新形勢(shì):電動(dòng)汽車(chē)電池如何“過(guò)五關(guān)”
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 2012-7-29 關(guān)鍵詞:工業(yè)自動(dòng)化 電動(dòng)汽車(chē) 電池 在國(guó)家大力支持純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的大環(huán)境下,2012年發(fā)生的幾起電動(dòng)車(chē)充電起火事件給純電動(dòng)汽車(chē)的推廣應(yīng)用抹上了一層陰影,純電動(dòng)汽車(chē)成為市場(chǎng)寵兒尚需時(shí)日。 由于生產(chǎn)鋰電池不會(huì)造成當(dāng)前嚴(yán)重危害民眾健康的重金屬污染,電池壽命、生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)保效果、比能量等方面優(yōu)于傳統(tǒng)的鉛酸電池及鎳鎘電池,鋰電池逐步成為支撐電動(dòng)車(chē)發(fā)展的主要?jiǎng)恿υ?,并間接推動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)成為“十二五”時(shí)期國(guó)家選擇新能源汽車(chē)發(fā)展的主要方向。2012年4月,科技部發(fā)布《電動(dòng)汽車(chē)科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》提出電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化第二階段(2010-2015年)開(kāi)展以能量型鋰離子動(dòng)力電池為重點(diǎn)的動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)我國(guó)車(chē)用動(dòng)力電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)突破?! ∪欢?,近幾個(gè)月頻頻發(fā)生的鋰電車(chē)動(dòng)力電池充電起火事件難免使人對(duì)未來(lái)以鋰電為主要?jiǎng)恿υ吹募冸妱?dòng)汽車(chē)的安全性能產(chǎn)生一絲憂慮。據(jù)東南網(wǎng)-海峽都市報(bào)導(dǎo),福建省仙游縣2012年3月21日發(fā)生鋰電池電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池充電起火事件,有關(guān)部門(mén)出具證明是“因綠源電動(dòng)車(chē)鋰電池充電期間發(fā)生爆炸,引發(fā)火災(zāi)”。2012年4月11日,北京市海淀區(qū)一戶居民家發(fā)生綠源鋰離子電動(dòng)車(chē)電池爆炸事故。江蘇省新聞今年初也報(bào)導(dǎo)了南京一起鋰電自行車(chē)爆炸事件,與前文兩起不同的是,南京這起事件是在鋰電自行車(chē)行進(jìn)中,鋰電池爆炸起火,據(jù)該車(chē)的所有者小李反映,這輛車(chē)買(mǎi)來(lái)時(shí)出現(xiàn)過(guò)無(wú)法充電的現(xiàn)象。數(shù)月間接連發(fā)生的3起鋰電車(chē)爆炸起火事件使鋰電池的安全性能受到質(zhì)疑。并且,由于電動(dòng)自行車(chē)用的鋰電池爆炸起火的破壞力比常見(jiàn)手機(jī)鋰電池更強(qiáng),對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的損害程度也更大。據(jù)仙游縣受害者描述,電池芯如同子彈噴射連環(huán)爆炸,引發(fā)火災(zāi)、燒毀房屋、屋內(nèi)被燒得面目全非,場(chǎng)面觸目驚心。在海淀居民家客廳充電的鋰電池爆炸不僅震碎了與客廳相連陽(yáng)臺(tái)的玻璃,還險(xiǎn)些傷及住戶?! ∧壳颁囯娮孕熊?chē)一般由串聯(lián)的鋰離子電池組提供動(dòng)力,這種鋰離子電池組也被當(dāng)前多數(shù)企業(yè)用作純電動(dòng)汽車(chē)的配套動(dòng)力電池,為純電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力。如湖北國(guó)通青山新能源高科技有限公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)磷酸鐵礬鋰離子電池,為東風(fēng)純電動(dòng)汽車(chē)配套。由于純電動(dòng)汽車(chē)配套鋰離子電池的基本原理與鋰電自行車(chē)電池的原理基本一致,所不同的是純電動(dòng)汽車(chē)需要電池提供更大的能量,需要串聯(lián)更多單體電池,對(duì)電池一致性和技術(shù)的要求更高,而電池技術(shù)尚不成熟,所以比鋰電自行車(chē)更容易出現(xiàn)事故。并且,由于配套純電動(dòng)汽車(chē)所需的電池能量要遠(yuǎn)高于鋰電自行車(chē),發(fā)生爆炸事故,其破壞力也將超過(guò)鋰電自行車(chē)。從鋰電池自身特性、當(dāng)前我國(guó)汽車(chē)用鋰離子電池的技術(shù)水平及相關(guān)安全保障設(shè)施看,我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展還存在較多的隱憂。 