如何解决电池安全?
电池在工作中会释放热量,来不及释放就会自燃、爆炸。因此,可以通过电池热管理系统进行管理。新能源汽车配备的热管理系统是电池管理系统中的一个子系统,该系统能够实现让电池在温度过高的时候对其进行冷却,而温度较低的时候则进行预热,由此更好地发挥电池的性能,特斯拉独有的电池管理系统就是典型的代表。
特斯拉为其生产的汽车配了数千块钴酸锂离子电池以供应动能,它应用的18650电池寿命能够循环充电1000多次,但由于电池单位密度容量大,因此自燃、起火的风险也就更高。而特斯拉就是通过其电池管理系统实现对电池各种物理参数实时监测、评估电池使用状态、并进行在线诊断和预警,同时也能够进行放电与预充控制、电池的均衡管理和热管理等。以其电池热管理为例,通过液体冷却,即50%的水+50%的乙二醇,来控制电池的温度升高。
事实上制造商们也早已经意识到锂离子电池的局限性,燃料动力电池、石墨烯电池、锂空气电池等都是研发的方向。而燃料动力电池中氢燃料动力电池最受关注,氢能源汽车作为新能源汽车的一个分支,也一直在做商用探索。
2008年,我国自主研制的基于大众帕萨特车型,通过改制和集成的燃料动力电池车在同济大学新能源汽车工程中心举办赴京发车仪式,并且在北京奥运会期间投入运营。如今,十年已过,在今年上海召开的CESAsia中,现代汽车就展出了新一代氢燃料动力电池车NEXO。该款车型的燃料动力电池系统效率达到60%,已经是世界前沿的水平。
与锂离子电池相比,燃料动力电池的安全性更好,由于氢气爆炸要求浓度极高,因此在爆炸前往往已经开始燃烧,反而很难爆炸。并且,氢气的密度低于空气的密度,即便起火也是在气源的上方,而不会像锂离子电池或者汽油,燃料在车舱底部,整个车会迅速报废。此外,燃料动力电池还拥有发电效率高、环境污染小、噪音低、可靠性高、易于建设电池电站等优点。
当然,燃料动力电池的成本高、运输、储存也是其相比于锂离子电池的不足。