鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:900次 | 2021年04月09日
三元鋰電頻繁燒車是技術(shù)問題還是材料本身呢?
電動(dòng)汽車緣何燃燒事故頻發(fā)?
1.使用三元鋰離子電池是頻繁燒車的技術(shù)原因
特斯拉使用的是三元鋰離子電池,去年以前已有十余輛車發(fā)生起火燃燒事故,今年五月又有4輛車先后燃燒,造成3死1傷。今年1~六月,國(guó)外新能源汽車發(fā)生自燃起火事故6起,這些車輛用的三元鋰離子電池均出自名門,制作工藝應(yīng)該不是重要問題。事故起因重要是嚴(yán)重碰撞后起火和無(wú)故自燃,這就不得不從三元鋰離子電池內(nèi)在的不安全性上找原因。
電池組和汽油箱相同,是一種含高能物質(zhì)的部件,是電動(dòng)汽車安全性的物質(zhì)基礎(chǔ)。鋰離子電池中的電解液用易燃的溶劑配制而成,正極氧化劑和負(fù)極還原劑只隔一層微米級(jí)厚的隔膜,內(nèi)短路則生熱?,F(xiàn)在公司為追求高比能量,所用的隔膜更薄,更易發(fā)生內(nèi)短路。充放電時(shí),電池內(nèi)阻生熱,高倍率時(shí)生熱更多,在達(dá)到一定溫度時(shí),正極上的氧化劑易與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),尤其是三元材料還會(huì)分解出初生態(tài)氧,這是一種比氧氣活潑得多的狀態(tài),極易與還原性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)。大量的化學(xué)反應(yīng)熱造成熱失控,會(huì)出現(xiàn)大量氣體,導(dǎo)致氣壓升高,繼而發(fā)生電池破裂、燃燒、爆炸等事故。
由于三元鋰離子電池內(nèi)部具備燃燒三要素,在隔絕空氣的條件下也能自燃,所以三元鋰離子電池火勢(shì)很難撲滅,蔓延迅速,駕乘人員很難逃生獲得救援。目前,我國(guó)的三元鋰離子電池針刺試驗(yàn)還不能完全過關(guān),卻允許在乘用車甚至在商用車上使用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)今年1~九月電動(dòng)汽車燒車事件達(dá)21起。
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%
2.重點(diǎn)發(fā)展純電動(dòng)汽車是頻繁燒車的發(fā)展路線原因
這些年,科技部主導(dǎo)的電動(dòng)汽車三縱發(fā)展路線變了又變,由純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料動(dòng)力電池電動(dòng)汽車,到純電動(dòng)汽車、插電式電動(dòng)汽車、燃料動(dòng)力電池電動(dòng)汽車,再到純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車、燃料動(dòng)力電池電動(dòng)汽車。其中,混合動(dòng)力汽車約經(jīng)過兩年改為插電式;維持約5年后,今年又改為增程式;始終不變的是純電動(dòng)汽車和燃料動(dòng)力電池電動(dòng)汽車。
目前,燃料動(dòng)力電池汽車有許多難題要解決,離市場(chǎng)化還很遠(yuǎn)。純電動(dòng)汽車是重點(diǎn),但高補(bǔ)貼下的長(zhǎng)里程純電動(dòng)汽車需解決五大焦慮。一是里程焦慮:即使多帶電池也有斷電擔(dān)憂;車身重,不節(jié)電;空調(diào)用電嚴(yán)重縮短里程。二是安全焦慮:電池多且比能量高,危險(xiǎn)性大,易發(fā)生燃燒爆炸事故。三是充電焦慮:充電樁要密集,費(fèi)錢、費(fèi)地仍難滿足要求。四是價(jià)格焦慮:電池用量大、價(jià)格高、競(jìng)爭(zhēng)力低。五是電池焦慮:電池壽命短于整車,第二、三套電池要用戶另外出錢。
3.重金補(bǔ)貼長(zhǎng)里程純電動(dòng)汽車是頻發(fā)燒車的政策原因
由于電動(dòng)汽車?yán)锍讨笜?biāo)以及補(bǔ)貼與純電動(dòng)里程掛鉤,因而逼出全國(guó)性的人造三元風(fēng);補(bǔ)貼與電池比能量掛鉤,導(dǎo)致三元電池鎳的用量不斷增多,鎳鈷錳三者的比例從333、523、622正逐步走向811,而能量密度越高危險(xiǎn)性越大。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
不合理的補(bǔ)貼政策是頻發(fā)燒車的原因。
