文章來源:本站 瀏覽量:1372 發(fā)布日期:2019-08-23
文章正文 最近電動汽車可是又“火”了一把,電池起火讓剛剛放下里程焦慮的消費(fèi)者們又多了一塊心病,動力電池究竟有哪些種類、有什么性能優(yōu)劣勢以及為何會起火?今天我們帶大家從電芯到電池組逐一解析。
一、動力電池的類別
首先我們常見的新能源電動汽車所搭載的電池,使用環(huán)境相對惡劣,且對容量、體積及重量等一些參數(shù)有較高的要求,其中電池主要性能指標(biāo)包括:電壓、容量、內(nèi)阻、能量、能量密度、功率、使用壽命,在眾多可循環(huán)使用電池中,鋰電池的各方面性能參數(shù)最為適合純電動汽車的使用場景。
鋰離子電池屬于新一代電池,也是目前對容量要求較高的用電器使用較多的電池。在新能源電動汽車上,主要使用磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池,所謂磷酸鐵鋰電池,是指正極材料采用磷酸鐵鋰的鋰離子電池,早期由于其造價低(不含稀有貴金屬,磷、鐵資源豐富,價格低)、熱穩(wěn)定性好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),磷酸鐵鋰電池被用作動力電池。
不過隨著用戶對續(xù)航里程的要求提高,在乘用車領(lǐng)域,相對來講能量密度較低的磷酸鐵鋰電池逐漸被三元鋰電池替代。而在商業(yè)用車及公交車上,磷酸鐵鋰電池還會有一些應(yīng)用,主要針對行駛路徑相對固定或短途運(yùn)輸?shù)能囕v,因?yàn)榈统杀炯案甙踩詫τ谏虡I(yè)用途來講更重要。
三元鋰電池的全稱為“正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等三元聚合物的鋰離子二次電池”。 根據(jù)正極材料的混合比例不同,三元鋰電池分為多個體系,例如NCM811、NCM622、NCM333,數(shù)字代表3種元素的混合比例,例如NCM811內(nèi)的鎳鈷錳以8:1:1為混合比例,也是目前能量密度最高的鎳鈷錳三元鋰電池。不過配比調(diào)整也存在利弊,鎳(Ni)提高后隨之容量提升,但穩(wěn)定性也會降低,電池安全性受影響。對于新能源車來說,續(xù)航里程的提高是硬性指標(biāo),而安全方面更為重要。
二、不同外形電芯的特性
新能源電動汽車要求電池組的比能量高、比功率大、充放電效率高、相對穩(wěn)定性好、使用成本低、安全性好。有這么多的要求,對電芯的要求非常嚴(yán)格。在車內(nèi)電芯并不是獨(dú)立存在的,需經(jīng)過編排成為電池組,結(jié)合車身結(jié)構(gòu)、散熱系統(tǒng)及電控系統(tǒng),組成一套密閉的電池組,為車輛供電。
根據(jù)需求,電池廠商將電池包裝成多種外形,滿足不同車型的需求,目前常用的有圓柱型、方形、軟包電池,車企會根據(jù)不同車型設(shè)計(jì)電池組,選擇相應(yīng)的電芯布置在電池組內(nèi)部。
各類形狀電芯優(yōu)劣勢對比 | ||||
制造工藝 | 優(yōu)勢 | 劣勢 | 特性 | |
圓柱 | 圓形卷繞式 | 一致性好、工藝成熟、成本低、組成靈活 | 成組后散熱系統(tǒng)復(fù)雜,能量密度低 | 外殼材質(zhì)多數(shù)為鋼,造成能量密度低 |
方形 | 方形卷繞式 | 散熱性能好、組成靈活、殼體高硬度提升安全性 | 尺寸相對固定導(dǎo)致成本高 | 鋼制殼體過重,目前部分換為鋁制殼體 |
軟包 | 方形層疊式 | 重點(diǎn)輕、能量密度高、尺寸變化靈活 | 強(qiáng)度差易損、易漏液、成組后散熱系統(tǒng)復(fù)雜、一致性差 | 鋁塑膜為電池外包裝,導(dǎo)致易損,適合固態(tài)電池 |
圓柱狀電池:
圓柱型電池我們常見的型號有18650,這一組數(shù)字代表著圓柱的直徑為18mm,長度為65mm,0表示為圓形柱狀電池。18650電芯具有高功率輸出和高能量密度的特點(diǎn),滿足高續(xù)航及快速充放電。
由于電池組所需的電芯單體數(shù)量很高,需要電芯適合大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)滿足供給,恰恰圓柱形電池符合這一要求。不過圓柱型電池也具備劣勢,單體數(shù)量太大會造成電池組的管理系統(tǒng)復(fù)雜,散熱方式設(shè)計(jì)困難等,同時影響電池組的能量密度。當(dāng)然,電芯的一致性也非常重要,單體數(shù)量多意味著故障率也更高,一個電芯出問題,輕則導(dǎo)致電池組容量降低,重則可能導(dǎo)致過熱起火。能量密度越高,放電產(chǎn)生的熱量也越多,意味著容易出現(xiàn)熱失控的情況。
方殼狀電池:
