鉅大LARGE | 點擊量：610次 | 2021年12月25日
三元電池安全標準正制定： 電動汽車將走向無線充電？
“安全是一個正反饋的概念，而并非我們一強調(diào)安全，就讓大家覺得電動汽車不安全。電動汽車還是要不斷創(chuàng)新的新興產(chǎn)業(yè)，既要社會寬容，同時也要減少脆弱性，不要因為一兩次安全事故，就嚇跑消費者?！卑偃藭撠?zé)人在八月十二日百人會夏季論壇暨電動汽車安全報告媒體交流會上表示。
在當天的交流會上，我國電動汽車百人會副理事長、清華大學(xué)汽車工程系教授歐陽明高指出，電動汽車安全性涉及三個方面。
一是電池行業(yè)，這是最基礎(chǔ)、最核心的電池安全領(lǐng)域，要進行嚴格的熱管理；二是充電行業(yè)，這是一個新興行業(yè)，有待進一步規(guī)范，無線充電將是未來方向；三是整車行業(yè)，由于電動汽車的安全驗證嚴格，整體質(zhì)量較好，但公司仍要關(guān)注高壓電機系統(tǒng)、碰撞測試以及防水防塵工藝。
不過由于客車公司車型過多，產(chǎn)品開發(fā)周期過短等因素，電動客車安全隱患更大，要重點監(jiān)管。當問及三元電池暫停使用有無放開時間表時，歐陽明高稱相關(guān)部門目前正在制定相關(guān)安全標準。
熱失控需謹慎評估
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池安全性與溫度有關(guān)?！半姵嘏c發(fā)動機等其它部件不同，隨著溫度上升到某一溫度，電池會開始出現(xiàn)副反應(yīng)，副反應(yīng)會連鎖形成電池放熱，達到一定程度會使內(nèi)部短路、隔膜崩潰、電解液燃燒，使溫度迅速上升，形成熱失控，到達最高溫度會形成冒煙、起火甚至爆炸?！睔W陽明高表示。
其中，要注意的是三個特點溫度：一是“自生熱起始溫度”；二是“熱失控起始溫度”，如短路、大規(guī)模燃燒；三是“熱失控”最高溫度，如內(nèi)部核心溫度達到900度甚至接近1000度。
“電池只能在一定溫度范圍內(nèi)才能正常工作，溫度高了不行，低了也不行。低溫環(huán)境下，電池容量放不出來，也充不進去，這是因為電池極化導(dǎo)致的?？傊?，電池怕冷，假如電池溫度太低，它就不能正常工作。高溫環(huán)境下，電池也不能正常工作，正常工作范圍是在45度以內(nèi)，假如溫度到達90至100度，問題就出現(xiàn)了。電池就會引起一系列‘自生熱反應(yīng)’。”歐陽明高稱。
“但是有的材料體系熱失控最高溫度只有三四百度，有的電池只冒煙，這跟電池材料體系相關(guān)性很大，不同體系的電池溫度指標并不相同?！彼忉尩馈?/p>
盡管電池材料情況不一，但都會有“自生熱起始溫度”，達到這個溫度電池會形成副反應(yīng)，一般是放熱。
放熱反應(yīng)會引起溫度升高，溫度升高之后又會引起另一個副反應(yīng)，導(dǎo)致溫度再升高，形成連鎖反應(yīng)。
當溫度達到150-250度時，熱失控就會發(fā)生，如隔膜崩潰、電解液燃燒等，最高能達到900度以上高溫。
歐陽明高進一步指出，鋰離子電池由于特性原因存在安全隱患，但并不等于電動汽車就一定不安全。所以，為了防止電池?zé)崾Э?，要嚴格的熱管理，從加熱、散熱、隔熱三個方面使電池溫度始終保持正常范圍內(nèi)。
所謂散熱，簡言之，就是通過冷卻系統(tǒng)來散熱，這個系統(tǒng)設(shè)計非常復(fù)雜，有風(fēng)冷、水冷等散熱方式。而冬天溫度低時還需加熱，但加熱是一個技術(shù)相對較難的系統(tǒng)；所謂隔熱，是當一個電池出現(xiàn)熱失控情況后，問題尚未嚴重時就要進行隔熱，以防出現(xiàn)像點鞭炮相同一個接一個發(fā)熱，第一個電池?zé)醾鲗?dǎo)到下一個電池，形成連鎖反應(yīng)。
