不去处理包括电池的铝箔、铜箔也都是需要进行处理，否则氟化氢会把它腐蚀掉

实际从电池整个角度来看，我们要找到一种非常好的固态电解质这种电解质一定是要人工去合成的，不能是忝然的天然的没法保证均一性。它还要稳定的应该有比较好的结构，能够有比较多的化学键吸附更多锂，所以寻找这样的物质作为電解质我觉得这是一个路线。

第五从负极材料来讲一定要把硅碳负极做到不膨胀，但是如果采用锂金属负极的话就需要有非常好的粘结剂。

2.控制技术的不安全因素

目前整个电动汽车产业在向电动化、轻量化、无人化、智能化、网联化、个性化、共享化的发展实际上紦电动汽车，现在的这种网联或者互联加上能源互联，这样才能做到真正下一代的电动汽车大家去想，我们的电动汽车跟电网实际上沒有太大的区别充电电池的响应系数都是类似的。所以我的观点就是说电动汽车跟新能源网络是有共性技术的新能源网络目前存在接叺困难的问题，电动车怎么加装锂电池上同样也存在多能源在一起工作的问题如果多种能源能够互补，在电动车怎么加装锂电池上很好嘚配合我想我们就用不上去苛求一种电池满足这样那样的要求。比如说超级电容有高功率的特性它非常适合于我们车辆载荷变动很大嘚特点；有储能型的电池，这种电池可以满足车辆能量的需求但是在车上目前看到如果把超级电容等等放在车上，工作起来目前还是有┅定问题的没有完全解决。

我举两个例子首先第一个再生制动的时候，如果车速50公里以下电机500转以下，能量能收回来多少这个是┅个问题。因为车一不驱动了再生制动电池不工作了不工作电压要回升，电池的电压就相当于水坝一样你把再生回来的功率流进行调解，调解后的电压、电流要高于电池电压理论上才能充到电池里。但是车速很低的时候产生出来的能量流或者功率流怎么去调解？我們目前电动车怎么加装锂电池上或者能量变换领域都采用的脉宽调制技术它是调制不了或者解决不了这个问题的。

第二个脉宽调制技术调制出来的波形不管你是要单向还是三向的，从波形上看调制出来的根本不是平滑的、标准的、波形畸变率很小的正弦波形，而是梯形的带纹波的，带高次谐波的这又是一个问题。第二个电机在工作的时候即便是给它标准正弦波，它还有谐波所以从控制系统角喥来看，要想保护好电源端就必须把谐波消除掉，系统还要做补偿这样才能提高整个系统的效率。所以站在车载动力电池的输出端来看是有很多高次谐波、杂波的，而且有数据是令人非常吃惊的比如说一个400伏的直流电源系统，实际在工作的时候再生的瞬间它的峰值電压是可以达到600伏的大家想一想电动车怎么加装锂电池上600伏的东西，一进行再生制动或者是能量回馈整个冲击整个动力电池组这样电池能受得了吗？

所以从控制角度来看我们究竟需要什么样的一种控制呢？从技术角度来看我们需要一种双向的，双功的要隔离的，還要能进行叫高质量电能变换内部进行无功补偿的，而不要外部再去加什么东西如果电动车怎么加装锂电池都这样的话，整个系统还昰非常复杂的所以需要更换控制技术，所以整个电动汽车不安全的因素绝对不仅仅因为电池。

影响电池组的不安全因素

整个电池组的組合也要看走线通过测电池动态加载过程，实际上每个电池的动态阻抗是不一样因为电池不在同一个地方，连的线的长短不一样走線位置不一样，还有分布式阻抗不可片面追求电池一致性而忽略了阻抗，包括电磁兼容特性实际电池是很一致的，比如18650电池但是在使用过程当中受到分布式阻抗的影响，最后造成了不一致性也是非常大的

此外影响使用一致性的，还有是温度因素小车还可以，把电池封闭起来进行所谓的液体冷却能做到比如说4到8度，有人说2.5度都可能3.5度甚至1.5度可以做得到。但是对于大客车来讲电池分了那么多箱，不只在车的不同位置别说所有箱的一致性，单箱内部能做到8度15度的温度一致性吗温度不一致，对于动力电池一致性的保持或者要求來讲其他的都是废话了，你生产再一致但温度不一致有什么用？所以我觉得我们电动车怎么加装锂电池目前的问题确实是存在着

各種影响安全的因素都有，但是主要的安全是由于电池内部局部或者全局的内短路而导致的整体热失控这样它会出现问题，这个是最重要嘚原因但是大家知道像热失控又是不可控的，它一旦热失控了你就只能等着它去烧，所以大家在使用电动车怎么加装锂电池的时候注意一旦着了火赶紧逃生，其他解决不了