4.里程作為矛盾的重要方面是頻發(fā)燒車的思想方法原因
電動(dòng)汽車的重要矛盾是安全與里程的對(duì)立。里程被認(rèn)為是矛盾的重要方面,安全性被認(rèn)作矛盾的次要方面,這是思想方法的錯(cuò)誤,是造成發(fā)展路線、政策、技術(shù)發(fā)生問題的根源。
綜上所述,我國(guó)新能源汽車的發(fā)展路線和政策,誤導(dǎo)大用、急用三元鋰離子電池,激化了安全與里程的矛盾,其后果便是電動(dòng)汽車燒車事件頻發(fā)。而且,車身重、耗電多、實(shí)際排放高,背離了電動(dòng)汽車節(jié)能減排的初衷。
增程式車技術(shù)的發(fā)展劃分為三代。
第一代增程式電動(dòng)汽車是在純電動(dòng)汽車上加裝增程器,單純是為了新增行駛里程,電用完了由增程器發(fā)電。以寶馬i3為例,如加裝增程器則加價(jià)15%,0.7L排量發(fā)動(dòng)機(jī),增程模式的車輛百公里油耗為5.35L。該小型車電池重,增程器功率高、耗能多,增程器發(fā)電與電池簡(jiǎn)單串聯(lián),所以油耗較高。
第二代增程式電動(dòng)汽車在技術(shù)上優(yōu)化了電力系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)減小、發(fā)動(dòng)機(jī)能效優(yōu)化、電池少且成本下降,車重減輕更節(jié)能。其優(yōu)點(diǎn)在于電池組不會(huì)過充和過放,壽命延長(zhǎng),安全性較高;磷酸鐵鋰離子電池比能量合適,安全性進(jìn)一步提高;電池少,受補(bǔ)貼退坡和取消的影響小;增程行駛時(shí)比燃油車節(jié)油50%以上,大為省錢;可以不外接充電,免建充電樁,且能遠(yuǎn)距離行駛;如有充電條件,城市百公里內(nèi)節(jié)油率達(dá)80%以上;可沿用燃油車的生產(chǎn)及加油設(shè)施,便于發(fā)展;無(wú)里程、安全、充電、價(jià)格、電池五大焦慮。
第二代增程式是燃油車與電動(dòng)汽車的融合,它改變了第一代單純延長(zhǎng)續(xù)駛里程的局限性,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。此技術(shù)已用于多款車輛,比如華龍新能源汽車有限公司的12米增程式客車,采用磷酸鐵鋰離子電池,市區(qū)公交模式百公里油耗12L,公路模式百公里油耗16.3L;加拿大PlanB公司的增程式卡車能降低70%污染物排放,百公里油耗17L;日產(chǎn)汽車NOTE的e-POWER動(dòng)力系統(tǒng)屬于串聯(lián)式混合動(dòng)力,采用三缸1.3L排量發(fā)動(dòng)機(jī),電池1.5kWh,百公里油耗僅2.9L;山東德州富路集團(tuán)的增程式低速車,采用鉛酸電池,單缸0.2L發(fā)動(dòng)機(jī),油電效率299g/(kWh),百公里油耗僅1.8L。
目前,我國(guó)江蘇公爵新能源汽車公司提出發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車,簡(jiǎn)稱發(fā)電直驅(qū)電動(dòng)汽車,可稱為第三代增程式技術(shù)。車上發(fā)電機(jī)發(fā)的電不必經(jīng)過電池而直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),克服了第二代增程式的缺點(diǎn),且具備第二代的所有優(yōu)點(diǎn),并可減少電池充電-放電10%能量損耗。其優(yōu)點(diǎn)是:電池進(jìn)一步減少,車重減輕,降低電耗;電池的大電流工作機(jī)會(huì)少,壽命延長(zhǎng);電池用量少,成本進(jìn)一步降低;再算上高節(jié)油率,車輛全生命周期總費(fèi)用遠(yuǎn)低于同級(jí)別燃油車。而且,該技術(shù)適用于各種車輛,有助于節(jié)能減排。
或許有人會(huì)說(shuō),增程式還是要燒油,不是最終目標(biāo)。對(duì)此,筆者想指出兩點(diǎn),其一,假如我國(guó)汽車油耗降到現(xiàn)在的一半以下,每年將節(jié)省原油2億噸,這將有效地改善環(huán)境,提高能源安全,也可讓我國(guó)由汽車大國(guó)向汽車強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)一大步。其二,純電動(dòng)汽車未必是最終目標(biāo),其裝電池多、車身重、耗電多,特斯拉在新加坡受罰便說(shuō)明其弊端。關(guān)于新能源汽車來(lái)說(shuō),應(yīng)考核其全生命周期的節(jié)能減排。