電動汽車推動能源轉(zhuǎn)型
由于我國充電樁行業(yè)整體水平相對落后，產(chǎn)品準入門檻低，質(zhì)量參差不齊。歐陽明高認為，電池充電時容易引發(fā)安全問題，而充滿電的電動汽車更容易出現(xiàn)安全事故。
“假如電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)問題，充電樁可能并不能及時反應(yīng)，電池過充達到150%就會出現(xiàn)大事故，而電池常常充到100%以上，短時間內(nèi)不會出現(xiàn)太大問題，但長期使用電池壽命和安全就會受到影響?！睔W陽明高說。
此外，在充電行業(yè)中，無線充電的效率正在逐漸提高。無線充電是高頻的，新一代半導(dǎo)體電力電子器件適合高頻，所以它的能量效率并不比傳統(tǒng)的充電方式低多少。
“新一代電力電子器件的出現(xiàn)，使得無線充電技術(shù)發(fā)展突飛猛進，它的效率在提升，傳統(tǒng)的充電方式效率達到90%以上就非常好了，現(xiàn)在無線充電效率也可以達到90%以上?！睔W陽明高說。
但在成本方面，目前的無線充電要比傳統(tǒng)電池高。不過，無線充電在安全性、便利性等方面會有很大提升，這一點可以體現(xiàn)在充電體驗上。
“前一段時間下大雨，電動汽車面對的重要問題是充電口進雨。假如使用無線充電，就可以防止這個問題。另外使用無線充電，下了車直接走人，就像現(xiàn)在加油站自助加油那樣方便，充電體驗的要求高了之后，肯定會要無線充電的技術(shù)?！睔W陽明高說。
此外，無線充電的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用除了取決于新一代的電力電子器件，還要依靠精確定位。
“不是人開著去定位，而是要跟車輛的智能化結(jié)合?！睔W陽明高稱，“所以下一步的發(fā)展方向是雙向，車網(wǎng)融合。因此在充電這一端的技術(shù)變革將是由有線向無線發(fā)展、由單向充電向雙向饋電發(fā)展，電網(wǎng)往車送電，將來車也可以往電網(wǎng)回送電?！?/p>
電動汽車曾受人詬病并不環(huán)保，因為電池本身的電量來源于燃煤發(fā)電，這一過程還會放出大量二氧化碳。不過，歐陽明高認為這個故事沒講完。
“《第三次工業(yè)革命》這本書講的就是未來的電動汽車是用能、儲能、回饋能源的終端，即電動汽車是能源終端、信息終端，也是物流終端。在這個方向上，無線充電將會起到非常重要的用途?！睔W陽明高認為，這才是電動汽車的完美故事結(jié)局。
類似于特斯拉最近要收購美國最大家用太陽能公司Solarcity，馬斯克的目的是要實現(xiàn)利用太陽能為電動汽車充電，并且將多余的電能儲存起來以備后用。“這樣每家每戶都是發(fā)電廠，假如電多了，電網(wǎng)里面收購電價合適時用戶就可以賣電，假如電特別便宜時還可以買電，電網(wǎng)波谷時充電，電網(wǎng)波峰時就能夠用電動汽車放電。所以故事講到這個程度，就不會再說電動汽車不清潔?！?/p>
歐陽明高認為，能源轉(zhuǎn)型再過30至40年將會完成，目前太陽能轉(zhuǎn)化效率最高已達到30%，當成本慢慢降低之后就會實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用?！疤柲?、風(fēng)能都是間歇式能源，它要儲能，最好的方式就是電池。”
