鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:568次 | 2021年11月17日
三元大巴暫停:電動(dòng)客車電池應(yīng)優(yōu)先考量三大問(wèn)題
我國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、清潔能源中心常務(wù)副主任、廣州我國(guó)科學(xué)院工業(yè)技術(shù)研究院鋰離子動(dòng)力鋰離子電池工藝裝備技術(shù)服務(wù)平臺(tái)主任黃學(xué)杰在《新能源汽車藍(lán)皮書(shū)》撰文指出,三元大巴暫停:電動(dòng)客車動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)優(yōu)先考量安全、壽命和可靠性。
動(dòng)力鋰離子電池的安全性是新能源汽車使用中最應(yīng)受關(guān)注的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),電池安全性是和電池中儲(chǔ)存的能量成反比的,即所能釋放的能量越大,其安全性風(fēng)險(xiǎn)就越大,純電動(dòng)轎車電池容量一般為幾十千瓦時(shí),而純電動(dòng)公交車電池容量高達(dá)200—300千瓦時(shí),隨著電池容量的新增,電池體積也在新增,其散熱性能變差,出安全事故的可能性新增。因此,將鋰離子蓄電池做成動(dòng)力鋰離子電池,就必須提高其安全性能,單體電池愈大,要求達(dá)到的安全性指標(biāo)也就愈高。
目前國(guó)內(nèi)新能源汽車安全問(wèn)題重要體現(xiàn)在電池使用、材料構(gòu)成和充電安全方面,上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡、公司盲目重量輕質(zhì)是造成這些安全問(wèn)題的重要因素,據(jù)公開(kāi)報(bào)導(dǎo),2011年—2015年,我國(guó)新能源汽車共發(fā)生了24例火災(zāi)事故,其中純電動(dòng)客車15例、混合動(dòng)力客車5例、純電驅(qū)動(dòng)乘用車4例。在這24例事故中,或是自燃事故,或是碰撞事故,或是充電事故。針對(duì)這些事故進(jìn)行分析,其成因有來(lái)自電池方面的,也有使用方面的。部分低質(zhì)量的電芯存在材料雜質(zhì)含量高、設(shè)計(jì)不合理,毛刺、錯(cuò)位、雜質(zhì)、污染等問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力鋰離子電池在使用時(shí)短路,且隨著循環(huán)次數(shù)的新增而加劇。生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度不高,導(dǎo)致生產(chǎn)的單體電池或電池組的一致性不高,質(zhì)量參差不齊,如電池漏液現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。電解液一旦接觸氧氣,會(huì)迅速分解燃燒并引燃電池組,造成安全事故。有的電池包內(nèi)部高壓線纜及接頭不合格,布線不合理,電池系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計(jì)欠缺,抗擠壓能力較差,一旦受到擠壓會(huì)發(fā)生變形、外殼破裂、內(nèi)部支架損壞、接插件松動(dòng)、高低壓線束磨損等,造成安全隱患。電池使用不當(dāng)則有電池在使用過(guò)程中遇到液體浸泡、隔膜破損、絕緣損毀的情況下會(huì)發(fā)生短路,造成電池過(guò)熱起火。還有新能源汽車過(guò)充引起的事故,如充電設(shè)備沒(méi)有過(guò)充保護(hù)功能,導(dǎo)致了充電過(guò)程中的起火。在低溫時(shí)充電沒(méi)有預(yù)熱措施導(dǎo)致負(fù)極析鋰,也是造成充電安全事故的原因之一。
從安全性上看,磷酸鐵鋰離子電池較三元鋰離子電池更加有優(yōu)勢(shì),比如以前發(fā)生事故的三元材料中鎳鈷鋁三元材料18650電池在180攝氏度以上會(huì)出現(xiàn)自加熱,起火后很難控制,而磷酸鐵鋰材料到了250攝氏度以上才會(huì)出現(xiàn)自加熱現(xiàn)象,因此相比于三元鋰離子電池,磷酸鐵鋰離子電池優(yōu)先應(yīng)用在商用車上,尤其是城市公交車和大巴車上對(duì)安全更加有保障。
采用三元正極材料的動(dòng)力鋰離子電池在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、電熱管理、電池包設(shè)計(jì)和使用條件方面的要求更高,要以安全為重,優(yōu)先選擇材料和設(shè)計(jì)電池及系統(tǒng)結(jié)構(gòu),采用高精度設(shè)備制造,加強(qiáng)生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)測(cè),開(kāi)發(fā)智能化電池管理系統(tǒng)和根據(jù)整車使用條件設(shè)計(jì)電池包。
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%
近年來(lái),新能源汽車呈產(chǎn)銷兩旺,尤其是新能源電動(dòng)客車受政策影響銷量很快,因?yàn)殡姵匕踩鴮?dǎo)致的客車事故也多次發(fā)生。電動(dòng)客車的電池安全性要求高于電動(dòng)轎車,不應(yīng)以比能量和價(jià)格為優(yōu)先考量,而應(yīng)以安全、壽命和可靠性為優(yōu)先考量。現(xiàn)階段客車領(lǐng)域應(yīng)用以磷酸鐵鋰離子電池為主,隨著電池、電池包和整車使用條件的規(guī)范和測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的提升,未來(lái)將更高比能量的電池應(yīng)用于客車也是必然的。
2015年是新能源汽車的快速成長(zhǎng)年,商用車、基礎(chǔ)設(shè)施等方面都取得了重點(diǎn)的突破,2016年希望整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈能夠協(xié)調(diào)發(fā)展,形成良性的循環(huán),成為品質(zhì)提升之年。