锂电着火、氢气爆炸,新能源汽车到底安不安全

能源汽车
发布日期
2019-04-06 08:02
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12月15日万钢在《人民日报》撰文再次表明发展新能源汽车是国家战略!我国新能源汽车全面替代燃油车已是定局!以电动车为例,2018年,在国内车市整体下滑的情况下,电动车销量逆势上升,未来交通电气化带来的新能源汽车市场空间巨大。  

图1 国内新能源汽车销量

 

锂电着火、氢气爆炸,新能源汽车到底安不安全

 

然而,随着电动车销量火爆,电动车起火事故也越来越多。据不完全统计,截止到今年10月份,国内就有40多起电动汽车起火事故,考虑到国内电动车保有量在200万辆左右,这40起事故已经足够引起消费者对电动车安全性的恐慌。新能源汽车到底安不安全?上述锂电着火原因究竟是电动车技术不够安全,还是电池企业生产不过关导致?

图2 电动车起火事故盘点

 

锂电着火、氢气爆炸,新能源汽车到底安不安全

 

受锂电着火负面影响,消费者对氢燃料电池汽车也充满恐惧,如网络上流传的天然气汽车爆炸视频、辛登堡飞艇氢气爆炸的惨烈画面等,让消费者心惊胆战,常常是谈氢色变!虽然丰田、巴拉德已经对氢燃料电池汽车的安全技术做过十分详细报道,国外也有多年整车安全运营经验,但这些还不足以完全消除普通费者内心疑虑!氢燃料电池汽车中高达35MPa甚至70MPa的储氢罐压力会不会爆炸?尤其在极端碰撞(见图3),如高速公路两车相撞、大卡车追尾的极端情况下,氢燃料电池汽车是不是比燃油车更不安全?这些问题是网络、论坛和业内工程师之间讨论最多的话题。

图3 碰撞车祸

 

锂电着火、氢气爆炸,新能源汽车到底安不安全

 

虽然中国新能源汽车是世界电动车发展潮流领跑者,但相比国外汽车强国的百年积淀,我们还在路上,或者说万里长征只走了第一步。中国电动车正在面临市场化考验,中国氢燃料电池车也正在接受产业化检验。氢云链问卷调查结果显示,相比续航里程不足,新能源汽车用户真正的焦虑点是安全隐患!如何让消费者接受或者理解新能源汽车跟燃油车一样安全,是实现电动车市场化、氢燃料电池车产业化的基本前提。为此,本文专门讨论上述锂电着火、氢气爆炸这两个新能源汽车安全问题,给普通消费者分析下新能源汽车到底安不安全。

我们先看一下锂电自燃危险来源。

 

锂电池汽车着火通常发生在以下四种情况:

 

1)充电过程中燃烧;2)电池行驶或放置过程中发生的燃烧;3)汽车事故引发的燃烧;4)涉水引发的燃烧。这四种场景中,充电过程中的燃烧是最为常见的。

 

锂电池汽车着火原因可以概括为以下三类:

 

(1)机械电气问题,如碰撞、穿刺、浸水、引燃等。碰撞会导致锂电池内部结构损坏或外壳破损,严重情况下会导致锂电池的电极暴露在空气中;穿刺会导致隔膜破损,导致内部短路;浸水后若水进入电池,会与锂发生剧烈的化学反应。

 

(2)电化学和产品质量问题,比如过充过放、过热、内部短路。过充过放容易造成膨胀鼓包、电极析锂刺破隔膜等;过热可能由于热管理失效引起,短时间内电池释放大量热量导致热失控;内部短路则是由于内部结构破损引起。

 

(3)厂商和消费者的问题,如厂商为了减少成本,降低生产安全要求,偷工减料,防护措施不到位,或是为了追求补贴,缩短电池产品测试验证时间,技术验证周期偏短导致了技术验证不足、工程解决方案不成熟。而消费者私自改装,使用和保养不当,也会增加电池着火风险。

   

如何解决目前锂电池汽车的着火问题?

 

(1)高安全性的固态电池技术:固态电池最大优点是电解质为固体,没有漏液、挥发、膨胀的风险,其高机械强度能够阻止锂枝晶穿透造成内部短路,并且可以将负极的锂与空气隔绝,可以大幅提高安全性能,从而解决锂电自燃问题。

 

(2)提高BMS,热管理系统水平:通过持续性提高BMS水平可以解决电池过充过放问题,改进热管理系统可以解决电池过热问题,从而解决锂电自燃问题。例如增加电池的监控传感器,空冷系统改为水冷等。

 

(3)加强产品监管和追责力度:加强电池产品、汽车产品出厂安全检测,提高事故追责力度可以大幅降低厂商生产方面的问题。尽可能杜绝锂电自燃问题。

 

综上,未来固态电池技术能否解决当前电池着火的问题,要取决于技术水平、厂家品控、监管力度等各方面因素。

 

责编:陈佳佳
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