全球主要市场锂电池安全性标准对比:越严苛越好?

2019-12-03来源: 2030出行研究室 关键字:电动汽车  锂电池  安全标准

2019年夏季,电动汽车锂电池安全事故频发。


有一种声音认为:电动汽车与锂电池产业拔苗助长了,发展过于迅速而产生了问题。其中一个论据是:你看,中国的锂电池标准中,竟然取消了穿刺测试!这不是置人民群众利益不顾吗?


这种论调,不禁让人想起几年前的一句鸡汤金句:中国请放慢你的脚步,等等你的国民…… 


咱们还是先看看今天导读的论文:——《国际车用锂电池安全性测试标准的综述》[1]



各国标准概览


这篇论文投稿于2016年6月,发表于2017年3月,所以2017年之后的新标准肯定是没收录的。


导读这篇论文,必须要到提国内锂电池学术大神冯旭宁的博士论文[2],发表于2016年10月。



他在博士论文中,在文献调研章节也花了一小节来综述安全性标准,大概长下面这个样子:



本文导读的Review,可以和冯旭宁的博士论文一起来看,二者互有补充。我整理了一下二者综述范围的不同:



看到这里,大家会有两个疑问——


第一,为啥没有日本?虽然日本没啥政治地位,但它毕竟是新能源汽车大国、汽车强国啊! 


答案是,在这篇Review中,日本被归在了“其它地区”。另外一个可能的原因是,日本的企标较多,而且是作为技术秘密处理,在公开场合找不到。上次我想找日产电池的安全性测试企标,就没找到。 


第二,这篇Review为啥不包括中国国标GB/T 31845-2015呢?咱们中国虽然还不是汽车强国,但绝对是电动汽车的大本营啊,难道不值得关注一下吗?


为什么会这样,我也不太清楚。猜测的一个原因是,也许2016年时候GB/T 31845还没有英文版?


Review内容概述


这篇Review,根据SAE J2464:2009的定义将测试对象划分为4个层级——


√ Cell(C): 至少包含1个正负极的能量存储装置。


√ Module(M):将Cell串联或并联起来的装置。


√ Pack(P):将Module连接起来,并包含热管理、电控制等完整附件子系统的装置。


√ Vehicle(V):装有Pack的车。


然后从机械(Mechanical)、电气(Electrical)、温度(Environmental)、化学(Chemical)4个大类、17个小类进行了对比。下图是一个概览:



每一大类下,还有详细的对比。例如下表是机械大类的安全性测试:



每一小类下,还有更加直观的比较与分析。例如下图就是机械冲击(Mechanical shock test)小类下的加速度与持续时间的对比:





再如振动试验的参数对比:



除了这种抽象表达的,还有画试验示意图的直观表达对比。例如下图就是两种不同的火烧试验(Fire)的试验台:



学术论文中,也只能直观到这个程度了。更直观的,我再补一张GIF图吧:



说到这里,实际上就把本篇Review的内容结构讲得差不多了。复习一下,就是十几个测试标准、测试对象的4个层级(C/M/P/V)、4个测试大类、17个测试小类的比较。


如果你恰好是这个研究方向的工程师或研究生,建议直接下载全文阅读。


最后,我们讨论一个有趣的问题——


锂电池安全试验标准,是越严越好吗?


车企常用的一个宣传角度是:我不仅满足了国标,还满足了更为严格的企标,所以产品好啊!潜移默化之中,消费者可能会产生这样一种观念:测试标准越严格,对消费者越好!取消穿刺试验,是相关机构与企业相对勾结,对消费者不负责的表现!


真的是这样吗?


咱们看看这篇Review中的观点。首先它指出,明确要求穿刺试验的测试标准,本来就是少数。



然后指出,即便在这些少数穿刺试验中,试验的有效性也受到广泛的质疑:


1.与现实不符:穿刺试验的现象,与真实发生事故的现象,差别很大。(现在很少有事故可以穿刺到电芯);


2.不能代表内短路:穿刺导致的后果,不能代表内短路的后果;


3.试验参数不清晰:穿刺物的材料、速度、直径与电池SOC都会大大影响试验结果。


所以,用穿刺试验做个视频去宣传,是可以。但如果真的要写到国标里,有可能会成为国家电池产业发展的阻碍。例如,曾经电动汽车销量冠军日产聆风,最近就遇到了能量密度不足、充电速度慢的问题,第一的宝座已经被特斯拉抢掉。


从立法者的角度来说,将标准立严一些是最保险的、最容易免除自己责任的;但谁来承担阻碍国家产业发展的责任呢? 立法过严不利于产业发展,过松则容易引发事故、危险消费者安全,最终也会阻碍产业发展。如何准确拿捏这个度,真不是一个简单的问题。 


参考文献:


[1] Ruiz V , Pfrang A , Kriston A , et al. A review of international abuse testing standards and regulations for lithium ion batteries in electric and hybrid electric vehicles[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, 81:1427.


[2] 冯旭宁. 车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[D]. 清华大学.


