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新能源汽車頻頻著火,氫燃料電池和三元鋰電池如何選擇?

過去無論是廠商還是購置電動車的用戶,從來只關注機能和續航里程,沒人關注過電池安全,直到特斯拉曝出自燃事件后大家才開始關注電動車的安全問題。讓許多過去不為人知、廠商避而不談的三元鋰電池的機能缺陷逐步浮出水面,讓人們逐步意識到磷酸鐵鋰的益處。


三元材料在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優勢,循環性能方面則是磷酸鐵鋰材料優勢明顯,在安全方面磷酸鐵鋰電池要優于三元材料。過去人們總是談氫色變,覺得氫是一種比汽油還要危險得多的能量儲備方法,事實果真如此嗎?氫燃料電池的工作原理是怎樣的?它的安全性是怎么設計的?下面就來為大家解讀吧!


正如電池包一樣,儲氫罐是用來存儲氫氣的裝備,燃料電池反應堆是用來把氫氣和氧氣轉化成電能和水的裝備。這兩者加在一起,就組成了相當于電動汽車的電池包,可以延續為電機和整車電器裝備供給電力。


氫燃料電池的益處顯而易見,電力改變效率極高,而且過程中很安靜,也不會需要大量散熱。這就是為什么豐田Mirai僅僅攜帶 5kg 氫氣就能續航700公里+的原因。極大的能量密度和極高的能量改變效率,是氫燃料電池最大的特點。燃料電池反應堆的核心技術是質子互換膜以及催化劑,這些技術目前首要被歐美大公司所壟斷,在中國并沒有形成太大范圍的產業化。所以反應堆被列為核心技術就很容易了解了,那么儲氣罐為什么也是核心技術呢?


氫氣儲氣罐采用碳纖維+復合材料制造,其密封和耐久性能的好壞,決定了儲氣罐的性能。就如同一個大國的裝備制造水平一樣,在工業和民用領域,密封材料的機能也是權衡一個大國制造業水平的重要依據。歐美許多國家對于高性能密封材料的配方和制造工藝是保密的。這就是為什么在傳統汽車領域,那些頂級機能的剎車系統和汽油柴油直噴發動機的燃油共軌系統都來自于歐美供應商,因為它們的核心技術就是密封技術。


對于氫燃料電池車也是如許,要想提高續航里程就需要多攜帶氫氣,而可以貯存氫氣的壓力容器是決定可以攜帶氫氣多少的關建。正因為氫氣的密度很小,所以必需壓縮甚至是低溫液化后,貯存在壓力容器正中才能取得足夠的能量密度,容器可承受的壓力越大,單位體積內攜帶的氫氣就越多。而容器可承受壓力越大,也意味著對密封性能和抗壓性能的條件越高。豐田Mirai在氫氣儲存方面的性能是世界領先的,并且車型已經量產,即便這樣,攜帶5kg的氫氣仍然需要兩個很大的儲氣罐,因此占據了車內后部的很多空間,使得整車在造型上有別于傳統電動車,車尾高度相對較高。


在整個燃料電池車運作的過程中,燃料電池反應堆是一個化學反應的場所。它只需要源源不斷的供給少許氫氣就可以延續工作,若是產生氫氣泄漏或者安全事故,可以敏捷堵截供應氫氣的路徑來避免氫氣的燃燒。大家都能想到,最有可能作用燃料電池車安全性的是儲氣罐。


所以在設計儲氣罐時必需充分考慮安全碰撞問題:一方面儲氣罐的殼體材料需要夠輕,另一方面需要有足夠的強度用于耐受撞擊。可是,不管用多么牢固的材料制造儲氣罐殼體,也只是在必然的速度條件下,能保障碰撞的安全性。然而實際道路行駛時的速度,必定要遠高于實驗室做安全碰撞的速度,那么一旦儲氫罐分裂,導致氫氣泄漏與空氣夾雜在一起是不是就會頓時發生爆炸呢?


事實上,并沒有考慮到要鎖起來保證安全。 正因為儲氫罐內部的氫氣壓力很大,所以在儲氣罐上設計有告急泄壓閥,一旦產生氫氣泄漏或著火,告急泄壓閥會自動打開并敏捷釋放儲氣罐內的氫氣。 我們知道氫氣的密度比空氣小得多,并且必須與氧氣結合才能產生燃燒或者爆炸,被高壓釋放的氫氣在靠近儲氣罐的部分由于壓力高流速極快,沒有什么機會與氧氣接觸,而遠離儲氣罐的氫氣由于其密度小的特點,又會迅速的在空氣中上升。即便這個時候空氣正中有明火可以或許滿足引燃條件,那么也僅僅只是在空氣上空形成單個火球,并不會對人員招致傷亡。


目前,在華生產電動汽車有3個優勢:可以在當前的全球貿易局勢下避開沉重稅收,中國是全球最大的電動汽車市場,但更重要的是,作為該領域的核心技術部分,鋰電池產業在中國更是風生水起。鴻日電動車通過研發與新能源從業經驗的核心技術專家與知名汽車設計公司建立了深層次的合作,以燃油汽車工藝完善電動汽車開發理念,整合頂級技術,形成擁有獨立整車開發能力的綠色新能源品牌。 梅賽德斯奔馳向中國客戶交付了第一臺燃料電池汽車,成為第一家提供可以使用氫氣或電池供電的全電動汽車的汽車制造商。

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