首先,鋰電池工作溫度等方面的要求使純電動(dòng)汽車(chē)在極端條件下行駛存在引發(fā)事故的可能。由于純電動(dòng)汽車(chē)用鋰電池工作電流大,產(chǎn)熱量大,加之電池包內(nèi)部是一個(gè)相對(duì)密閉的環(huán)境,這會(huì)造成電池使用過(guò)程中溫度上升,如果外部工作溫度過(guò)高,會(huì)降低電池向外散熱的效果,導(dǎo)致電池工作環(huán)境溫度過(guò)高。低溫下,鋰電池多使用的有機(jī)電解液的電導(dǎo)率會(huì)下降,電池內(nèi)阻增大,影響純電動(dòng)汽車(chē)的啟動(dòng)性能。因此,鋰電池的環(huán)境溫度不易過(guò)高或過(guò)低,高溫、低溫等極端環(huán)境均是以鋰電池為主要?jiǎng)恿Φ募冸妱?dòng)汽車(chē)發(fā)生事故的誘因。然而,在國(guó)家新能源汽車(chē),特別是純電動(dòng)汽車(chē)政策的大力支持下,各地相關(guān)政府部門(mén)和企業(yè)近年來(lái)加速研制推廣不同型號(hào)的純電動(dòng)汽車(chē),從研制到投入使用一般不會(huì)超過(guò)2年。并且,根據(jù)當(dāng)前純電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)公布的新車(chē)情況,其推出新車(chē)前做的檢測(cè)大部分是在比較理想條件下完成的,缺乏在極端環(huán)境及長(zhǎng)時(shí)間行駛條件下對(duì)不同動(dòng)力電池性能的測(cè)試。這種汽車(chē)是否適應(yīng)北方冬季低溫和南方夏季高溫環(huán)境下的長(zhǎng)時(shí)間行駛,缺乏充分的數(shù)據(jù)予以證實(shí)。此外,在受到不同程度和角度的碰撞,以及在高濕度、高寒、強(qiáng)風(fēng)沙等環(huán)境下行駛時(shí)電池是否會(huì)發(fā)生爆炸,也缺乏足夠的測(cè)試數(shù)據(jù)。這對(duì)在極端環(huán)境下駕駛純電動(dòng)汽車(chē)的司機(jī)來(lái)說(shuō)具有較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。 其次,鋰電池使用不當(dāng)發(fā)生爆炸影響純電動(dòng)汽車(chē)推廣。一是過(guò)充、過(guò)放及大電流充放電均容易造成電池破壞或爆炸事故?,F(xiàn)在的科學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)得出結(jié)論,深度充放電會(huì)導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞,減少電池的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)引發(fā)爆炸等極端情況。使用大電流充放電,會(huì)給電池施加過(guò)大的壓力,也可能引發(fā)爆炸等極端情況。如果未來(lái)純電動(dòng)汽車(chē)真正走入家庭,國(guó)家部署建設(shè)的充電設(shè)施規(guī)模在未來(lái)5-10年內(nèi)難以達(dá)到當(dāng)前加油站的水平,一旦純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)打開(kāi),將難以滿足消費(fèi)者的需求,家庭或社區(qū)充電是消費(fèi)者必然的選擇,這種充電模式就難免會(huì)發(fā)生類(lèi)似鋰電自行車(chē)的電池充電爆炸事故,并且純電動(dòng)汽車(chē)電池爆炸的破壞力及對(duì)人生命財(cái)政的危害要大于自行車(chē)電池。如果在推廣初期連續(xù)發(fā)生幾次此類(lèi)事件,可能會(huì)大幅度降低消費(fèi)者對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的認(rèn)可度。二是鋰電池使用較長(zhǎng)時(shí)間后,性能會(huì)降低,發(fā)生爆炸等事故的可能性會(huì)加大。一般來(lái)講,鋰電池的使用壽命比較長(zhǎng),有鋰電自行車(chē)企業(yè)提出其配套的鋰電池可以使用6年。但是,鋰電池長(zhǎng)時(shí)間使用,電池容量會(huì)下降、電阻會(huì)增加、電池耗損會(huì)加大,安全性將大不如從前,不僅難以為純電動(dòng)汽車(chē)提高充足的動(dòng)力,發(fā)生事故的概率也會(huì)加大。如果長(zhǎng)時(shí)間使用壽命結(jié)束的鋰電池會(huì)造成電池鼓脹等情況,從而引發(fā)爆炸。由于當(dāng)前我國(guó)鋰電池的成本較高,在較短時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格難以下降到消費(fèi)者理想?yún)^(qū)間,我國(guó)目前尚未出臺(tái)禁止使用并回收到壽命電池的標(biāo)準(zhǔn)和辦法,社會(huì)對(duì)這一隱患不夠關(guān)注,高價(jià)購(gòu)買(mǎi)的電池更是很難被消費(fèi)者輕易淘汰。這將導(dǎo)致3-4年后,即2009-2010年生產(chǎn)的電池達(dá)到使用壽命時(shí),某個(gè)時(shí)間段可能會(huì)頻發(fā)由電池引發(fā)的純電動(dòng)汽車(chē)安全事故。