鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年05月20日
你開的電動汽車真的安全嗎?決定電動汽車安全的因素是什么
電動汽車安全問題已經成為目前消費者關注最重要的一個環節。電動汽車的安全問題已經成為電動汽車發展的最為關鍵的因素。隨著電動汽車的銷量上升迅猛,電動汽車自燃、斷電停車、碰撞起火和充電過充等問題頻繁發生,伴隨著車輛、電池及線束的老化,電動汽車安全風險正進一步增大。
在最近我國電動汽車百人會上,副理事長歐陽明高說:不管由什么引起,電動汽車安全事故的重要表現是電池熱失控。電池組中單體電池的電芯熱失控后,瞬間可將溫度升溫的幾百度,隨著電池組溫度升高,其他電池迅速達到燃點,紛紛出現電池失控甚至起火或者爆炸。
在目前市場環境下,電動汽車電池分為兩種材質,分別為磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池。而三元鋰離子電池中含有鈷元素,所以電池活性非常高,而三元鋰離子電池的能量密度大,而且熱穩定性比較差,當單體電池發生熱失控后,溫度超過200度后,電池中的電解液或者炭層吸收氧氣出現爆燃,而磷酸鐵鋰離子電池相比較較安全,能量密度相比較較低,所以穩定性相對來說比較高。在700度以上才會分解燃燒。當然,這都是理論方面的數據,在現在市場上,三元電池的安全性能大大提高。
電動汽車安全性可以做到比燃油車還要安全
在炎炎夏日,燃油車自燃現象很多,但是相關于電動汽車來說,很多消費者對燃油車更放心,重要是大家并不了解電動汽車的運行方式。感覺高壓電會非常危險,而且電池組容易自燃。但是在目前的技術條件下,電池的安全性能完全可以通過系統調整或者溫度控制來做到更好的安全。當然,這種安全是建立在整車控制系統方面,單方面的對電池進行安全防護并不能解決電動汽車的整體安全。據筆者了解,現在的電動汽車自燃現象中,由電池引起的熱失控現象比例占整體熱失控的30%左右。所以,變壓器控件、線束、高壓系統、充電機、操作方式等等都成為車輛安全的重要指標。
在電池核心材質方面已經形成了良好的阻燃性能材質大提升,正負極安全性、阻燃隔膜、阻燃電解質、阻燃材料等大大提高了電池性能。
確保電動汽車安全,整車公司更是責無旁貸。其中,科學的安全理念、嚴謹的開發流程、超越同級的碰撞保護性能、完善的電子電氣安全保護方法等都必不可少。日產純電動轎車聆風,全球銷售第一的電動汽車,銷量達幾十萬臺,沒有出現過一起重大事故。這得益于日產分層、分級的安全理念首先是防控事故發生;其次一旦發生熱失控,要盡量防止整車燃燒、爆炸;再次,出了事,要把事故控制在可控范圍內,造成的后果要跟燃油車相同。為此,他們采用了嚴格的V型開發模式,從材料、單體電芯到電池包、模組,從設計層到驗證測試層,全部嚴格按照上述理念和模式進行。
榮威旗下的混合動力汽車榮威550插電式混合動力轎車的電池以及現在新上市的榮威ERX5和Ei5等車型的動力鋰電池,不僅按照國家標準通過了針刺、火燒、電化學、高壓、碰撞以及極端寒冷、極端炎熱等試驗,還通過了美國UL公司的專業安全認證。考慮到紐約遭遇臺風海水倒灌時,十幾輛電動汽車燒毀,上汽的整車浸水試驗耗時大概9個月,把整個電池包浸在海水里面,結果是系統完好無損。
電動技術的突破和產業化進程可能比人們預期的要來得快。李平說,當前,鋰離子電池能量密度較2012年提高了1.5倍,2020年動力鋰電池能量密度提升至300Wh/kg,2025年達到350Wh/kg,從技術上看沒有問題。市場容量快速提升帶來的規模效益,也將大大降低動力鋰電池的成本。但必須看到,由此帶來的安全性挑戰會大幅提升,圍繞300Wh/kg以上高能量密度鋰離子電池的安全技術體系,將成為新一代高性能電動汽車最重要的核心技術。
總結:電動汽車的安全問題成為目前制約電動汽車發展的關鍵因素。而安全問題也考驗車企的研發實力和對車輛的整體把控。從目前已經量產的車型來看,基礎安全問題已經得到有效解決,車輛控溫技術的普遍應用和車輛高壓系統的合理化運行設計都在一定程度上解決了車輛長期高溫運行的弊端,可靠性大大提高。電池本身每度電的價格低,是最直觀的成本。加上前面所說,對用戶來說,成本是否真的低,還要看全生命周期度電成本。
除了上面的兩種成本,電池的維護成本也要考慮。針對電芯本身的維護,重要指手動均衡。BMS自帶的均衡功能受限于自身設計均衡電流的大小,可能無法實現電芯之間的理想均衡,隨著時間的積累,電池組中就會出現壓差過大問題。遇到此類情形,只得進行手動均衡,對電壓過低的電芯單獨充電。這種情形出現的頻率越低,則維護成本越低。
3能量密度高/功率密度高
能量密度,指單位重量或者單位體積內包含的能量;功率密度是指單位重量或者體積對應的最大放電功率的數值。在道路車輛有限的空間內,只有通過提高密度才能有效提高總體能量和總體功率。加之,當前的國家補貼,把能量密度和功率密度作為衡量補貼檔次的門檻,更加強化了密度的重要性。
但能量密度與安全性之間,存在著一定的矛盾關系,隨著能量密度的提高,安全性總會面對更新更艱巨的挑戰。
4庫倫效率高
鋰離子電池放電過程中放出的能量與此次放電之前電池從0開始充入電池的能量之比,叫做庫倫效率。效率的高低,重要與電池內阻大小有關。相關于其他類型的可充電電池,鋰離子電池的充放電效率比較高,一般都在98%以上,因此,這個參數往往不被過多提及。










