三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池哪款更安全?解析新能源客車電池安全

2021-01-12 提加商用車網

2020年5月12日，工信部組織制定的GB 18384-2020《電動汽車安全要求》、GB 38032-2020《電動客車安全要求》和GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制性國家標準由國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會批准發布，將於2021年1月1日起開始實施。

備註：宇通純電動客車，圖片來自宇通官

自推廣新能源汽車以來，安全就是懸在新能源汽車頭上的一把刀，尤其是服務於公共領域的客車行業；在新能源客車推廣之初（2013-2016年），發生了多起安全事故，這也引起了國家層面的高度重視，2016年6月8日，工信部裝備司發布了關於徵求《電動客車安全技術條件》（徵求意見稿）意見的通知；5個月後，2016年11月15日，工信部發布關於進一步做好新能源汽車推廣應用安全監管工作的通知（工信部裝[2016]377號），通知明確自2017年1月1日起，在電動客車安全國家標準出臺之前，所有生產的新能源客車按《電動客車安全技術條件》執行。

備註：信息來自工信部官網

自2017年1月1日至2020年5月，《電動客車安全技術條件》作為電動客車「臨時的」安全指導文件已執行了3年零4個月；如今公交電動化的大勢已不可逆，GB 38032-2020《電動客車安全要求》的發布也讓《電動客車安全技術條件》有了正式的「名分」，GB 38032-2020《電動客車安全要求》也是首部專門針對電動客車的強制性國標。

備註：圖片來自行業新聞

電動客車的安全，極大程度上就是電池相關的安全；早在2016年初，工信部暫停三元鋰大巴產品公告一事在行業內是沸沸揚揚，輿論紛紛；同年11月，《電動客車安全技術條件》發布，其中的重點也就是針對可充電儲能系統（電池系統）的熱失控試驗和熱失控擴展試驗測試；這其中熱失控觸發有針刺/過充/加熱三種形式，試驗通過的要求在電池包和整車級別要求是熱事故信號發出後5分鐘內沒有發生外部起火或爆炸，且沒有煙氣進入乘客艙。雖然《電動客車安全技術條件》中並未否定電動客車三元鋰電池路線，不過針對電池這一嚴苛的檢測要求讓行業對電動客車的三元鋰電池路線大多持悲觀態度。

那自《電動客車安全技術條件》發布後，行業情況到底是怎麼樣的呢？眾所周知，新能源客車申請補貼的必要條件是進入《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》（以下簡稱「推薦目錄」），從跟蹤2017年第1批至今2020年工信部發布的所有批次的推薦目錄，僅發現在2017年3月1日發布的2017年第2批推薦目錄中江蘇九龍汽車（大馬牌）申報的三款純電動客車（HKL6600BEV10-6010mm、HKL6801GBEV1-8050mm、HKL6802BEV-8130mm）搭載了三元鋰電池（如下圖例），其餘車型未見有搭載三元鋰電池。

備註：信息來自工信部官網

2020年4月，新的補貼政策（財建[2020]86號）發布之後，工信部發布了第6、7、8批推薦目錄，包括老車新報的和全新申報的總共有1537個純電動客車的車型，其中搭載了磷酸鐵鋰電池的車型佔比達91%（如下圖），無三元電池車型。

備註：數據來自工信部網站發布自行統計

為何有如此大的反差呢，最主要還是安全考慮；雖然從2016年以來補貼政策中對於純電動非快充電池能量密度指標的要求是呈上升趨勢，但從2019年開始電池能量密度指標的門檻要求便設置在135wh/kg，並未繼續提升。

備註：信息來自工信部官網

乘用車目標客戶群體是個人，裡程是購買電動汽車的首要考慮因素，乘用車可使用的空間少，電池布置空間緊張；因此使用更高能量密度的三元鋰電池就有必要了，同體積下的電量高於磷酸鐵鋰電池，達到更長裡程的續航要求；如今在車市慘澹的背景下，乘用車為了追求更低的成本，已有相當的企業搭載了磷酸鐵鋰電池，這其中代表就是比亞迪所推出的「刀片電池」，特斯拉中國也申報了搭載寧德時代磷酸鐵鋰的MODEL 3車型。

而目前電動客車主要在公交領域推廣，日使用裡程在150-200公裡左右，線路固定便於充電；相比乘用車，客車本身空間大，電池放置空間較為充足，政策層面也不再一味引導更高的電池系統能量密度要求；而純電動客車電量一般都較大（100kwh~300kwh），電池成本佔整車的比例很大，三元電池相比磷酸鐵鋰價格也貴了不少。

備註：比亞迪電動客車，圖片來自比亞迪

綜上所述，無論從成本及政策驅動，還是最重要的安全角度，電動客車領域三元鋰路線已基本被否定了；GB 38032-2020《電動客車安全要求》的正式發布也是體現了電動客車推廣中安全的重要性。

圖文：春光燦爛

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    （1） 蠶食鯨吞，磷酸鐵鋰電池裝車量又飆升「中國汽車動力電池產業創新聯盟」數據顯示，裝車量方面，2020年11月，我國動力電池裝車量10.6GWh，同比上升68.8%，環比上升80.9%，增長幅度較大。其中三元電池共計裝車5.9GWh，同比上升56.1%,環比上升71.6%；磷酸鐵鋰電池共計裝車4.7GWh，同比上升91.4%，環比上升95.5%。
  • 磷酸鐵鋰電池與三元鋰離子電池在儲能市場中哪個更佔優勢?
    研究表明，磷酸鐵鋰電池（LFP）相對於其競爭對手鎳鈷錳三元鋰離子電池（NMC）的安全優勢可能被誇大，並且為此可能會引發業界人士關於電池安全性更多辯論。        這兩種電池都可用於固定式儲能系統，而能量密度更高的鎳鈷錳三元鋰離子電池（NMC）目前更普遍地用於電動汽車（EV）中。
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