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淺析極端天氣環境對新能源汽車的影響

唐俊 2018-09-25 3542 384

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強臺風山竹的到來暴露出新能源汽車行業的部分問題,也引發行業進一步關注極端環境對新能源汽車造成的不利影響

  摘要:強臺風山竹的到來暴露出新能源汽車行業的部分問題,也引發行業進一步關注極端環境對新能源汽車造成的不利影響。

  2018年9月16日,山竹(Typhoon Mangkhut,第22號超強臺風)在我國廣東省登陸,多地出現強風強降水極端天氣,繼而了造成一系列次生災害,包括城市內澇、山洪等地質災害,多地政府和企業采取了“停工、停業、停產、停運”措施應對本次臺風,當地的新能源汽車行業也深受影響。

  根據《深圳市防臺風防汛緊急動員令》,深圳市出租車充電站從9月15日20時起陸續暫停服務,這使得深圳市的純電動出租車無法正常運營。需要注意的是根據深圳市交通運輸委員會在8月23號發出消息稱:深圳燃油出租車年底將基本完成純電動更新,目前僅有2000余輛紅色燃油出租車尚未完成純電動車的更新。這說明深圳新能源汽車的普及程度非常廣,但這也造成在本次臺風災害中,深圳面臨著全城充電站和出租車均停運的尷尬境地,而充電站恢復充電功能的時間還需要等待進一步通知,影響時間可能會很長。同時,新能源汽車還面臨著暴雨天氣變“泡水車”的威脅。據央視網報道,由于暴雨的襲擊,一款奇瑞EQ的電池進水,慘變為泡水車,車身部件的抗腐蝕性和防水性都受到了影響。因國家不單獨補貼電池,更換電池的價格比新車還貴。

  隨著新能源汽車的不斷普及,關注極端天氣對于新能源汽車的影響,對新能源汽車行業的改進有積極的促進作用。

  受極端條件影響,新能源汽車受損報道屢見不鮮

  2012年10月,颶風桑迪在美國登陸,給美國汽車制造商造成了巨大的損失。其中,16臺Fisker Karma在港口等待運送,不幸被洪水侵襲,其中一些還著火了。據Fisker Karma官方發表的聲明稱,是因為海水浸泡造成的失火。海水腐蝕電池,從而造成短路起火(當時所有的車輛都處于靜止狀態,不存在發動機配件過熱的原因)。

  據不完全統計,2016年中國媒體報道新能源汽車起火事件共29起,涉及車輛40輛。從圖1可以看出,事故集中在7~10月,均為降水較為集中的月份。

圖1  2016年新能源汽車起火事故月份分布情況

  圖1  2016年新能源汽車起火事故月份分布情況

  臺風、暴雨易造成電池短路

  需要注意的是,現在很多電動車電池是完全密封的結構,短期的浸泡不會造成太大影響。但是臺風、內澇等自然災害出現,可能使得電池長期浸泡在水中,即使是通過嚴格出廠檢測的新能源汽車,也可能經不住這樣子的“非正常使用”。電池長時間浸泡在水中,極有可能造成短路現象的發生,繼而引起汽車的自燃甚至爆炸現象。且臺風等帶來的具有腐蝕性的海水倒灌,對電池造成的傷害尤為明顯,由于海水具有較強的腐蝕性,會明顯地侵蝕電池,破壞控制單元,從而造成短路起火。

  高寒影響新能源汽車的電池性能

  電動車會在寒冷的天氣中失去動力。位于美國賓夕法尼亞州的卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)的研究人員研究了2012年和2013年日產汽車的司機數據和他們所在地區的天氣信息,以了解他們的天氣狀況和寒冷天氣對于電動車性能的影響。

  通過研究,他們發現新能源汽車在鳳凰城等極端天氣地區行駛時,平均每英里額外消耗約15%的能量,這意味著汽車續航里程被大大縮短。事實上,在氣溫低到極點的時段,一輛通常能行駛100英里的電動汽車,只能行駛60英里。

圖2   區域溫度對電動汽車效率、范圍和排放的影響

  圖2   區域溫度對電動汽車效率、范圍和排放的影響

  影響電池壽命的一個重要因素是溫度。電池在極冷的條件下效率較低,在非常熱的條件下下降速度更快。另外,使用暖氣和空調來保持車內舒適的同時會大幅消耗電池能量,降低續航里程。

  高溫影響新能源汽車的安全性

  高溫并不會直接造成新能源汽車的自燃和爆炸。普通情況下,新能源汽車的自燃是因為短路、線路老化引起的,在充電放電過程中,電池會產生大量熱量,造成溫度急劇上升,帶來燃燒甚至爆炸的隱患。

  最近高發的自燃事件可以看出,部分企業在電池的溫控方面做的并不好。在政策的引導下,部分企業片面追求高續航里程,強調電池的高能量密度。一般來說,電池作為密封的能量體系,高能量密度和安全性很難同時較好實現,通常出現燃燒、爆炸事故的幾率會隨著電池能量密度提高而上升。業內人士表示,電池能量密度增長一倍,危險性增加十倍甚至更多。單方面追求電池能量密度,也加劇了高溫條件下汽車自燃甚至爆炸事件的發生,這需要引起行業的反思。

  為了應對這一系列的問題,一方面企業和技術人員進一步從電池單體、電池模組以及電池系統等角度加強新能源汽車的安全性研究的同時,還可以通過提升電池位置等減少泡水的威脅,避免片面關注電池的能量密度和追求高續航里程。另一方面,消費者也可以進一步熟悉新能源汽車的使用,采取科學的駕駛與保養技巧,比如雷雨天避免露天充電、避免高速駕駛和停靠在陰涼處等等。

  結語

  山竹的到來給新能源汽車行業上了一課,也提醒行業關注極端天氣對新能源全汽車造成的影響。從氣候方面來看,臺風、強降水等天氣使新能源汽車長時間涉水,易造成電池短路甚至自燃的威脅;高寒會直接影響汽車的電池性能,縮短汽車續航里程;高溫雖然不會直接導致新能源汽車的自燃和短路,但單純追求高能量密度電池的片面發展,也會加劇汽車自燃甚至爆炸事件的發生。


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