三元材料比磷酸铁锂安全性差,但可以通过技术提升

弓长张

【第一电动网】(特约作者 弓长张)先来回答下这个问题:三元材料是否该退出电动商用车舞台呢?我认为不应该。

2015年乘着国家扶持政策的春风,新能源汽车市场行情气势如虹,纯电动、混合动力、插电式混合动力等车型迅速走红,成为了各大车企和客户的“宠儿”,而动力电池则是这些“宠儿”的心脏,因此一辆新能源汽车能否得到客户的青睐和市场的认可,很大程度上取决于它所装配的电池。在电动商用车领域,电池单体材料中的磷酸铁锂和三元材料一直被拿来进行比较,而孰优孰劣也一直争论不休,两种材料的特点和优劣性不是我要谈论的重点,我要谈的是在历史影子中的答案。

三元材料比磷酸铁锂安全性差,但可以通过技术提升增加安全性

直流电、交流电之争

100多年前的直流电、交流电之争,也就是关于电能的输送方式,是采用直流输电还是交流输电,在历史上曾引起过很大的争论。美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电,而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。

在早期,工程师们主要致力于研究直流电,发电站的供电范围也很有限,而且主要用于照明,还未用作工业动力。例如,1882年爱迪生电气照明公司(创建于1878年)在伦敦建立了第一座发电站,安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机,这是爱迪生于1880年研制的,这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。

但是随着科学技术和工业生产发展的需要,社会对电力的需求也急剧增大。由于用户的电压不能太高,因此要输送一定的功率,就要加大电流(P=IU)。而电流愈大,输电线路发热就愈厉害,损失的功率就愈多;而且电流大,损失在输电导线上的电压也大,使用户得到的电压降低,离发电站愈远的用户,得到的电压也就愈低。直流输电的弊端,限制了电力的应用,促使人们探讨用交流输电的问题。爱迪生虽然是一个伟大的发明家,但是他没有受过正规教育,缺乏理论知识,难以解决交流电涉及到的数学运算,阻碍了他对交流电的理解,所以在交、直流输电的争论中,成了保守势力的代表。

但是为了减少输电线路中电能的损失,只能提高电压。在发电站将电压升高,到用户地区再把电压降下来,这样就能在低损耗的情况下,达到远距离送电的目的。而要改变电压,只有采用交流输电才行。

1888年,由费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电。他用钢皮铜心电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站,在这里降为2500伏,再分送到各街区的二级变压器,降为100伏供用户照明。以后,俄国的多利沃──多布罗沃斯基又于1889年最先制出了功率为100瓦的三相交流发电机,并被德国、美国推广应用。事实成功地证实了高压交流输电的优越性。并在全世界范围内迅速推广。

在这场历史之争中还有一个人的名字值得我们去记住,他就是尼古拉·特斯拉。(是的,电动汽车的当红花旦特斯拉跟他重名哦)

安全之争

现在提出暂缓在商用车使用三元材料动力电池,其原因是三元材料存在较大的安全风险。其实在直流电、交流电之争中,爱迪生也认为交流电危险,不如直流电安全。他还打比方说,沿街道敷设交流电缆,简直等于埋下地雷。并且邀请人们和新闻记者,观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。那时纽约州法院通过了一项法令,用电刑来执行死刑。行刑用的电椅就是通以高压交流电,这正好帮了爱迪生的大忙。在他的反对下,交流电遇到了很大的阻碍。如果当时的政府因为交流电的安全性而禁止使用交流电,那第二次工业革命就被阻止了,历史将会被重写。

而在交流电成为主流的今天,交流电的使用安全已经不再是一个令人感到担心的问题了,因为有很多中技术可以避免交流电对人类安全的威胁。同样,三元材料相比磷酸铁锂确实存在安全性较差的问题,但我们仍然可以采取许多技术来提升三元材料的安全性。

其实电动商用车的安全绝不是不使用三元材料动力电池就可以提高的,深圳五洲龙车辆充电时着火、厦门公交着火等事故恰恰都是磷酸铁锂电池,说明单体材料安全性并不能代表动力电池系统或整车的安全性。动力电池系统、新能源车辆的安全问题是一个系统性问题,BMS策略、整车控制策略、电池充放电管理、电池布置等都会影响到车辆安全,而单体材料只是其中一种因素,如果汽车生产企业、动力电池生产企业不去研究如何系统提高整车和电池安全性,而一味的去讨伐单体材料的安全性,那就真的变成了“爱迪生说交流电太危险”了。

作为政府、管理部门,对待新生事物不应是一棒子打死,而是应该去思考如何正确的引导其健康成长和发展,一系列国家扶持政策必定能促进新能源行业或者动力电池行业的快速发展,进而提升电池行业的技术革新速度和安全性,这是企业的趋利性所导致的,如果不允许电动商用车上使用三元材料电池,那么没有企业愿意投入资金和人力去研究如何提升三元材料电池的可靠性和安全性了。

假如,三元材料电池就是汽车动力电池行业的“交流电”,而今天我们却把他“扼杀“了,那我们扼杀的可能就是中国汽车行业的“工业革命”,扼杀的可能就是中国新能源汽车的发展!

作者现就职于某客车企业,从事新能源相关工作


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