電池安全是電動(dòng)汽車的世界級(jí)難題
2012-06-08 09:58:10 來(lái)源:汽車電子網(wǎng)
摘要: 一次車禍引發(fā)大火,奪去三條無(wú)辜的生命。電動(dòng)汽車從解決世界能源危機(jī)的寵兒,一夜之間成為人人談之色變的“危險(xiǎn)品”。事實(shí)上,電動(dòng)汽車出現(xiàn)起火或爆炸絕非個(gè)案,在世界各地此類案例屢見(jiàn)不鮮。電池系統(tǒng)易燃易爆的特點(diǎn)使得電動(dòng)汽車的安全性成為世界汽車產(chǎn)業(yè)面臨的難題。那么,電動(dòng)汽車真的不安全嗎?有沒(méi)有辦法讓它變得更安全呢?
關(guān)鍵字: 電動(dòng)汽車, 電池系統(tǒng), 鋰電池
一次車禍引發(fā)大火,奪去三條無(wú)辜的生命。電動(dòng)汽車從解決世界能源危機(jī)的寵兒,一夜之間成為人人談之色變的“危險(xiǎn)品”。事實(shí)上,電動(dòng)汽車出現(xiàn)起火或爆炸絕非個(gè)案,在世界各地此類案例屢見(jiàn)不鮮。電池系統(tǒng)易燃易爆的特點(diǎn)使得電動(dòng)汽車的安全性成為世界汽車產(chǎn)業(yè)面臨的難題。那么,電動(dòng)汽車真的不安全嗎?有沒(méi)有辦法讓它變得更安全呢?
鋰電池為什么不安全?
據(jù)了解,目前比亞迪采用的是磷酸鐵鋰電池,是鋰電池中的一種。鋰電池剛出來(lái)的時(shí)候用在手機(jī)中,那時(shí)候就有爆炸的事故,鋰實(shí)在太活躍。后來(lái)美國(guó)科學(xué)家發(fā)明磷酸鐵鋰材料就一定程度上抑制了它的活躍性,對(duì)電動(dòng)汽車的安全性也有大的改善。
近日,筆者采訪了中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電動(dòng)車輛專業(yè)委員會(huì)技術(shù)服務(wù)中心主任王天順,他認(rèn)為問(wèn)題的關(guān)鍵在于電池方面。據(jù)他介紹,由于鋰電池容量小,一輛鋰電池電動(dòng)車會(huì)使用幾百塊鋰電池,電池管理系統(tǒng)很難控制電池的一致性,再加上鋰分子比較活躍,即使在靜止存放的狀態(tài)下也有可能發(fā)生爆炸,因此在安全性上很難控制。
資深汽車評(píng)論員賈新光認(rèn)為,對(duì)于純電動(dòng)車的安全性能的鑒定,需要從電池以及相關(guān)配套零部件等方面進(jìn)行考量。“電動(dòng)車的電池安全的提升是一個(gè)過(guò)程,需要在電極、隔膜等材料以及保護(hù)技術(shù)、保護(hù)電路等設(shè)計(jì)方面加以完善。”
關(guān)于鋰電池的安全,賈新光認(rèn)為:“鋰的活躍性比較高,易燃易爆,需要通過(guò)質(zhì)量控制以及大量的試驗(yàn)應(yīng)用來(lái)加以檢測(cè)?!睂?duì)于電動(dòng)車電池重量過(guò)大的問(wèn)題,賈新光認(rèn)為,“企業(yè)偏重于提升續(xù)駛里程,動(dòng)輒達(dá)到300公里,這有來(lái)自社會(huì)壓力的因素,而在國(guó)外,續(xù)航都是40公里起算的?!?/P>
當(dāng)前鋰電池在安全性能方面確有不足,但行業(yè)正在通過(guò)產(chǎn)業(yè)化和技術(shù)創(chuàng)新不斷提升和完善,王天順表示,目前要加強(qiáng)售后服務(wù)體系建設(shè),建議經(jīng)常更換電池,所用電池在每一次更換中都由專業(yè)的維修師進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。這說(shuō)明鋰電池安全性仍是一個(gè)沒(méi)有完全克服的問(wèn)題,鋰離子電池材料兼容性的基礎(chǔ)研究目前國(guó)內(nèi)依然薄弱。
鋰電池為何燃燒?