而3-4年后還將是純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)開(kāi)拓的關(guān)鍵時(shí)期,集中爆發(fā)的安全事故或?qū)?duì)純電動(dòng)汽車(chē)的普及和推廣帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)面影響。三是綜合看當(dāng)前市場(chǎng)上的鋰電池,技術(shù)水平比較成熟的是單體電池,電動(dòng)車(chē)用的鋰電池組的技術(shù)水平千差萬(wàn)別,且整體水平偏低。目前國(guó)家希望推廣集中充電的方式,采取換電池或直接充電的辦法為純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力,各地也相應(yīng)建設(shè)了配套充電設(shè)備。這對(duì)電池企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)性能提出較高要求,即電池必須符合充電設(shè)備的可充電標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)?,政府部門(mén)建設(shè)的充電設(shè)備會(huì)以固定的電壓對(duì)電池進(jìn)行充電,這種固定的電壓可能導(dǎo)致部分企業(yè)電池大電流充電,不僅有損電池壽命,還會(huì)帶來(lái)爆炸的隱患。同時(shí),當(dāng)前電池企業(yè)很多是為純電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)提供專(zhuān)門(mén)的配套電池,純電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)為吸引消費(fèi)者往往采取具有個(gè)性化的功能設(shè)計(jì),因而對(duì)配套電池的性能要求也存在較大差異,這種反映在電池上的差異同樣會(huì)給集中充電造成一定安全隱患。反過(guò)來(lái)說(shuō),換電池的方式也存在部分電池難以適用于特定型號(hào)的純電動(dòng)汽車(chē)的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題不解決,純電動(dòng)汽車(chē)難以被消費(fèi)者接受?! “l(fā)展以純電動(dòng)汽車(chē)為主的新能源汽車(chē)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)工業(yè)彎道超車(chē)的重要手段,如果純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展順利,將成為未來(lái)支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長(zhǎng)的新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),同時(shí)將帶動(dòng)汽車(chē)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及技術(shù)的進(jìn)步。但是,就目前純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展水平看,僅電池環(huán)節(jié)就存在嚴(yán)重的安全隱患問(wèn)題,在各地大干快上的大趨勢(shì)下,這類(lèi)安全隱患難以被人關(guān)注。然而,近來(lái)發(fā)生的電動(dòng)車(chē)爆炸起火事件充分說(shuō)明了電池安全隱患一旦爆發(fā),其危害性難以估量,必須未雨綢繆,通過(guò)強(qiáng)有力的手段預(yù)防可能由電池安全隱患引發(fā)的純電動(dòng)汽車(chē)事故,做到“過(guò)5關(guān)”。 第一關(guān),電池原料關(guān)。鋰電池以其優(yōu)于鉛酸電池、鎳鎘電池等傳統(tǒng)動(dòng)力電池的特性被視為純電動(dòng)汽車(chē)重要的動(dòng)力電池。然而,鋰電池本身并不完美,受鋰元素化學(xué)活性的影響存在一定的安全隱患,目前的技術(shù)難以徹底根除。因此,必須在優(yōu)化傳統(tǒng)鋰離子電池性能的同時(shí),探索發(fā)展新型鋰電池、下一代動(dòng)力電池、燃料電池,支持電池企業(yè)與純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)結(jié)成技術(shù)聯(lián)盟,共同突破電池原料本身的屬性給純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展帶來(lái)的安全隱患?! 〉诙P(guān),電池質(zhì)量關(guān)。質(zhì)量是產(chǎn)品被消費(fèi)者廣泛接受的關(guān)鍵要素。特別當(dāng)產(chǎn)品處于市場(chǎng)培育期時(shí),整體質(zhì)量水平直接決定該產(chǎn)品能否快速打開(kāi)市場(chǎng),這段時(shí)間里,無(wú)論哪一件同類(lèi)產(chǎn)品造成社會(huì)負(fù)面影響,此類(lèi)產(chǎn)品的整體形象都會(huì)在消費(fèi)者心目中大打折扣。