作者简介:

 

张抗抗,清华大学2004级汽车工程系本科、博士,期间在清华大学经管学院拿到本科第二学位。博士毕业后就职上汽乘用车功能安全工程师,2015年选择自主创业,目前为北京紫晶立方科技有限公司联合创始人。


关键字:
电动汽车  锂电池  安全标准 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic481890.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:阿贡团队开发新分析技术 寻找下一代电池正极材料
下一篇:大众已经入局,固态电池将迎来更快发展

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

科学家研新电极机械性能得到改善 进而提升电动汽车的效率
据外媒报道,电动汽车和电动飞机变得越来越受欢迎,意味着大家可能能够摆脱化石燃料,走向更可持续的未来。虽然重大的技术进步已经极大地提升了此类工具的效率,不过仍有几个问题阻碍它们得到普及。(图片来源:德克萨斯农工大学)最大的挑战之一与质量有关,因为目前电动汽车的电池和超级电容器都非常重。美国德克萨斯农工大学(Texas A&M University)工程学院的一个研究小组正从一个独特的角度研究该问题。现在大多数的研究都集中于增加电池和超级电容器的能量密度,以减轻它们本身的重量,进而降低电动汽车的重量。不过,德克萨斯农工大学Artie McFerrin化学工程系的教授Jodie Lutkenhaus博士领导的一个研究小组认为
发表于 2019-12-10
科学家研新电极机械性能得到改善 进而提升电动汽车的效率
特斯拉和比亚迪竞争进入“贴身肉搏”,谁能笑到最后?
据外媒报道,按累计销量计算,特斯拉已超过比亚迪成为全球最大的电动汽车制造商。即便将比亚迪的插电式混合动力汽车销量计算在内,特斯拉的电动汽车销量也依然超过前者。数据专家凯文·鲁克(Kevin Rooke)绘制了特斯拉和比亚迪多年来的累计销量图表。鲁克收集的数据显示,截至 2019 年 10 月,特斯拉已经交付了 807954 辆电动汽车,而比亚迪到目前为止则交付了 787150 辆汽车。  美国特斯拉已经成为全球电动车市场的翘楚,以及媒体关注的“香饽饽”。特斯拉还有另外一位强劲对手——中国的比亚迪公司。据外媒最新消息,从累计销量来看,特斯拉已经超过了比亚迪(哪怕算上插电混合动力电动车),成为世界上最大的电动汽车
发表于 2019-12-09
特斯拉和比亚迪竞争进入“贴身肉搏”,谁能笑到最后?
现代推出超高速电动汽车充电设备“Hi-Charger”
据外媒消息报道,现代汽车在高阳motor studio设置了2台超高速电动汽车充电设备“Hi-Charger”,这台设备具有高达350kW的直流快充能力,现代汽车当天邀请了电动汽车车主等相关人士,介绍“Hi-Charger”的使用方法,并让用户进行了亲自体验。现代汽车公司与电动汽车充电专门企业DAEYOUNG CHAEVI共同开发的Hi-Charge采用了国内最高水平的350kW级高功率·高效率充电技术,而且充电桩可以自动旋转和伸缩充电插头和电线,以满足不同充电接口位置的车辆,具有面向未来的设计理念,对新概念电动汽车充电空间进行了规划。现代汽车公司计划以去年与SK网络签订的业务合同为基础,于2020年上半年在首尔江东区推出将现有
发表于 2019-12-09
现代推出超高速电动汽车充电设备“Hi-Charger”
美国研发出新型电池,可在10分钟内充满电动汽车
美国宾夕法尼亚州立大学研究团队在国际著名期刊Joule上发表了一项新型锂离子电池技术,使电动汽车充电短短10分钟就能行驶200英里至300英里(即320公里至480公里),且充电2500次而不会出现容量问题。几十年来,人们普遍认为,库应避免在高温下运转,由于加速材料的降解的关注。与这种传统观点相反,该研究团队提出了一种ATM方法,该方法可在60°C的高温下为电池充电,并在较凉的温度下放电(并存储)电池。有限的暴露时间至60°C(每个循环约10分钟,或BEV寿命的0.1%),由于动力学和传输增强,同时仍保持了SEI的温和增长,因此有效消除了Li镀层。有限的暴露时间至60°C(每个循环约10分钟),由于动力学和传输增强,同时仍保持
发表于 2019-12-09
美国研发出新型电池,可在10分钟内充满电动汽车
对于电动汽车而言再生制动技术有什么作用
对于现在的新能源汽车来说,有着和燃油车不同的配置,对于一些配置也成为了厂家的一个卖点,与传统的车辆比较,电动车有一个绝对的优势,那就是再生制动,什么是再生制动,为什么对电动汽车有用?而对于再生制动来说,是电动汽车所独有的,即能够在制动过程中回收一部分制动能量。简单地说,就是车子在制动的过程会产生一定的热量,而如果这些热量不回收,这些能量会以热的形式流失。当汽车减速或停车时,这种再生制动过程就会发生。而根据再生制动的工作情况来看,再生制动是建立在电机的基础上面,也就是通过电机反转产生电能,而对于车辆的电机来说,电机的可逆性使得电动机在一定的条件下可以转变成发电机运行。因此可以在制动时采用回馈制动的办法,使电机运行在发电状态,通过回馈
发表于 2019-12-09
对于电动汽车而言再生制动技术有什么作用
日本将氮化镓逆变器首次成功应用于电动汽车系统中
日本一研究团队宣布,他们利用半导体材料氮化镓(GaN)研发的逆变器,已首次成功应用在电动汽车上,有望让电动汽车节能20%以上。这一研究团队由2014年诺贝尔物理学奖得主之一、日本名古屋大学教授天野浩领导。逆变器是电动汽车的关键部件之一,其功能是把电池所储存的直流电转换成电动机所需的交流电。也可以理解为是一种将低压(12、24或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。此次,天野浩团队通过利用氮化镓,研发出了可比一般纯电动车节能2成的纯电动车,并将该车命名为“ALL GaN Vehicle”。测试中已能达到时速50公里水平,计划今年内实现时速100公里。和传统技术相比,使用氮化镓的新型逆变器效率更高,可大幅降低转换中的电量损耗
发表于 2019-12-09
日本将氮化镓逆变器首次成功应用于电动汽车系统中
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved