一根“针”的隔空喊话
2020-05-26 14:30

一根“针”的隔空喊话

本文作者:汽车预言家,题图来自:视觉中国


国内电池两大巨头比亚迪和宁德时代,罕见的在网络上展开了一场“隔空对话”。


近日,宁德时代董事长曾毓群对外表示:"电池的安全和电池的滥用测试是两回事,但有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全。"


一石激起千层浪,外界将曾毓群此番的回答认为是对于此前比亚迪相关产品穿刺实验的回应。此前3月,比亚迪曾发布了磷酸铁锂刀片电池,并对外展示了刀片电池穿刺实验安全性。


在曾毓群上述表态后,比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞发表微博隔空叫阵:"不服?!那也来扎一下吧!针刺是难度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!"


技术互怼的背后是二者对动力电池市场份额争夺。2019年数据显示,宁德时代在国内拥有超过50%的市场份额,而比亚迪以17%的市场份额也处于动力电池第一梯队。此前,比亚迪动力电池研究成果多用于自身电动化产品,随着刀片电池的投产,比亚迪也正式宣布向行业内其它厂商供货,浅层面威胁到宁德时代的市场份额。


针刺实验对动力电池安全到底有怎样的影响?比亚迪、宁德时代为什么要在这个节点上对针刺实验喊话?二者相互争论的背后究竟有着怎样深刻的意义?为此汽车预言家连线了多位新能源专家,解读针刺实验背后的秘密。


动力电池两大巨头针刺实验之争


此次双方的网上隔空对话要追溯到今年3月。


2020年3月29日,比亚迪正式发布了刀片电池。在发布会上,比亚迪对外演示了一段让友商极为震惊的实验视频:在三元锂电池、磷酸铁锂电池以及比亚迪刀片电池三者的穿刺实验中,三元锂电池剧烈燃烧,表面温度超过500℃,电池表面的鸡蛋被炸飞;比亚迪刀片电池无明火、无烟、表面温度30~60℃,鸡蛋无变化。



基于上述实验,比亚迪董事长王传福在发布会现场表示:“比亚迪将把自燃这个词从新能源汽车的字典中彻底抹掉”,彻底改变行业对三元电池的依赖,将动力电池的技术路线回归正道。


比亚迪的这一动作将动力电池安全拉回公众关注视野的同时,也引发了行业内的广泛讨论。


4月12日,国轩高科在回答投资者提问时表示,公司不对其它厂商产品做评价。根据目前国家标准,国轩高科对自身电池产品安全性充满信心。言下之意认为,比亚迪的刀片电池安全性有待验证。



5月11日,在2019年度业绩网上沟通会上,针对刀片电池结构是否优越的问题,宁德时代对外回答:“刀片电池是宁德时代2016年量产的CTP结构创新概念中的一种,我们已经选择并量产CTP结构创新里最优的几种,比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。”


这一回答被外界解释为宁德时代在刀片电池结构上已经进行过研究,一点也不稀奇。暗示自身电池包技术领先于比亚迪刀片电池。


在宁德时代产品的安全性方面,宁德时代副董事长潘建明确表示,公司“三元和铁锂都有可通过针刺测试的产品”。而宁德时代董事长曾毓群更是直接回应投资者:“电池安全和电池滥用测试是两回事,但有些人和机构总把滥用测试的通过等同于电池安全”。



宁德时代方面的表态几乎就差直接点名比亚迪,指向意味十分明显。


在宁德时代上述答投资者提问被媒体报道后,当日23:47分,比亚迪销售副总经理李云飞在微博表示:“不服?!那也来扎一下吧!针刺是难度最大的,堪比登珠峰!”此举被外界解读为比亚迪对于宁德时代相关表态的回应。认为针刺实验目前难度较高,能够通过针刺的“珠穆朗玛峰”有助于电池安全性的全面提升。



5月21日,微博网友小鱼锂电发布了一段针对宁德时代811三元锂电池单体的针刺测试。电池容量234a,电压4.2v,穿刺钢针直径7mm,穿刺速度25mm/s,按GB/T 31485标准的要求进行针刺测试。从试验视频可见,钢针刺入后电池单体瞬间起火燃烧,并发出巨大的爆炸声。


上述网友的测试瞬间将宁德时代推向了舆论风口,引发了各界的热烈讨论。


5月22日,为了进一步验证自身产品的安全可靠性,宁德时代在当日晚间发布实验视频。在此实验视频中,宁德时代尝试用钢针穿刺宁德时代旗下的三元锂电池包,但结果令人震惊:“钢针并没能穿透电池,而是被保护电池的钢板折断了”。宁德时代颇为俏皮的为上述视频配文称:“是什么阻碍宁德时代做针刺测试?是技术?是体质?是巨头的面子?不,是钢针!”



