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解讀三元鋰電池客車(chē)暫停令:公共交通領(lǐng)域 安全第一

時(shí)間:2016-03-21 10:13來(lái)源:蓋世汽車(chē)·新能源 作者:西顧
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       雖然距工信部宣布“暫停三元鋰電池客車(chē)列入新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄”的決定已經(jīng)兩月,但是業(yè)界關(guān)于此決定的熱議仍在持續(xù)發(fā)酵。那么三元和磷酸鐵鋰電池安全性誰(shuí)更勝一籌?三元電池在客車(chē)被禁是否應(yīng)該?
 
  三元燃燒似火藥,磷酸鐵鋰燃燒像煤
 
  化學(xué)里面我們都學(xué)過(guò),燃燒有三個(gè)基本要素:助燃物、可燃物、著火源。那么在鋰電池里面,不同正極材料一旦燃燒起來(lái)有什么不同呢?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,行業(yè)專(zhuān)家給出了如下的解釋?zhuān)?/span>
 
  三元材料的燃燒特性比較像火藥�;鹚幹砸稽c(diǎn)就燃,是因?yàn)榛鹚幚锖邢跛猁}成分,遇熱分解產(chǎn)生氧氣,向硫磺和碳提供燃燒要素。一旦開(kāi)始燃燒后,硝酸鹽連續(xù)釋放氧氣,于是火藥進(jìn)入“熱失控”狀態(tài),釋放出威力巨大的能量。與之類(lèi)似的,三元材料熱穩(wěn)定性較差,在200℃左右的外界溫度下,就會(huì)分解并釋放出氧氣,與電池里的可燃的電解液、碳材料一起,一點(diǎn)就著。產(chǎn)生的熱量會(huì)進(jìn)一步加劇正極的分解,造成與火藥類(lèi)似的“熱失控”。三元鋰電池一旦著火,在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。去年使用了三元電池的香港品牌巴士在幾十秒內(nèi)爆燃,并付之一炬就是典型的例子。
 
  而磷酸鐵鋰的燃燒就像煤燃燒過(guò)程。煤的燃點(diǎn)高,而且燃燒需要消耗外部氧氣。它的燃燒過(guò)程是一個(gè)熱量傳遞、逐漸消耗空氣中的氧氣的過(guò)程。類(lèi)似的,磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定性好,在700℃時(shí)才會(huì)發(fā)生分解,即使分解也不會(huì)釋放氧氣。所以磷酸鐵鋰電池的燃燒需要外部提供氧氣,一旦氧氣源被切斷,火就能熄滅。在極端的情況下,磷酸鐵鋰的燃燒也不激烈,而且火勢(shì)擴(kuò)大也比較緩慢,起火也比較容易被撲滅。
 
  三元系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是磷酸鐵鋰十倍以上
 
  從以上分析不難看出,就材料層面來(lái)看,三元材料相對(duì)磷酸鐵鋰的安全性有本質(zhì)差別。要達(dá)到與磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)同等安全性,三元電池系統(tǒng)在整車(chē)、動(dòng)力電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池包、模組、電芯等不同層面的安全挑戰(zhàn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰。打個(gè)比方,我們?cè)谶\(yùn)輸煤炭的時(shí)候,一般是無(wú)需特殊防護(hù)。而運(yùn)輸火藥,則需要特別小心,由專(zhuān)門(mén)組織用特殊車(chē)輛進(jìn)行運(yùn)輸。
 
  那怎樣才能消除三元材料的危險(xiǎn)性呢?業(yè)界翹楚特斯拉從2003年起就展開(kāi)了大膽嘗試,大約花了10年的時(shí)間,研發(fā)相應(yīng)的安全技術(shù)。目前頂配的ModelS使用了接近7000顆松下產(chǎn)三元鋰電池,對(duì)電池兩次分組,做串并聯(lián)。設(shè)置傳感器,感知每顆電池的工作狀態(tài)和溫度情況,由電池控制系統(tǒng)進(jìn)行控制,防止出現(xiàn)過(guò)熱短路溫度差異等危險(xiǎn)情況。此外,特斯拉在碰撞防護(hù)上也可謂是做足了工夫,大量使用了高強(qiáng)度鋁合金、超高強(qiáng)鋼、防彈復(fù)合材料。
 
  然而在這樣的嚴(yán)密防護(hù)下,特斯拉也沒(méi)有與事故無(wú)緣。從去年新聞報(bào)道的幾起特斯拉起火的事件來(lái)看,三元鋰電池遇穿刺會(huì)短路噴火,正是其層層盔甲下的“軟肋”。遇到極端情況或外力擊破了保護(hù),特斯拉依然會(huì)起火,只是特斯拉的重重保護(hù)給了車(chē)主一定的逃生時(shí)間,因此沒(méi)有發(fā)生重大的傷亡事件。
 
