2015年4月26日下午6时许,深圳湾口岸中国普天力能加电站内,投入深圳公交运营的一辆纯电动大巴爆燃,庆幸的是这起大火没有造成人员伤忙。
这次纯电动大巴爆燃事件给新能源汽车行业又一次敲响警钟,国内新能源汽车产业已经从萌芽阶段,走向了成长阶段,纯电动汽车在发展过程中安全问题必须摆在第一位,整个新能源汽车行业需要不断总结经验,改进产品质量,提升安全性。同时,也告诉我们,新能源汽车,必须严谨的做到车、电、运营等应当适量匹配,否则就会出现安全事故。
说起安全,电池和车身材质不能不谈。电池与整车的设计匹配性,是需要相当的整车研发制造基础和经验积累的,不是简单拼凑。目前的纯电动车,特别是纯电动公交车、纯电动出租车、家用纯电动车等大部分使用的是锂电池。锂电池作为动力电池,相对于其他类型的动力电池具有很大优势,在新能源车上广泛使用,但由于其物理性和化学性,也使得它在实际推广应用中出现许多问题。
动力电池的安全对于电动汽车产业的发展至关重要。近年来,随着各种节能与新能源汽车试点和实际运营数量的增多,安全事故时有发生,事故的分布从纵向看:在加工、制造、化成搁置、运输、测试、使用、充电维护、回收各个环节上,都出现过问题。从横向看:国内外在手机、电脑、电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动公交车、混合动力车等领域应用过程中,也都出现过问题。
目前动力电池出现问题多数是在充电时发生,高温充电和低温启动,增加了其问题出现的概率。如何提高动力电池的可靠性与安全性成为当前业界关注的焦点。
随着轻量化技术的推进,很多厂家的客车车身采用铝合金车身,这是技术的一个进步,但这个技术优势,很快又被很多纯电动车制造厂商一味的增加电池所抵消,如深圳、长沙等地生产的充换电式纯电动大巴,就是采用多装电池来增加车辆的续航里程,而且很不科学的将电池分布在车顶、车底左右及车内,这些所谓的新改进,并未得到市场的检验。其存在以下几点危险性:
1.铝合金在车顶电池的长期压力下,骨架会松动,整车车身牢固度经过长期运营后,会因为电池重力使顶棚及骨架不堪重负,长久作用,其承重力会大打折扣,并会逐步松动,发生松垮事故。
2.电池装载区域不合理,如深圳、长沙等地产的纯电动大巴,在车顶、车厢内部四周装配大量电池,所有的乘客被电池舱包围,还要头顶电池,一旦危险或事故发生时,乘客逃生的通道就很狭小,不利于乘客逃生,逃生机会几乎为零。
3.电池装载过多,充电时间越长,隐患越大。在晚间,车辆停运后,在公交场站和充电站集中充电时,如果发生起火爆炸,则容易造成火烧连营;在白天,如果车辆在运营中发生爆燃,则会造成严重的伤亡事故。
4.在公交场站内建充电站,徒增危险。场站内公交车歇班后,一辆挨着一辆,由于车辆之间的间隙小,一旦电池因故爆燃,威力巨大,容易出现“火烧赤壁”的景观,非常危险。由此可见,在公交场站内建充电站或充电桩,是不可取的。
因此,为追求续航里程变长,使电池容量达到200kWh,甚至300kWh以上,一旦运营、充电管理中出现纰漏,其危害性越巨大。这也是原深圳公交领导,现任中国公交协会秘书长胡建平在给济南规划新能源实施方案时,不推荐充换电式纯电动大巴,力主应用纯电动在线充的原因之一,因为他早已看出了充换电式纯电动大巴的问题,他还提醒公交业内同仁,不要一叶障目,忽视了安全问题。
当前深圳、长沙等地生产的纯电动大巴,号称3000台在运营,其实,真正在马路上运行的不过几十台而已。其在各地试跑的车辆,不是被“遣返”,就是因“水土不服”而窝工,不愿意跑了。
除上述几点,在北方,公交企业不仅要防范锂电池高温问题,还要面对锂电池低温工作的问题。如,北京、青岛、长春、唐山、包头的新能源汽车示范运行工作,都不同程度遇到了冬季充电困难的问题,使得冬季电动公交车的运力下降,很难保证正常运行。我们可以通过两个层面来了解:
一是低温环境下电池性能下降,好一点的下降10-15%,差一点的下降35%,这与材料状态、电池结构、生产工艺、外壳结构、电池和电机热管理系统功能有关;二是低温充电容易产生析锂现象,发生不可逆反应,使得电池容量和能量大幅度下降。严重的锂枝晶会刺穿隔膜,使电池短路,发生安全事故。
因此,北上广杭和济南等地公交公司在新能源推广应用的政策要求下以及安全运营的考量下,纷纷把眼光盯到了纯电动在线充公交车身上。
在线充,是一款在充换电式纯电动车的基础上,借无轨电车充电设施的创新产品,其拥有全国唯一绝缘专利和防电磁干扰技术,电池重量只有充换电式纯电动车的50%,而且具有浅充浅放优势,根本不同担心续驶里程问题,而且安全性能大大提升。
国家新能源汽车监理组组长王秉刚对目前6种不同新能源技术路径综合比较,对在线充电技术从安全性、环保性、经济性、方便性四个方面中给予了4A最高评价,称其为我国最好的新能源技术路径之一。在线充经过国内权威专家评审,认为该车项目总体技术水平达到国内先进水平,线网耦合充电等技术方面达到国际先进水平。
国家863计划动力电池项目组主任王子冬指出,在线充优化配置和充电模式后高效节能,电池处于浅充浅放状态,从而维护了电池活性,使车载电池寿命真正达到8年。王子冬很有信心地认为,在线充运营模式可保证车载电池使用15年,维持电池活性的同时可为电池加热,改善电池在低温条件下的运行环境。”它解决了充电难题,续航难题,使纯电动城市客车完全满足公交日常运营需求。
在线充车顶装置了用于连接线网的伸缩充电集电杆,通过伸缩集电杆连接充电线为车载电池组充电。车辆在整个充电过程中,无需人员值班守护,无需司机对充电车辆进行调整,电池组在充满电后便自动断开电源。由于无人值守,即使出现问题,也不会对人造成伤害。
当前,纯电动在线充在市场上的认可度很高,2012年武汉公交采购5台纯电动在线充城市客车后,试运行后发现效果良好后,在2014年采购了200台开启了大规模示范运行模式,同时2015年已经计划采购300台予以全面推广。青岛、太原等城市公交公司也先后前往武汉进行了调研,并引入了在线充。
特别是国家2016-2020年新一轮新能源补贴政策出台后,在线充的优势更加明显,能够完全享受国家新能源补贴,而且能够为公交运营单位真正带来效益的纯电动车,非在线充莫属,其“传统车价格+正常车使用”已经处于绝对优势地位,其安全性能、环保性能、经济性能、方便性能是最适宜的!