行业分析人士认为,宁德时代此举是想表明自身电池包的结构稳定性。“宁德时代认为电动汽车使用环境中最大的威胁是电池包底部被‘钝刺’和‘挤压’,因此维护电池包的结构可靠至关重要,也是保障电池产品可靠的重要方法”。


和宁德时代预期较远的是,此实验视频并没有达到预期的效果。在社交平台上,网友指责宁德时代避重就轻,电池都没扎透怎么能说安全?甚至有网友讥讽:“宁德时代掌握电池外壳核心技术”。



有宁德时代内部人士对舆论表示:“比亚迪正在‘混淆概念’。动力电池的安全性主要表现在系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全,而不止是电芯的安全。”有网友认为,这句话隐含的意思就是:“电芯安全其实不太重要,电池壳够硬就行——只要外壳够硬,你就别想起火,管你里面装的是‘TNT’还是‘电芯’”。


比亚迪销售有限公司副总经理 李云飞微博回应


截止汽车预言家发稿时,宁德时代又发布了一段穿刺视频,尽管这次实验电池未起火,但外界依然对实验的标准提出了质疑。


动力电池两大巨头的口水仗


此次双方隔空喊话事件,将电池穿刺是否代表电池安全这一问题再次推到了舆论关注的话题之上。


针刺原理触发图


根据目前通行的测试方案,针刺测试,是将充满电的电池放在一个平面上,用直径5-8mm的钢针沿径向将电池刺穿。要求测试电池不起火、不爆炸。当针刺入电池时,实际上电池内部形成多对短路通路,同时模拟了内短路和外短路两种过程。


穿刺实验是验证汽车电池安全的一项比较严苛的测试方式,清华大学教授宋健对汽车预言家表示,和穿刺实验相同,此前还有所谓的震动测试和穿刺同样属于动力电池严苛测试中的一种,本质上都是通过测试让电池内部短路,观察电池热失控程度。


据媒体报道,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高曾表示:电池安全事故就是发生热失控,热失控有很多诱发因素。针刺实验就是来模拟这些热失控诱因的一种方法,它是非常有效也非常严酷的一种热失控测试方法。


但令外界疑惑的是,这一评价电池热失控的测试方法,在最近一次的国标修订中仅被作为推荐标准,而不是强制标准。


5月12日,国家发布GB30381-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》。删除了电池单体针刺测试,增加了电池系统热扩散试验。新的要求提出电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5分钟,应提供一个热时间报警信号。


比亚迪和宁德时代均是《电动汽车用动力蓄电池安全要求》起草单位


与此同时,新标准也对热扩散试验给出了两种触发热失控的推荐方法,就电池包或系统中的电池单体,一个是加热触发热失控,另一个就是针刺触发热失控。制造商可以任选其一,也可自行选择其他方法来触发热失控。


这意味着针刺触发实验,仅仅作为一个推荐测试标准来验证电池热失控情况。


对于新标准中删除针刺实验的原因,国家新能源汽车创新工程专家组组长王秉刚表示:“三元锂电池因为材料活性高,通过针刺测试的难度较大,达到分解温度后还会释放氧气,进而会加速高温作用下的连锁热失控。穿刺实验标准过于苛刻,在实际使用中很难出现电芯穿刺的情况,因此国标取消了这项测试。”


但也有分析人士认为,取消针刺试验实际上是各方利益集团游说的结果。比亚迪不是不做三元锂电池,做三元锂电池也不是宁德时代一家。



回归到针刺实验本身,在不少分析人士眼中,磷酸铁锂电池(暗指比亚迪刀片电池)更容易通过针刺不是因为技术先进,而是因为材料本身热稳定性好,但对能量密度更高的三元电池而言,针刺是个挑战,但并非过不了。要达到真正的市场安全,需要通过各级安全系统体系来保障,而不是通过某项单一的测试来保障。


技术之争背后的市场、路线之争


从来没有人会把双方的这场争论当成单纯的技术之争。


截止目前,全球动力电池主要分为磷酸铁锂和三元锂电池两种材料。而从技术领域划分,比亚迪和宁德时代正好是两种技术路线的代表者。


根据5月22日发布的第333批《公告》车型,乘用车中搭载磷酸铁锂电池的车型有12款,占比已达24.49%,其余主要为三元锂电池。而在2018年,乘用车磷酸铁锂使用比例不足10%。自从比亚迪刀片电池发布后,市场磷酸铁锂装机尤其是乘用车磷酸铁锂装机出现了明显的回升。


近日,比亚迪汽车有限公司发生多项工商变更,王传福卸任法定代表人和公司董事长。据统计,今年王传福已经陆续卸任了12家子公司的法定代表人、董事长。


结合此前比亚迪表示将分拆电池业务,向外部供应的战略来看,王传福卸任多家子公司职务的背后,正式让各业务板块实现业务上的独立,让零部件业务市场化运作,不再局限比亚迪自身内部。“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨关于刀片电池技术合作的方案。”比亚迪副总裁兼弗迪电池董事长何龙就曾这样表示。


“从这个角度分析,磷酸铁锂日益增长的销量让宁德时代不安,或许这是此次网络隔空喊话的基础原动力,”分析人士直言。


除了对市场份额蚕食的担心,有行业专家认为穿刺实验之争不仅代表的是一个技术安全争论的问题,更为重要的可能是代表了一种技术路线之争。


“二者的争议,实际上是两个技术路线的争议,”知名汽车安全专家,同济大学教授、汽车安全技术研究所所长朱西产对汽车预言家表示,相比磷酸铁锂,三元锂更加活跃。“宁德时代是通过坚固的电动包框架来保护电芯,比亚迪选择使用更加稳定的电池材料来保障整个电池组安全性。三元锂材料更加活跃,任何一家企业用三元锂的单体电芯做穿刺实验都会起火,这就需要有一个安全性更高的电池PACK框架来保护。”


更为令人遗憾的是,“双方在动力电池技术上的相互争论,反映出的一个根本问题是在材料创新上鲜有进展”,在采访中多位专家表示,以两者争议的CTP结构创新为例,两家的电池只是对电芯结构和布局上进行了创新。


“通俗地讲,宁德时代和比亚迪只是比拼谁在有限的空间里装了更多的电芯,以提高单体电池的能量密度。而在核心材料的突破上,双方并没有表现出更加强大的竞争力。”


本文作者:汽车预言家,题图来自:视觉中国

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