與燃油汽車相比,電動汽車的短板是三個(gè):一次充電里程較短; 充電時(shí)間長; 電池是電化學(xué)的,安全工作環(huán)境要求高。但是媒體不斷報(bào)道:一次里程可以達(dá)到500公里,600公里的電動汽車的、一次充電5分鐘能充滿的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。如此無底線地提高消費(fèi)者的心理預(yù)期,實(shí)際產(chǎn)品卻沒有辦法去滿足用戶的需求,最終沒法向用戶交代。筆者觀點(diǎn)是,科學(xué)地、如實(shí)地告訴用戶,更有利于電動汽車的發(fā)展和進(jìn)步。
一、電動汽車的短“板”是客觀的
電動汽車的發(fā)明比燃料汽車還早10年時(shí)間,電動汽車也輝煌過。由于原來電動汽車的動力電池是鉛酸的,比能量太低,表現(xiàn)在汽車上一次充電時(shí)間太長,里程太短,于是被燃油汽車淘汰了。今天電動汽車有被看中的主要理由,一是燃油消耗量太大,如何保障供應(yīng)是一個(gè)嚴(yán)重的問題,二是燃油汽車排放嚴(yán)重,危及人自己的生存,三是鋰離子電池比鉛酸電池的性能提升明顯。
雖然鋰離子電池比鉛酸電池性能和比能量提升很高,但是與燃油相比還差100多倍。什么意思?鋰離子電池汽車一次充電里程與一次加油的燃油汽車的里程要等同,車載電池體積(總量)比車載油箱要大100倍。
這個(gè)結(jié)論告訴我們,鋰離子電池汽車一次里程在現(xiàn)階段是不能與燃油汽車相提并論的。大家目前各種努力都是在提升電動汽車的不足,而不是在與燃油汽車比高低和比輸贏。電動汽車有客觀“短板”,一味拔高宣傳不利其發(fā)展
二、電動汽車的技術(shù)指標(biāo)水平
電動汽車動力性指標(biāo)與傳統(tǒng)汽車一直在相同的水準(zhǔn)上,這是電動汽車能上路運(yùn)行的基本條件,但是一次里程能達(dá)到200公里以上,運(yùn)輸業(yè)許多細(xì)分領(lǐng)域就可以采用電動汽車了。
1.目前充電一次里程達(dá)不到要求的,如公交車(燃油車一次里程250公里以上)、出租車(燃油車一次里程400公里),但是采用多次充電技術(shù),已經(jīng)用起來;
2.每天上下的A0級乘用車,也可以用電動汽車,每天在實(shí)際里程100公里以內(nèi),已經(jīng)賣起來了;
3.城市配送業(yè),每一天的實(shí)際里程在160公里以內(nèi)的,已經(jīng)推開來了;
4.機(jī)場擺渡車,運(yùn)行半徑之內(nèi),線路固定,補(bǔ)電方便,早用電動車了。
這個(gè)結(jié)論是,電動汽車一次里程不能與燃油汽車相比,但是許多地方卻可以推廣應(yīng)用。
三、5分鐘充滿電是不實(shí)際的,但是10-20分補(bǔ)電是可以做到的
一次充電200公里以上,要在5分鐘充滿電不現(xiàn)實(shí)。什么是現(xiàn)實(shí)?就是要顧及成本。電池是電化學(xué),充電是一個(gè)電能變化學(xué)能的過程,比物理加油時(shí)間長。這是一個(gè)基本常識。如果不顧現(xiàn)實(shí),5分充電技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的,但是沒有經(jīng)濟(jì)性。在現(xiàn)實(shí)的條件下,10-20分鐘補(bǔ)電是可以做到的。補(bǔ)電是什么概念?在電量10%以上,90%以下,補(bǔ)電是時(shí)間是比較短的,不求滿電,時(shí)間用戶是可以接受的。
這個(gè)結(jié)論告訴我們,鋰離子電池充電有規(guī)律可循,充電快慢人們是可以自己把握的。
四、電動汽車安全性不應(yīng)當(dāng)是個(gè)問題
電化學(xué)安全的研究已經(jīng)成熟,動力電池是高電壓、大電流,有安全性的問題。但是經(jīng)過近10年的努力,電動汽車安全性不應(yīng)當(dāng)是個(gè)問題。主要理由如下:
1.如果安全都解決不了,電動汽車就不用做了;
2.高電壓、大電流的安全防護(hù)技術(shù)是成熟的;
3.鋰離子電池是危險(xiǎn)品,但是比汽(柴)油、天然氣危險(xiǎn)品等級低得多;
4.電動汽車燃燒(爆炸)都是發(fā)生在極端條件下的。正常環(huán)境下,規(guī)范生產(chǎn)、規(guī)范操作,電動汽車燃燒(爆炸)幾率很小;
5.為了防止幾率很小的事件發(fā)生,動力電池滅火技術(shù)也日趨成熟;
