使用三元鋰電池頻繁燒車的原因究竟是什么?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-07-17 10:53
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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5月又有4輛車先后燃燒,造成3死1傷。今年1~6月,國外新能源汽車發(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)該不是主要問題。事故起因主要是嚴(yán)重碰撞后起火和無故自燃,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。
電池組和汽油箱一樣,是一種含高能物質(zhì)的部件,是電動汽車安全性的物質(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厚的隔膜,內(nèi)短路則生熱?,F(xiàn)在企業(yè)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,電池內(nèi)阻生熱,高倍率時生熱更多,在達到一定溫度時,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,會產(chǎn)生大量氣體,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很難撲滅,蔓延迅速,駕乘人員很難逃生獲得救援。目前,我國的三元鋰離子電池針刺試驗還不能完全過關(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,我國今年1~9月電動汽車燒車事件達21起。
2.重點發(fā)展純電動汽車是頻繁燒車的發(fā)展路線原因
這些年,科技部主導(dǎo)的電動汽車“三縱”發(fā)展路線變了又變,由純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車,到純電動汽車、插電式電動車、燃料電池電動汽車,再到純電動汽車、增程式電動車、燃料電池電動汽車。其中,混合動力汽車約經(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汽車和燃料電池電動汽車。
目前,燃料電池汽車有許多難題要解決,離市場化還很遠。純電動汽車是重點,但高補貼下的長里程純電動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,費錢、費地仍難滿足要求。四是價格焦慮:電池用量大、價格高、競爭力低。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.重金補貼長里程純電動車是頻發(fā)燒車的政策原因
由于電動汽車?yán)锍讨笜?biāo)以及補貼與純電動里程掛鉤,因而逼出全國性的“人造三元風(fēng)”;補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性越大。
不合理的補貼政策是頻發(fā)燒車的原因。
4.里程作為矛盾的主要方面是頻發(fā)燒車的思想方法原因
電動汽車的主要矛盾是安全與里程的對立。里程被認(rèn)為是矛盾的主要方面,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,其后果便是電動汽車燒車事件頻發(fā)。而且,車身重、耗電多、實際排放高,背離了電動汽車節(jié)能減排的初衷。
增程式車技術(shù)的發(fā)展劃分為三代。
第一代增程式電動汽車是在純電動汽車上加裝增程器,單純是為了增加行駛里程,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15%,0.7L排量發(fā)動機,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)電與電池簡單串聯(lián),所以油耗較高。
第二代增程式電動汽車在技術(shù)上優(yōu)化了電力系統(tǒng),發(fā)動機減小、發(fā)動機能效優(yōu)化、電池少且成本下降,車重減輕更節(jié)能。其優(yōu)點在于電池組不會過充和過放,壽命延長,安全性較高;磷酸鐵鋰電池比能量合適,安全性進一步提高;電池少,受補貼退坡和取消的影響??;增程行駛時比燃油車節(jié)油50%以上,大為省錢;可以不外接充電,免建充電樁,且能遠距離行駛;如有充電條件,城市百公里內(nèi)節(jié)油率達80%以上;可沿用燃油車的生產(chǎn)及加油設(shè)施,便于發(fā)展;無里程、安全、充電、價格、電池五大焦慮。
第二代增程式是燃油車與電動車的融合,它改變了第一代單純延長續(xù)駛里程的局限性,實現(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Plan B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動力系統(tǒng)屬于串聯(lián)式混合動力,采用三缸1.3L排量發(fā)動機,電池1.5kWh,百公里油耗僅2.9L;山東德州富路集團的增程式低速車,采用鉛酸電池,單缸0.2L發(fā)動機,油電效率299g/(kW·h),百公里油耗僅1.8L。
目前,我國江蘇公爵新能源汽車公司提出“發(fā)動機發(fā)電直接驅(qū)動電動車”,簡稱“發(fā)電直驅(qū)電動車”,可稱為第三代增程式技術(shù)。車上發(fā)電機發(fā)的電不必經(jīng)過電池而直接驅(qū)動電動機,克服了第二代增程式的缺點,且具備第二代的所有優(yōu)點,并可減少電池充電-放電10%能量損耗。其優(yōu)點是:電池進一步減少,車重減輕,降低電耗;電池的大電流工作機會少,壽命延長;電池用量少,成本進一步降低;再算上高節(jié)油率,車輛全生命周期總費用遠低于同級別燃油車。而且,該技術(shù)適用于各種車輛,有助于節(jié)能減排。
















