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三元电池通过新规依然困难

钜大LARGE  |  点击量:1260次  |  2018年07月27日  

近期,国家工信部发布《关于进一步做好新能源汽车推广应用安全监管工作的通知》,同步发布了《电动客车安全技术条件》。通知指出,自2017年1月1日起,电动客车安全国家标准出台前,所有新生产的新能源客车暂按《电动客车安全技术条件》的要求执行。


在随后的宣贯会上,国家工信部相关人员进一步指出,使用三元电池的客车申请《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,应同时补交第三方检测报告。并指出,《电动客车安全技术条件》的制定原则“以安全标准为依据,不以技术路线为条件”。


由此,媒体纷纷解读,国家工信部此举标志着三元电池在电动客车上的应用将于2017年1月1日起“解禁”。


网传补贴标准表明“解禁”迹象


2016年1月,国家工信部装备产业司司长张相木在中国电动汽车百人会上表示,由于我国三元材料研发起步晚,用于客车的安全性开发和验证还不够,在三元锂电池客车的风险评估完成前,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。2016年8月,在百人会夏季论坛暨电动汽车安全报告媒体交流会上,中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高表示,相关部门目前正在制定相关安全标准。

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充电温度:0~45℃
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此后,关于三元电池在电动客车上的应用,官方没有透露出任何信息。然而,就在《电动客车安全技术条件》发布之前,网上流传的一则新能源汽车补贴标准显示出三元电池或将“解禁”的迹象。


这个最新流传的补贴标准显示,对装载能量型电池的纯电动客车,补贴额度为1,800元/kWh,总额度不超过35万元/车。其中,电池系统能量密度涉及到补贴系数,补贴系数>115Wh/kg,系数为1.2。


对此,有业内人士表示,按照目前业界的普遍水平,磷酸铁锂电池系统要做到115Wh/kg以上是有难度的,而三元电池相对容易许多。这样的补贴标准实际上废除了此前三元电池暂停用于电动客车的禁令。由此,该业内人士预计,政府接下来会废除三元电池暂停用于电动客车的禁令。现在看来,果然不出其所预料。


虽然解禁,通过标准很难


按照目前的政策,一方面,政府对三元电池在电动客车上的使用确有“解禁”之意;另一方面,为保证使用安全,政府又通过新出台的《电动客车安全技术条件》,对电动客车上使用的动力电池统一进行了严格的安全标准设置。

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而据业内人士观点,三元电池要达到《电动客车安全条件》的相关安全标准并不容易。


仔细阅读发现,通过借鉴《GB/T31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全技术要求及试验方法》,《GB/T31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分:安全要求及试验方法》的相关要求,新出台的《电动客车安全技术条件》对电动客车上的“可充电储能系统”设置有“蓄电池单元热失控试验”和“可充电储能系统热失控扩展试验”等测试要求。


其对“蓄电池单元热失控试验”的技术要求是:蓄电池单元按照热失控测试条件进行试验,测试对象不应发生起火、爆炸;对“可充电储能系统热失控扩展试验”的要求是,厂商从“加热”“过充”“针刺”中选择一种方法,测试对象不会发生热失控,蓄电池包在热事故信号发出后5分钟内没有发生外部起火或爆炸。


那么,在技术上,三元电池能通过这些热失控试验测试吗?


大部分业内人士认为,三元电池通过“热失控试验”和“热失控扩散试验测试”理论上很难。


业内人士表示,三元材料热稳定性较差,在200℃左右的外界温度下,就会分解并释放出氧气,与电池里的可燃电解液、碳材料一起,一点就着。产生的热量会进一步加剧正极的分解,释放出威力巨大的能量。因此,三元锂电池一旦着火,在极短的时间内就会爆燃。如果说磷酸铁锂产生热失控后的燃烧像燃煤的话,那么三元电池热失控后的燃烧则类似火药。三元电池系统的安全设计挑战是磷酸铁锂的十倍以上。


众所周知,从2003年起,为了保证三元电池组的安全,业界翘楚特斯拉大约花了10年的时间,研发相应的安全技术。目前,在电池组内部,特斯拉设置的传感器能感知每颗电池的工作状态和温度情况,由电池控制系统进行控制,防止出现过热短路引发的温度差异等危险情况;在碰撞防护上,特斯拉大量使用了高强度铝合金、超高强钢、防弹复合材料,可谓是做足了工夫。


然而,即使在这样的严密防护下,特斯拉也没有与事故无缘。从新闻报道的多起特斯拉起火事件来看,其所搭载的锂电池遇穿刺会短路喷火,只是由于特斯拉的重重保护给了车主一定的逃生时间,才没有发生重大的伤亡事故。


可以说,三元电池由于其本身的材料特性,只有在材料设计和品质控制、电池设计、pack设计、BMS系统等方面都做到极致,才有可能保证其安全。而电动客车所涉及的是必须坚守安全底线的公共交通领域,在此领域设置严格的安全标准理所应当。对于三元电池在客车上应用,即便政府部门表示“解禁”,也并不意味着三元电池马上就能通过相关安全标准而大规模应用在客车上。

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