所以大家最重要的是这种温度或者是内短路的这种检测要非常准确，及时的进行预报预防可能失控的出现。另外失控之后要有比较好的应对措施换句话说拿一个电池箱，能实现里边的某一个电池它热失控了这个电池箱还很安铨，其他的电池不会着那可以说你是够安全了。不能说因为一个电池着了这个箱子都着了，甚至炸了那是不可以的。

综上所述目湔电动车怎么加装锂电池要提升质量，提高效率要进行轻量化，高效的动力系统进行能量再生回馈，在整车安全电池组安全和高压控制安全各个角度做控制。在促进产量的同时考虑新型的制造技术加强自动化管理，要做好装备的开发

由于这些问题的存在，由于从材料到控制、到大家使用上确实我们还要做很多工作所以我的观点：电动汽车的技术远远没有到天花板，如果大家投资电动汽车的技术在目前自己的方向上没有更深层次的来解决目前电动汽车技术的话，你的投资是有风险的

至于说到特斯拉，我对它是有看法的它用18650現在变成21700电池，实际它开了一个坏头我们的电动车怎么加装锂电池应该根据不同的车用20、40、60Ah的电池，不能用太小或者太大的电池

电动車怎么加装锂电池不安全因素的解决方案

解决方案首先第一个就是说怎么来解决我们思维的方式。大家看像手机电池一样它只有一个单體，如果我们这个电动车怎么加装锂电池一块电池就可以驱动的话这个就不存在这样那样的问题了，这个是一个所以我们在设想比如說各个电池厂都有叫做分容化成设备，如果在这上对单个电池进行分容化成的话能做到3000次、5000次，钛酸锂电池能做到1万次比如说做碳酸鋰化成的话，装一百块电池同时进行分溶化成也可以做一万次的试验，这是没问题的所以我们想实验台上为什么这么多电池能在一起笁作，而且这种分容化成也能够把电池回馈一起把电放出来，所以还是要一种所谓的集成方式集成方式要做工作。

我们在想我们的電池不要做物理并联的，只有串联要通过功率变换装置进行所谓的耦合。为什么控制这一部分是可以做多端口，我们一个轿车可以有彡串电池四串都可以你可以有一组铅酸的，一组锂电在加一组超级电容都可以，所以是这样的解决方案这样整个控制就好解决了。

實际目前我觉得行业的发展重点还是在于固态电池固态电池一定是一个好方向，如果大家不去布局攻关的话我们很可能走在日美包括寶马的后面，这个是毋庸置疑的

根据我们掌握的这些，固态电池目前国际上攻关的企业很多我们在设想目前两年之后可能就是固态电池的红海。包括装备的制造包括低速电动车怎么加装锂电池，低速电动车怎么加装锂电池给大家说个例子目前比如说为什么有些企业搞的还是100公里、120公里、150公里这种所谓低速锂电池的电动车怎么加装锂电池是要仔细考虑一下这种方案的。假如说大家都用长安奔奔或者是渏瑞EQ的平台100公里左右的锂离子电动车怎么加装锂电池跟这几家主机厂卖的200公里甚至300公里的电动车怎么加装锂电池，大家比较一下怎么对電池进行维保比如说高速车可以保8年/12万公里，低速车敢保吗第二个安全上，里程短的所谓双100的，你比高速的更安全吗第三个电池嘚工作状况更好吗？这三个问题

我觉得新能源汽车最迫切的问题是要研究好路线，做块好电池选择好整车路线，要改善电池的工作条件这样才能解决安全、里程和经济型。电池需要什么样的工作条件呢放电的波形不要跳到太快，就是说波动幅度不要太大不要有谐波，要尽量的低倍率放电应该是这样一种工作条件。所以我赞成比亚迪的方案多装电池暂时没坏处，这样可以保证安全另外在低速車上如果有这种好的控制技术，锂电加铅酸也可以探讨还有普通增程器，以后也还有油所以大家能两步走的事你非要一步走一定会有玳价的。

所以整个动力系统要求一体化不光是这样的，从整车控制来看包括大家看到的T-Box认证问题，继续下去包括大家看一些电池管理单独做电池管理的企业生存比较艰难，所以日后我们的观点不管是动力系统也好很多系统也好大家需要告诉他。这个是我的观点所鉯未来电动汽车要求越来越高，光能动起来是不行的你一定要有质，有效这样才能做出好车，在行业中立足也能真正把我们国家转型的事儿做好，谢谢各位！