從新能源汽車的著火原因看動力電池的優(yōu)劣
日期：2024-10-16 10:20:49 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：542新能源汽車走入大眾生活以來，發(fā)生自燃和起火事件是屢見不鮮，每次事故都備受市場關(guān)注，新能源汽車電池因事故起火不是最要命的，就像傳統(tǒng)燃油車發(fā)生事故會導(dǎo)致車輛燃燒一樣，這并非車輛本身的技術(shù)、質(zhì)量等問題造成的，是可以控制的，不過在眾多的起火事件中，需要認(rèn)真分析，有區(qū)別的對待問題，分析新能源汽車起火的原因，確定電池安全的影響因素。
目前電動汽車用動力電池主要包括鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池三類化學(xué)體系，其中鋰離子電池用正極材料包括磷酸鐵鋰(LFP)、錳酸鋰(LMO)、鎳鈷錳酸鋰氧化物(NCM)、鎳鈷鋁酸鋰氧化物(NCA)，負(fù)極材料主要采用石墨碳材料，在電動汽車中應(yīng)用較為廣泛。
對電動汽車著火事件進(jìn)行綜合分析后，發(fā)現(xiàn)著火原因主要集中在兩個方面：
一是，車輛動態(tài)運(yùn)行中，重大碰撞事故導(dǎo)致電池起火，這方面問題燃油車也難以避免，市場不應(yīng)該過度地去解讀電池質(zhì)量、安全等問題，而是需要更多地關(guān)注車輛被動安全中對車主生命的保障能力;二是，車輛靜態(tài)放置下，由于電池系統(tǒng)管理不完善、通訊不兼容、與充電設(shè)備通訊障礙導(dǎo)致的電池過充、短路、漏液等問題不能提前監(jiān)控、報(bào)警，從而引起熱失控、自燃、起火等問題，這方面是需要電池、BMS、Pack、整車、充電樁等多方共同合作來完成的，各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)合作，通過電池管理系統(tǒng)(BMS)實(shí)現(xiàn)對電池安全的被動安全管理。
在新能源汽車安全性問題中，最易發(fā)生問題的環(huán)節(jié)卻是充電環(huán)節(jié)。由于電壓、電流過高，或電池過充等導(dǎo)致電池?zé)崾Э貜亩l(fā)燃燒，所以通過CAN通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)充電設(shè)備與電池管理系統(tǒng)之間的實(shí)時通訊是非常重要的。
下面是一個電動動力系統(tǒng)中電池的幾個重要指標(biāo)：
安全性：是選擇電動汽車電池的最重要的指標(biāo)之一。一次意外在媒體和輿論的放大下就可能使大眾否定這款電動汽車。類似的問題在100年前也是發(fā)生過的，例如蒸汽引擎和汽油坦克爆炸。人們主要關(guān)心的就是電池的熱失控。用堅(jiān)固的配件及精心設(shè)計(jì)的安全電路應(yīng)該可以基本解決這個問題，但仍然可能存在風(fēng)險(xiǎn)。電池經(jīng)過濫用和長時間的使用后必須確保其安全性。
壽命：反應(yīng)了電池的循環(huán)次數(shù)和儲存壽命。大多數(shù)電動汽車的電池壽命可以保證汽車在使用8-10年內(nèi)，充電一次能夠行駛160公里(約100英里)。電池老化引起的電池容量衰減是一個很嚴(yán)重的問題(尤其是在炎熱的氣候里)。而汽車制造商缺少用戶在不同的條件和氣候下電池的老化數(shù)據(jù)。因此廠商通常會增大電池組的尺寸來補(bǔ)償電池容量的損失，以保證汽車在規(guī)定年限內(nèi)能正常使用。
電池的高低溫性能：反映了電動車中的電池在極熱的夏天和很低的溫度下的性能。不像內(nèi)燃機(jī)能在大的溫度范圍內(nèi)正常工作，電動汽車電池對溫度的要求比較高。當(dāng)車輛的動力來源僅僅只有電池的時候，那調(diào)節(jié)電池的溫度、車內(nèi)部的加熱以及降溫所需要的能量也將都來自電池。
比能量：即電池單位重量中含有的能量，反應(yīng)了汽車可行駛里程。人們清楚地認(rèn)識到，電池單位重量輸出的能量僅占化石燃料的1%。汽油1kg(1.4升0.37加侖)產(chǎn)能約12kWh，而1kg電池只有120Wh左右。但是我們要知道，電動機(jī)效率高于90%，而內(nèi)燃機(jī)只有30%左右。盡管效率差這么大，電池的儲能能力不提高2-4倍是不可能和內(nèi)燃機(jī)相提并論的。
比功率：與汽車的加速能力有關(guān)，大多數(shù)電動汽車電池比功率都不低。電動機(jī)與相同馬力的內(nèi)燃機(jī)相比有更好扭矩比。
成本：這是電動汽車的主要劣勢。BCG預(yù)測，很難將電池的目標(biāo)成本限定在$250-400/KWh。而且還有別的因素促使成本增加，比如規(guī)定安全保護(hù)電路，電池管理狀態(tài)，環(huán)境溫度控制保持，和8-10年的保修期。這些因素導(dǎo)致電池的價(jià)格相當(dāng)于一臺非電動汽車的價(jià)錢，基本上電動汽車的價(jià)錢要再翻一倍。