电动汽车电池安全吗?电动汽车电池有辐射吗?
来源:宝鄂实业
2019-03-27 14:24
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2015年中国成为全球电动车销量最大国家,人们对电动车安全性的关心也随之增加。不时见诸报端的电动车着火报道、个别人士担心的辐射问题相继涌来,让企业烦恼,也让消费者困惑。
电动车安全吗,或者确切地说,电池安全吗?与汽油车的油箱和油品一样,它的安全也需要经过严格的测试与检验。记者就此采访了部分企业和研究人员。
对于目前用于电动车的电池是否有辐射的问题,中国比亚迪股份有限公司总裁王传福说:“这个担心是多余的,我们的产品都符合国家的法规……坦率地说我们的大巴电压是750伏,其实像我们北京上海的朋友坐地铁,地铁的电压是1500伏,几乎高了一倍,坐地铁都不担心电磁干扰,那么坐我们的大巴就更不用担心。所以请大家放心,坐电动大巴是安全的”。
中科院“长续航动力锂电池”项目首席科学家李泓认为,电动车辐射这种传言有没有客观依据还需要调查。
他说,电池以直流方式供电,从理论上说当然会产生电磁辐射,但是根据相关标准和法规,电池外部都包了用于屏蔽辐射的材料,从技术层面上不应有辐射泄漏问题。但是如果汽车出了故障,比如相关部位撞了一下,虽然不影响运行,但在电磁屏蔽这方面有了泄漏,那也是个问题。对于解决方法,“到4S店保养车辆顺便检查一下电磁屏蔽情况就行,这并不难,甚至不放心的消费者自己用一个手持仪器就可以检测。”
对于电磁辐射的安全限额,世界卫生组织的标准是按磁感应强度计算低于100μT(微特斯拉),中国也采用了这个标准。有些国家还要放得宽一些,比如英国是200μT。
电动车电池的安全性不仅指电磁辐射。目前中国对于动力电池的安全性有20个测试条目,全部通过才能上路。相关企业最担心的是电池热失控、泄压、起火、爆炸。在系统设计中,要通过电池管理系统、熔断保护、结构集成等手段来设置多重的安全保障。在电池与车辆的匹配过程中,还要经过充分的耐久性实验认证。
但在实际应用中,还是偶尔有电动车起火的案例。比如2015年12月,香港一辆电动巴士突然起火,原因可能是短路。电动车中的“明星”特斯拉价格昂贵,号称安全性有保障,但今年1月也在挪威发生了一起充电起火事故。
政府部门对电动车安全性一直十分重视。中国工信部1月份宣布,出于安全考虑,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。工信部说,三元锂电池能量高,循环性能好,是未来锂电池一个重要的发展方向,但是在这个领域我国起步晚,用于客车的安全性开发和验证还不够,还需要进行更多的安全评估。在评估完成前,暂停三元锂电池客车列入推荐车型目录。
现在主流的锂离子电池由于材料的不同可以分为磷酸铁锂、三元锂、锰酸锂、镍酸锂等多种类型,科研人员正在开发新型固态锂电池。它将电解质从液态替换为固态,从而在安全性能上有了很大提升。比如法国巴黎推出的Autolib电动车就使用固态锂电池。在一次骚乱中,有一辆车被纵火烧毁,但烧完后发现电池还在。李泓说,这个案例说明了新型电池有较好的安全性。
在电动车数量越来越多的今天,电动车相关事故的绝对数量可能会逐渐上升。但如同传统汽油车也会出一些事故,关注电动车安全性更多地应该是从几率的角度考虑,简单地认为“电池凶猛”是一个极大的误解。
当新能源汽车搭载的动力电池容量衰减至80%左右时,动力电池将被淘汰,但此时的动力电池仍然可以通过梯次利用的方式应用于储能设备,投放到商业住宅储能站、电动汽车充电储能站以及电信基站等场所。
以电信基站为例,中国铁塔公司能源创新中心高级总监高健曾表示,“基站在储能电池上需求巨大,锂电池占比达到2%左右;锂电池回收梯次利用已在扩大试点阶段。”中国铁塔目前在全国范围内拥有180万座基站,储能电池需求总量约146GWh,存量站更换及新建储电站每年共需要电池约25GWh。以乘用车5年的电池使用寿命推算,2013年的动力电池将作为目前最新一批退役电池,当年的累计产量也仅为1.36GWh。从数量分析,只要铁塔通信基站储能电池更换及新建站全部采用动力电池梯级电池,目前废旧动力电池可以实现100%消纳。
电动汽车百人会理事长陈清泰指出,“电动汽车因其数量庞大,总体有强大的平衡间歇式能源储电的能力,这个能力来自两个方面,一是车载电池,二是由退役的电池组成储能电站。如果车载电池使用十年,储电能力降到80%的时候退役,可以储能两亿多千瓦。”
图2:2011-2017年车载动力电池产量
动力电池“再就业” 阻碍重重
回收市场尚未形成规模。2016年,国家发改委、工信部、环保部、商务部和质检总局等五部委联合发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》,首次明确责任主体,即动力电池生产企业和汽车制造商要担负起动力蓄电池回收利用的主要责任,报废汽车回收拆解企业负责回收报废汽车上的动力蓄电池。但市场上拆解回收的总量却不足1万吨,近84%以上的报废电池仍滞留在车企手上,造成严重的资源浪费。目前虽有邦普、格林美、长优等专业动力电池回收企业,但回收机构的规模远不能满足市场存量。
梯次利用尚未成熟。由于退役电池规格尺寸不同,梯次利用涉及的回收、检测、集成等工序带来了较高的成本问题。同时,随着动力电池市场规模不断扩大,新电池成本及价格将快速下降,对电池梯次利用市场竞争力产生威胁。“首先需要对电池尺寸型号进行规范化指引,实现电池模块化。在梯次利用时,只要导出电池性能数据就可以直接利用,而无需检测,这样的真正梯级利用才是回收企业能够盈利的前提。”中南大学材料科学与工程学院教授李荐指出,随着编码制度的实施以及检测等技术的进步,梯次利用才能得到进一步发展。
市场缺乏价格标准。自2013年国产第一代动力电池开始量产至今,电芯由磷酸铁锂电池升级为三元材料电池,系统单价由4.8元/Wh下降为1.6元成本/Wh,降幅约三分之二。即便是同等价格的动力电池,在退役时可使用的效率也存在差异。市场亟待构建协调相关方利益的价格体系,从而合理体现生产企业、消费者、回收企业分摊承担废电池回收的责任与成本。
按商用车3年电池寿命和乘用车5年的电池使用寿命预测,退役动力电池回收市场将从今年开始爆发,业内预测报废量将达14.03GWh,以锂电池回收价值0.3元/Wh计算,动力锂电回收市场规模将接近50亿元规模,2020年该数字将突破100亿元。