方殼電池最大的優(yōu)點(diǎn)就是由于外形規(guī)整,方便在電池組內(nèi)布置、設(shè)計(jì)電池組的整體外形。方殼電池的散熱更容易設(shè)計(jì),可靠性好,有泄壓閥,短時間出現(xiàn)過熱可盡快釋放壓力,保證電池組的安全。但方殼電池的外殼型號頗多,且尺寸相對固定,導(dǎo)致造價稍高。
軟包電池:
軟包電池因?yàn)闆]有沉重的外殼,相對重量更輕,電池形狀也可靈活改變,適應(yīng)性強(qiáng)且能量密度更高。不過凡事必有利弊,沒有外殼的它僅靠鋁塑膜作為外包裝,讓電芯的機(jī)械強(qiáng)度存在短板,封口的工藝難度也較大,導(dǎo)致電芯的一致性稍差。
三、關(guān)于車輛起火
目前我們可見的幾起電動車起火事故,一種情況為車輛狀態(tài)無異常,靜止?fàn)顟B(tài)下自燃起火;另一種情況,車輛電池組本身受損,例如碰撞、穿刺等情況,在車輛未使用的情況下自燃起火。
電池組起火后,屬于無氧燃燒狀態(tài),從可見煙霧到形成明火的速度非??臁S捎谑菬o氧起火,所以常規(guī)的干粉滅火器、二氧化碳滅火器發(fā)揮不了作用,只能盡快使用消防栓噴淋起火點(diǎn)降溫滅火。但電池組為封閉式設(shè)計(jì),且安裝位置大都在車輛底部,噴淋很難直接作用于起火點(diǎn),這就是滅火效率低的原因。
綜上所述,為了避免由于個別車輛存在隱患從而傷及無辜,未來純電動汽車停放時是否應(yīng)該安置在特殊車位?是否應(yīng)該提高驗(yàn)車頻率,監(jiān)測電池組狀況?這都是今后純電動汽車在使用層面我們應(yīng)該考量的問題。
四、對使用電動車的一些建議
1、日常使用過程中,如果發(fā)生托底或任何原因?qū)е碌牡妆P磕碰,盡可能前往4S店由專業(yè)人員對車輛進(jìn)行檢測,雖然繁瑣但小心駛得萬年船,帶著隱患用車可能會傷及自身甚至殃及周邊,例如特斯拉地庫起火事件。
2、時值當(dāng)下,馬上進(jìn)入夏季,氣溫逐漸升高,雖然新能源電動汽車沒有內(nèi)燃機(jī),但高溫對底盤部位的電池組提出考驗(yàn)。北方很多城市會有飛絮漫天的情況,很多新能源車采用水冷式設(shè)計(jì)為三電系統(tǒng)降溫,如果大量飛絮堵塞車頭部分的水箱,可能會造成散熱不暢,影響電池組的溫度控制。
3、通過積水路段還是要注意慢行,切不可膽大妄為,電池組雖然已經(jīng)有一定程度的防水性能,但隨著使用時間的增長,難免出現(xiàn)接線處、電池密封老化的現(xiàn)象。
4、整車出現(xiàn)碰撞后,也可能會導(dǎo)致電池組變形,這時電池組內(nèi)部的一些化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)不是常規(guī)狀態(tài)下的“可控”和“有序”,而是呈現(xiàn)出不可控和無序的狀態(tài),導(dǎo)致能量的快速劇烈釋放,出現(xiàn)熱失控的狀態(tài),如果發(fā)生嚴(yán)重碰撞要有應(yīng)對火情的意識,盡快離車。
五、關(guān)于自燃后的理賠問題
車輛汽車保險的業(yè)務(wù)范圍中,自燃屬于比較特殊的情況。首先汽車基本險種中的車損險,理賠責(zé)任范圍內(nèi)的情況包含碰撞、傾覆、墜落、火災(zāi)等,但并不包括自燃。
因?yàn)樽匀嫉某梢虮容^復(fù)雜,有可能是車輛本身質(zhì)量問題,也有可能是車主后期使用過程中有過改裝,造車電路等存在不安全隱患誘發(fā)失火。不過車輛自燃,可以通過對應(yīng)的附加險避免損失,比如自燃險。責(zé)任范圍是在沒有外界火源的情況下,由于車輛自身的電器、電路等相關(guān)系統(tǒng),導(dǎo)致車輛自燃,其中包括所載貨物自身原因起火燃燒造成車輛損失的,也在理賠范圍之內(nèi)。
汽車自燃事故的責(zé)任認(rèn)定,首先需要確定是“自燃”。也就是說由于車輛自身的缺陷而不是使用者的過錯導(dǎo)致起火,同時消防部分、交警部門、或有資質(zhì)的第三方鑒定機(jī)構(gòu)對起火原因進(jìn)行鑒定,再確定起火事故由汽車生產(chǎn)廠商或車主負(fù)責(zé)。
用車過程中很多不經(jīng)意間的行為,都有可能帶來自燃的隱患,比如行李廂留存大量物品,尤其是電池、壓縮氣體等易燃易爆的物品。值得一提的是改裝問題,很多用戶加裝行車記錄儀,覺得走明線影響美觀,但通過保險盒走暗線很有可能由于施工質(zhì)量欠佳造成線路虛接,最終導(dǎo)致短路、起火,引發(fā)車輛自燃事故。
編輯點(diǎn)評:新能源電動汽車真的危險嗎?其實(shí)無論傳統(tǒng)燃油車還是新能源電動汽車都具有一定的危險性,只不過傳統(tǒng)燃油車大家更熟悉,技術(shù)相對也更成熟,即便出現(xiàn)事故也有更多的經(jīng)驗(yàn)從而合理、快速處置。我們希望大家能夠正視新能源電動汽車,理性看待每一次事故的原因以及聽從、學(xué)習(xí)處置方法,而不是新鮮事物出現(xiàn)瑕疵就以點(diǎn)概面,否定全盤。