特別是當(dāng)前為純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)電池的企業(yè)數(shù)量眾多,技術(shù)、工藝水平參差不齊,且電池隔膜、電解液、制造工藝等方面的關(guān)鍵技術(shù)一直未能有突破式的進(jìn)展,相關(guān)企業(yè)就必須保證電池出廠時(shí)的質(zhì)量,尤其是電池防爆、防自燃等方面的保護(hù)措施一定要完善,目前常規(guī)的保護(hù)設(shè)計(jì)必須要有,出現(xiàn)電池質(zhì)量問(wèn)題要嚴(yán)格追究電池生產(chǎn)企業(yè)的責(zé)任。如果是電池生產(chǎn)企業(yè)為某企業(yè)的純電動(dòng)汽車(chē)提高配套電池,且該款電池存在嚴(yán)重的安全隱患,要同時(shí)追究雙方的責(zé)任。工業(yè)行業(yè)管理部門(mén)應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)的市場(chǎng)準(zhǔn)入制度,通過(guò)技術(shù)、工藝、安全性等準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范電池企業(yè)生產(chǎn)。同時(shí),質(zhì)檢部門(mén)必須對(duì)出廠的電池進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn),防止劣質(zhì)電池進(jìn)入市場(chǎng)?! 〉谌P(guān),電池使用關(guān)。近年來(lái)鋰電池產(chǎn)品爆炸事件的增多很大程度上是消費(fèi)者未能注意鋰電池產(chǎn)品的使用細(xì)節(jié),不能正確使用鋰電池產(chǎn)品造成的。建議有關(guān)政府部門(mén)和企業(yè)在這方面對(duì)消費(fèi)者使用電池的行為進(jìn)行正確引導(dǎo),出臺(tái)相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行規(guī)范,重點(diǎn)在引導(dǎo)消費(fèi)者如何正確對(duì)電池進(jìn)行充放電和存放,如何發(fā)現(xiàn)電池使用過(guò)程中出現(xiàn)的可能引發(fā)安全事故的隱患,同時(shí)要對(duì)電池充放電的時(shí)間、環(huán)境及到壽命電池的禁止使用和回收做出嚴(yán)格的規(guī)范。 第四關(guān),電池測(cè)試關(guān)。測(cè)試是在近年來(lái)純電動(dòng)汽車(chē)蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)下,地方有關(guān)政府部門(mén)和企業(yè)一直忽視的問(wèn)題。由于缺少各種條件、環(huán)境下純電動(dòng)汽車(chē)行駛、碰撞等方面充分的測(cè)試數(shù)據(jù),導(dǎo)致很多企業(yè)和地方政府部門(mén)認(rèn)為本地的純電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有問(wèn)題,從而過(guò)早地推向市場(chǎng)。同時(shí),制定標(biāo)準(zhǔn)的部門(mén)也很難確定純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展應(yīng)采取怎樣的標(biāo)準(zhǔn),電池方面存在一些安全隱患也因此被掩蓋。但這并不代表這種隱患被消除,相反極有可能在未來(lái)某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)集中爆發(fā)。因此,在未能獲得充分測(cè)試數(shù)據(jù)的情況下,純電動(dòng)汽車(chē)的推廣還應(yīng)緩行。建議有關(guān)政府部門(mén)協(xié)調(diào)組織相關(guān)科研單位、電池生產(chǎn)企業(yè)、純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)共同做好純電動(dòng)汽車(chē)及電池的相關(guān)測(cè)試工作?! 〉谖尻P(guān),電池標(biāo)準(zhǔn)關(guān)。由于純電動(dòng)汽車(chē)及配套動(dòng)力電池行業(yè)尚處培育發(fā)展期,國(guó)家政策的大力支持會(huì)吸引資金流入這個(gè)領(lǐng)域,大量企業(yè)蜂擁而入,勢(shì)必造成電池產(chǎn)品市場(chǎng)整體技術(shù)水平、性能標(biāo)準(zhǔn)參差不齊。而國(guó)家在純電動(dòng)汽車(chē)充電方面的考慮則要求電池必須滿足一定標(biāo)準(zhǔn),此外對(duì)生產(chǎn)電池的技術(shù)、工業(yè)、基本性能、安全性及使用操作等方面也需要有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。因此,建議有關(guān)部門(mén)根據(jù)充分測(cè)試得來(lái)各種電池使用過(guò)程中的數(shù)據(jù)及充電設(shè)備和純電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池的性能要求,盡快制定純電動(dòng)汽車(chē)電池標(biāo)準(zhǔn)。
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