鉅大LARGE | 點擊量:810次 | 2019年07月02日
中國國內應學習研究特斯拉電池的安全設計
中國汽車技術研究中心主辦,北京卡達克汽車技術開發(fā)公司承辦的“2015電動汽車科技創(chuàng)新國際論壇”于9月23-24日在京召開。為期兩天的論壇上,來自中國及德國政府、中外企業(yè)、學術科研機構的30多位專家,討最佳產品技術路徑和資源組織模式,以期共同實現“電動汽車無憂駕駛”。全國政協常委、清華大學教授、“中國電動汽車百人會”執(zhí)行副理事長歐陽明高表示,電動汽車的動力電池安全管理需深入研究。
中國從“十五”科技部電動汽車重點專項開始,推動中國電動汽車動力電池的研發(fā),當時主要是鎳氫電池和錳酸鋰電池?!笆晃濉睍r,主要是磷酸鐵鋰電池。到“十二五”,中國的重點研發(fā)轉向三元鋰離子電池,2015年中國三元鋰離子電池的比能量預計會達到180瓦時每公斤。到2020年預計超過200瓦時每公斤,比現在提高一倍。
歐陽明高認為,與國際相比,中國在電動汽車動力電池方面存在很多問題。中國先進材料和機理研究較差,電池結構設計技術先進性較低,自動化程度也較低,精工藝的開發(fā)能力較弱,“以前電動汽車領域都覺得電池系統(tǒng)沒什么技術,將單體組合即可,現在才明白電池系統(tǒng)是很復雜的技術”。
鑒于上述問題,中國高端材料供給尚不足,一致性、良品率、安全性、可靠性、產品性能不能完全滿足市場要求,企業(yè)創(chuàng)新能力總體不強,優(yōu)勢產能不足。同時,中國電動汽車動力電池面臨韓國等國外電池企業(yè)的挑戰(zhàn)。
據歐陽明高推測,預計到2025年,鋰離子電池將會竭盡性能極限,達到約350瓦時到400瓦時每公斤。美國能源部對鋰離子電池發(fā)展現狀和趨勢判斷,電池極限可達到300到350瓦時每公斤,到2020年至少可以達到約200瓦時每公斤。中國基本認同該判斷。目前技術攻關重點是,如何解決硅負極的相關問題,提高電池壽命。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
根據國外趨勢,中國2020年的基本的發(fā)展目標是,高比能量電池達到300瓦時每公斤,壽命1500次,成本8毛錢。歐陽明高強調,在邁向高比能量鋰離子電池的過程中,機遇挑戰(zhàn)并存,安全問題將變得更加突出。能量比越高,挑戰(zhàn)越大?!爸袊仨氝M一步重視安全性,在安全性、耐久性、動力性三個問題中,最核心的是安全性問題”。
動力電池安全性的問題概括稱為動力電池熱失控,電池受熱到一定溫度后不可控,溫度直線上升,超過500度、1000度,然后發(fā)生燃燒爆炸。
究其原因,過熱會引起該問題。溫度會觸發(fā)電池里的副反應,這些副反應會放熱,導致熱失控,。此外,電觸發(fā)也會引起該問題。外部短路、內部短路、過充都會導致產熱,然后產生熱失控。還有一個原因是碰撞,車輛碰撞擠壓之后,電池就像被針刺了一樣,發(fā)生短路,然后再產熱,熱再引起熱失控。
歐陽明高建議,中國國內應學習研究特斯拉電池的安全設計?!皯搧碇v,特斯拉用的是不安全的電池,從單體電池角度是不安全的。但是,一個單體不安全的電池做到系統(tǒng)安全,是因為特斯拉的電池用了7000多只18650的三元電池,鎳鈷鋰,單體不安全的電池組合起來就安全了。這是特斯拉安全設計的專利。這些專利大家可以仔細分析一下,因為現在特斯拉專利都是公開的?!?/p>