钜大LARGE | 点击量：598次 | 2021年12月25日
三元电池安全标准正制定： 电动汽车将走向无线充电？
“安全是一个正反馈的概念，而并非我们一强调安全，就让大家觉得电动汽车不安全。电动汽车还是要不断创新的新兴产业，既要社会宽容，同时也要减少脆弱性，不要因为一两次安全事故，就吓跑消费者。”百人会负责人在八月十二日百人会夏季论坛暨电动汽车安全报告媒体交流会上表示。
在当天的交流会上，我国电动汽车百人会副理事长、清华大学汽车工程系教授欧阳明高指出，电动汽车安全性涉及三个方面。
一是电池行业，这是最基础、最核心的电池安全领域，要进行严格的热管理；二是充电行业，这是一个新兴行业，有待进一步规范，无线充电将是未来方向；三是整车行业，由于电动汽车的安全验证严格，整体质量较好，但公司仍要关注高压电机系统、碰撞测试以及防水防尘工艺。
不过由于客车公司车型过多，产品开发周期过短等因素，电动客车安全隐患更大，要重点监管。当问及三元电池暂停使用有无放开时间表时，欧阳明高称相关部门目前正在制定相关安全标准。
热失控需谨慎评估
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电池安全性与温度有关。“电池与发动机等其它部件不同，随着温度上升到某一温度，电池会开始出现副反应，副反应会连锁形成电池放热，达到一定程度会使内部短路、隔膜崩溃、电解液燃烧，使温度迅速上升，形成热失控，到达最高温度会形成冒烟、起火甚至爆炸。”欧阳明高表示。
其中，要注意的是三个特点温度：一是“自生热起始温度”；二是“热失控起始温度”，如短路、大规模燃烧；三是“热失控”最高温度，如内部核心温度达到900度甚至接近1000度。
“电池只能在一定温度范围内才能正常工作，温度高了不行，低了也不行。低温环境下，电池容量放不出来，也充不进去，这是因为电池极化导致的。总之，电池怕冷，假如电池温度太低，它就不能正常工作。高温环境下，电池也不能正常工作，正常工作范围是在45度以内，假如温度到达90至100度，问题就出现了。电池就会引起一系列‘自生热反应’。”欧阳明高称。
“但是有的材料体系热失控最高温度只有三四百度，有的电池只冒烟，这跟电池材料体系相关性很大，不同体系的电池温度指标并不相同。”他解释道。
尽管电池材料情况不一，但都会有“自生热起始温度”，达到这个温度电池会形成副反应，一般是放热。
放热反应会引起温度升高，温度升高之后又会引起另一个副反应，导致温度再升高，形成连锁反应。
当温度达到150-250度时，热失控就会发生，如隔膜崩溃、电解液燃烧等，最高能达到900度以上高温。
欧阳明高进一步指出，锂离子电池由于特性原因存在安全隐患，但并不等于电动汽车就一定不安全。所以，为了防止电池热失控，要严格的热管理，从加热、散热、隔热三个方面使电池温度始终保持正常范围内。
所谓散热，简言之，就是通过冷却系统来散热，这个系统设计非常复杂，有风冷、水冷等散热方式。而冬天温度低时还需加热，但加热是一个技术相对较难的系统；所谓隔热，是当一个电池出现热失控情况后，问题尚未严重时就要进行隔热，以防出现像点鞭炮相同一个接一个发热，第一个电池热传导到下一个电池，形成连锁反应。
电动汽车推动能源转型
由于我国充电桩行业整体水平相对落后，产品准入门槛低，质量参差不齐。欧阳明高认为，电池充电时容易引发安全问题，而充满电的电动汽车更容易出现安全事故。
“假如电池管理系统出现问题，充电桩可能并不能及时反应，电池过充达到150%就会出现大事故，而电池常常充到100%以上，短时间内不会出现太大问题，但长期使用电池寿命和安全就会受到影响。”欧阳明高说。
此外，在充电行业中，无线充电的效率正在逐渐提高。无线充电是高频的，新一代半导体电力电子器件适合高频，所以它的能量效率并不比传统的充电方式低多少。
“新一代电力电子器件的出现，使得无线充电技术发展突飞猛进，它的效率在提升，传统的充电方式效率达到90%以上就非常好了，现在无线充电效率也可以达到90%以上。”欧阳明高说。
但在成本方面，目前的无线充电要比传统电池高。不过，无线充电在安全性、便利性等方面会有很大提升，这一点可以体现在充电体验上。
“前一段时间下大雨，电动汽车面对的重要问题是充电口进雨。假如使用无线充电，就可以防止这个问题。另外使用无线充电，下了车直接走人，就像现在加油站自助加油那样方便，充电体验的要求高了之后，肯定会要无线充电的技术。”欧阳明高说。
此外，无线充电的技术发展和应用除了取决于新一代的电力电子器件，还要依靠精确定位。
“不是人开着去定位，而是要跟车辆的智能化结合。”欧阳明高称，“所以下一步的发展方向是双向，车网融合。因此在充电这一端的技术变革将是由有线向无线发展、由单向充电向双向馈电发展，电网往车送电，将来车也可以往电网回送电。”
电动汽车曾受人诟病并不环保，因为电池本身的电量来源于燃煤发电，这一过程还会放出大量二氧化碳。不过，欧阳明高认为这个故事没讲完。
“《第三次工业革命》这本书讲的就是未来的电动汽车是用能、储能、回馈能源的终端，即电动汽车是能源终端、信息终端，也是物流终端。在这个方向上，无线充电将会起到非常重要的用途。”欧阳明高认为，这才是电动汽车的完美故事结局。
类似于特斯拉最近要收购美国最大家用太阳能公司Solarcity，马斯克的目的是要实现利用太阳能为电动汽车充电，并且将多余的电能储存起来以备后用。“这样每家每户都是发电厂，假如电多了，电网里面收购电价合适时用户就可以卖电，假如电特别便宜时还可以买电，电网波谷时充电，电网波峰时就能够用电动汽车放电。所以故事讲到这个程度，就不会再说电动汽车不清洁。”
欧阳明高认为，能源转型再过30至40年将会完成，目前太阳能转化效率最高已达到30%，当成本慢慢降低之后就会实现大规模应用。“太阳能、风能都是间歇式能源，它要储能，最好的方式就是电池。”