6.電動汽車的主動安全技術(shù)和被動安全技術(shù)會持續(xù)進(jìn)步。
五、消除電動汽車安全事故的人為因素
電動汽車發(fā)生安全事故主要是人為因素,很多都是操作上的問題:
1.由于充電操作不當(dāng)導(dǎo)致外部短路,導(dǎo)致電池放電電流很大,會使電芯發(fā)熱,高溫會使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全損壞,造成內(nèi)部短路,因而爆炸。
建議:進(jìn)行培養(yǎng)、加強(qiáng)管理是一個(gè)十分必要的基礎(chǔ)管理工作。
2.電池過充導(dǎo)致正極的鋰過度放出會使正極結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。而放出的鋰過多也容易無法插入負(fù)極中,容易造成負(fù)極表面析鋰。而且,當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時(shí),電解液會分解生產(chǎn)大量的氣體,從而導(dǎo)致電池鼓脹,嚴(yán)重的話甚至?xí)盁熎鸹稹?/span>
建議:技術(shù)措施立即到位,要能杜絕這種情況的發(fā)生。如要通過聲光等措施要能及時(shí)告知操作人員。
3.過放會導(dǎo)致電池正極材料分子結(jié)構(gòu)損壞,從而導(dǎo)致充不進(jìn)去電。
建議:在技術(shù)措施上,通過聲光等措施告知操作人員,能杜絕這類行為的發(fā)生。
4.IP防護(hù)等級不達(dá)標(biāo),導(dǎo)致電池內(nèi)部水份含量過高。水份和電芯中的電解液反應(yīng),生產(chǎn)氣體;充電時(shí),可以和生成的鋰反應(yīng),生成氧化鋰,使電芯的容量損失,易使電芯過充而生成氣體,水份的分解電壓較低,充電時(shí)很容易分解生成氣體,這一系列生成的氣體會使電芯的內(nèi)部壓力增大,當(dāng)電芯的外殼無法承受時(shí),電芯就會爆炸。這些機(jī)理研究結(jié)論已經(jīng)很清楚。
六、動力電池安全安防范措施技術(shù)要到位
要解決動力電池的安全問題,就要把安全措施做到位,可以通過熱管理系統(tǒng)解決動力電池的安全問題:
1.BMS管理系統(tǒng)要具備自動規(guī)避人為不當(dāng)操作的功能。
2.動力電池單體生產(chǎn)中過程控制措施到位。主要是要保障單體質(zhì)量要高、一致性要高。電池包的IP等級要符合電動汽車的技術(shù)要求。
3.BMS管理系統(tǒng)要能控制電動系統(tǒng)環(huán)境溫度,要保持適宜,具有自動調(diào)節(jié)功能。
4.低溫環(huán)境下,BMS管理系統(tǒng)要能對動力系統(tǒng)自動加溫,對即將發(fā)生燃燒時(shí)(或爆炸時(shí)刻),要能自動消除這些。
七、總結(jié)
1.電動客車配置“動力電池安全智能系統(tǒng)”將是強(qiáng)制安全標(biāo)準(zhǔn)的要求?！稒C(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》(征求意見稿)的12.10.4條款明確要求:“車廠大于等于6m純電動客車、充電式混合動力客車、燃料電池汽車應(yīng)設(shè)置具有向駕駛?cè)藛T報(bào)警功能的電池箱專用自動滅火裝置。”客車整車企業(yè)必須加強(qiáng)對動力電池安全智能系統(tǒng)的研究,按標(biāo)準(zhǔn)要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)將安全功能到位;
2.電池安全智能系統(tǒng)理應(yīng)向高集成度方向發(fā)展。純電動客車的驅(qū)動電機(jī)也要保持一定工作溫度,客車車身里也要求自動滅火裝置。客車?yán)锊豢赡芘渲霉δ芑疽恢碌亩嗵籽b置,最好是一整套總成,體積要小。
3.滅火劑,一是絕緣度等級要高,二是滅火劑完全滅火功能后,能自動自然分解,三是滅火劑完成滅火功能后,在動力電池箱上不能有遺留物。
4.有了“動力電池安全智能系統(tǒng)”,電動汽車安全等級會大大提高,對電動汽車普及應(yīng)用,無疑是”功在整車、零部件廠家,利在老百姓”的大好事,大家都要積極推動它的應(yīng)用。
5.中國電動汽車發(fā)展速度會很快的,其安全措施(技術(shù))同步跟上是進(jìn)步要求。 |