此前,有關(guān)部門將純電動(dòng)汽車作為國(guó)家新能源汽車的發(fā)展方向。純電動(dòng)汽車也因此獲得了國(guó)家政策的扶植。在此之后,國(guó)內(nèi)各大車企集團(tuán)基本都在電動(dòng)汽車研發(fā)領(lǐng)域投入了巨大的人力物力。在“526”重大交通事故發(fā)生之后,國(guó)內(nèi)各大車企集團(tuán)也開(kāi)始重新審視電動(dòng)汽車的安全問(wèn)題。日前,筆者采訪了國(guó)內(nèi)某大型汽車集團(tuán)研究院的電動(dòng)汽車項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,讓他來(lái)談?wù)勲妱?dòng)汽車的安全問(wèn)題?!皬氖鹿受嚨恼掌瑏?lái)看,基本上可以確定是電池組部分發(fā)生燃燒?!痹诜治觥?26”重大交通事故時(shí),這位業(yè)內(nèi)人士向筆者分析道。在他看來(lái),電動(dòng)汽車最危險(xiǎn)的部分就是電池組,而目前來(lái)看,電池組的特點(diǎn)是易燃易爆,這就使得電動(dòng)汽車的安全性大打折扣:“目前,使用在電動(dòng)汽車上最成熟的電池就是鋰離子電池。但是,理論上講,鋰離子電池也無(wú)法做到完全杜絕燃燒。”
也有專家質(zhì)疑,認(rèn)為涉事車輛著火或因比亞迪E6電動(dòng)車電壓系統(tǒng)及電池設(shè)計(jì)不合理。電動(dòng)車電壓系統(tǒng)高于200伏就是不安全的,而比亞迪E6電動(dòng)車高電壓系統(tǒng)多達(dá)300多伏,不僅可能在碰撞中產(chǎn)生電火花從而引爆電池,還使車內(nèi)的人更易觸電。此外,比亞迪E6電動(dòng)車用的是插電式電池,充電插座一旦遭遇強(qiáng)大的外力沖撞,正負(fù)極接通短路,短時(shí)間內(nèi)就會(huì)造成高溫燃爆。
電池安全是世界難題
相對(duì)于傳統(tǒng)燃料汽車,電池組易燃易爆的特性使得電動(dòng)汽車較為“脆弱”。這位業(yè)內(nèi)人士向筆者透露說(shuō),不單在中國(guó),國(guó)外電動(dòng)汽車在碰撞測(cè)試中出現(xiàn)燃燒乃至爆炸的案例屢見(jiàn)不鮮:“最離奇的是,美國(guó)一輛電動(dòng)汽車,在發(fā)生碰撞三周之后,停在車庫(kù)發(fā)生了自燃。調(diào)查后認(rèn)為,其原因有可能是碰撞造成電解液發(fā)生輕微滲漏,而當(dāng)后來(lái)滲漏聚集到一定程度時(shí),發(fā)生了燃燒?!?/P>
于如何提高電動(dòng)汽車安全性的問(wèn)題,這位業(yè)內(nèi)專家指出:“目前來(lái)看,提高電動(dòng)汽車安全性的方法除了對(duì)電池組加強(qiáng)保護(hù)之外,很難有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)出現(xiàn)。因?yàn)?,即使是在碰撞發(fā)生瞬間將電路系統(tǒng)都自動(dòng)切斷,電池組本身也會(huì)在外力擠壓的情況下發(fā)生燃燒?!?/P>
而在這方面,國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)是使用碳纖維等高強(qiáng)度復(fù)合材料對(duì)電池組加以包裹保護(hù)。但是此種做法成本太高,難以在量產(chǎn)民用車型上大規(guī)模推廣使用。
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為深入剖析當(dāng)前電源設(shè)計(jì)普遍面臨的難題,并提供一系列切實(shí)可行的解決方案和創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路,德州儀器專家創(chuàng)建“電源設(shè)計(jì)小貼士”系列技術(shù)文章,介紹電源設(shè)計(jì)的常見(jiàn)提示和技巧,幫助設(shè)計(jì)人員更好應(yīng)對(duì)電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),助力設(shè)計(jì)更加高效、可靠。
幾十年來(lái),電池一直是主要的儲(chǔ)能解決方案,應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。它們通過(guò)化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)存能量,長(zhǎng)期提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
電動(dòng)汽車連接器的設(shè)計(jì)在工程創(chuàng)新中發(fā)揮著重要作用,為下一代電動(dòng)汽車增加效率、增強(qiáng)性能和提高續(xù)航里程等方面提供支持。
電動(dòng)汽車技術(shù)正在快速提高,而電動(dòng)汽車快速充電基礎(chǔ)設(shè)施和連接系統(tǒng)的發(fā)展使其在家里和路上充電更快、更容易。
盤點(diǎn)近期意法半導(dǎo)體、Vishay、Nexperia等全球半導(dǎo)體頭部廠商發(fā)布的諸多新品,包括降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器、碳化硅肖特基二極管等產(chǎn)品,應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋電動(dòng)汽車充電、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、光伏系統(tǒng)等等。
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