        在小轎車(chē)的領(lǐng)域,目前主流的大型車(chē)廠展開(kāi)的三元實(shí)踐也與特斯拉類(lèi)似。通過(guò)數(shù)年的項(xiàng)目研發(fā)周期,通過(guò)嚴(yán)密的設(shè)計(jì)和層層的驗(yàn)證,消除各種可能的安全隱患,并保證上市時(shí)車(chē)輛的整體安全性。其核心質(zhì)量策略,可以說(shuō)是“以時(shí)間換取質(zhì)量”。決定這些大型車(chē)廠這么做的原因,正是他們對(duì)保證乘客生命安全的高壓線態(tài)度。
 
  公共交通領(lǐng)域 需堅(jiān)守安全底線
 
  基于特殊的歷史原因,中國(guó)的客車(chē)企業(yè)并沒(méi)有轎車(chē)企業(yè)類(lèi)似的正向開(kāi)發(fā)流程。通常一款新的客車(chē),從構(gòu)思到上市也就是3-6個(gè)月的時(shí)間。支撐這個(gè)“中國(guó)客車(chē)速度”的,是完全成熟的柴油機(jī)、變速器生產(chǎn),以及相對(duì)簡(jiǎn)單的車(chē)體結(jié)構(gòu)。
 
  然而在新能源客車(chē)領(lǐng)域,因?yàn)榭蛙?chē)配電量大,載客人數(shù)多,逃生門(mén)卻比較少。對(duì)安全性的要求實(shí)質(zhì)上是要遠(yuǎn)高于乘用車(chē)的。如果我們還是抄襲“中國(guó)客車(chē)速度”,不以嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的態(tài)度去對(duì)待安全這個(gè)底線,那么新能源客車(chē)行業(yè)出事故就是難以避免的。其實(shí),在整個(gè)2015年,經(jīng)媒體公開(kāi)報(bào)道的新能源客車(chē)起火的事故就有11起。不幸中的萬(wàn)幸是,其中使用磷酸鐵鋰的車(chē)輛,起火時(shí)相對(duì)緩慢的速度,使得乘客得以全部逃生。而發(fā)生爆燃的三元電池客車(chē),是在無(wú)人狀態(tài)下出事的,從而避免了更大的人身傷亡事故。
 
  筆者并不是說(shuō)客車(chē)起火是好事情。所有的客車(chē)廠應(yīng)該吸取這些嚴(yán)重的教訓(xùn),以更嚴(yán)謹(jǐn)、更慎重、更安全的態(tài)度研發(fā)產(chǎn)品,而不是一味追求經(jīng)濟(jì)利益,對(duì)公眾安全掉以輕心�,F(xiàn)在是還沒(méi)出現(xiàn)重大安全責(zé)任事故,但萬(wàn)一出了呢?那就會(huì)對(duì)行業(yè)產(chǎn)生巨大的打擊,很可能是“一顆老鼠屎,毀了一鍋湯”,毀滅了整個(gè)新能源汽車(chē)行業(yè)。
 
  別忘了,在安全與性能的取舍上,公眾安全永遠(yuǎn)是重中之重。對(duì)三元材料而言,雖然表面上國(guó)家暫時(shí)關(guān)閉了一扇“門(mén)“,別忘了還留著一扇“窗”。只要認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_(kāi)發(fā),三元材料在乘用車(chē)、專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)依然有廣闊的應(yīng)用,這些市場(chǎng)的規(guī)模也更大,更有潛力。什么時(shí)候,當(dāng)三元電池系統(tǒng)解決了熱穩(wěn)定問(wèn)題,提高了系統(tǒng)安全性,通過(guò)了比轎車(chē)更為嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,相信那便是“門(mén)”打開(kāi)之時(shí)。
 
  為此,筆者要為工信部暫停三元的正確決策大聲喝彩!
 
(責(zé)任編輯:admin)
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    4月23日晚間,天齊鋰業(yè)發(fā)布業(yè)績(jī)預(yù)告,預(yù)計(jì)今年第一季度同比由盈轉(zhuǎn)虧。 同日晚間,深交所對(duì)天齊鋰業(yè)下發(fā)關(guān)注函,要求其結(jié)合主營(yíng)業(yè)務(wù)開(kāi)展情況、產(chǎn)品產(chǎn)銷(xiāo)量、產(chǎn)品價(jià)格等,分析2024年一季度虧損較2023年四季度大幅增加的原因,并說(shuō)明是否存在持續(xù)虧損風(fēng)險(xiǎn)等。 鋰
    2024-04-25 09:30
  • 又有車(chē)企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間!

    當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日,日產(chǎn)汽車(chē)公開(kāi)全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場(chǎng)所,在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬(wàn)平方米空間,為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。 日產(chǎn)計(jì)劃2025年3月開(kāi)始生產(chǎn)全固態(tài)電池,目標(biāo)2028年度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹,全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離
    2024-04-18 08:43
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