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从新能源汽车的着火原因看动力电池的优劣
文章来源:未知      发布者:admin
从新能源汽车的着火原因看动力电池的优劣
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来源:中国电动车 时间:2015-08-28 08:48 编辑:周奕
新能源汽车走入大众生活以来,发生自燃和起火事件是屡见不鲜,每次事故都备受市场关注,新能源汽车电池因事故起火不是最要命的,就像传统燃油车发生事故会导致车辆燃烧一样,这并非车辆本身的技术、质量等问题造成的,是可以控制的,不过在众多的起火事件中,需要认真分析,有区别的对待问题,分析新能源汽车起火的原因,确定电池安全的影响因素。
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目前电动汽车用动力电池主要包括镍氢电池、锂离子电池和燃料电池三类化学体系,其中锂离子电池用正极材料包括磷酸铁锂(LFP)、锰酸锂(LMO)、镍钴锰酸锂氧化物(NCM)、镍钴铝酸锂氧化物(NCA),负极材料主要采用石墨碳材料,在电动汽车中应用较为广泛。
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(图片来自新能源汽车产业周刊)
对电动汽车着火事件进行综合分析后,发现着火原因主要集中在两个方面:
一是,车辆动态运行中,重大碰撞事故导致电池起火,这方面问题燃油车也难以避免,市场不应该过度地去解读电池质量、安全等问题,而是需要更多地关注车辆被动安全中对车主生命的保障能力;二是,车辆静态放置下,由于电池系统管理不完善、通讯不兼容、与充电设备通讯障碍导致的电池过充、短路、漏液等问题不能提前监控、报警,从而引起热失控、自燃、起火等问题,这方面是需要电池、BMS、Pack、整车、充电桩等多方共同合作来完成的,各个环节的协调合作,通过电池管理系统(BMS)实现对电池安全的被动安全管理。
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在新能源汽车安全性问题中,最易发生问题的环节却是充电环节。由于电压、电流过高,或电池过充等导致电池热失控从而引发燃烧,所以通过CAN通讯协议实现充电设备与电池管理系统之间的实时通讯是非常重要的。
下面是一个电动动力系统中电池的几个重要指标:
安全性:是选择电动汽车电池的最重要的指标之一。一次意外在媒体和舆论的放大下就可能使大众否定这款电动汽车。类似的问题在100年前也是发生过的,例如蒸汽引擎和汽油坦克爆炸。人们主要关心的就是电池的热失控。用坚固的配件及精心设计的安全电路应该可以基本解决这个问题,但仍然可能存在风险。电池经过滥用和长时间的使用后必须确保其安全性。
寿命:反应了电池的循环次数和储存寿命。大多数电动汽车的电池寿命可以保证汽车在使用8-10年内,充电一次能够行驶160公里(约100英里)。电池老化引起的电池容量衰减是一个很严重的问题(尤其是在炎热的气候里)。而汽车制造商缺少用户在不同的条件和气候下电池的老化数据。因此厂商通常会增大电池组的尺寸来补偿电池容量的损失,以保证汽车在规定年限内能正常使用。
电池的高低温性能:反映了电动车中的电池在极热的夏天和很低的温度下的性能。不像内燃机能在大的温度范围内正常工作,电动汽车电池对温度的要求比较高。当车辆的动力来源仅仅只有电池的时候,那调节电池的温度、车内部的加热以及降温所需要的能量也将都来自电池。
比能量:即电池单位重量中含有的能量,反应了汽车可行驶里程。人们清楚地认识到,电池单位重量输出的能量仅占化石燃料的1%。汽油1kg(1.4升0.37加仑)产能约12kWh,而1kg电池只有120Wh左右。但是我们要知道,电动机效率高于90%,而内燃机只有30%左右。尽管效率差这么大,电池的储能能力不提高2-4倍是不可能和内燃机相提并论的。
比功率:与汽车的加速能力有关,大多数电动汽车电池比功率都不低。电动机与相同马力的内燃机相比有更好扭矩比。
成本:这是电动汽车的主要劣势。BCG预测,很难将电池的目标成本限定在$250-400/KWh。而且还有别的因素促使成本增加,比如规定安全保护电路,电池管理状态,环境温度控制保持,和8-10年的保修期。这些因素导致电池的价格相当于一台非电动汽车的价钱,基本上电动汽车的价钱要再翻一倍。




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