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氢燃料电池与三元锂电池谁更平安?
发布时间:2019-06-27 16:46:16
要害词:燃料电池

  本年可以说是电动汽车平安元年,过去无论是厂商照旧置办电动车的用户,本来只体恤功用和续航里程,没人体恤过电池平安,直到特斯拉曝出自燃事情后大师才开端更加体恤电动车的平安题目。这也让许众过去不为人知、厂商避而不道的、三元锂电池的功用缺陷渐渐浮出水面,让人们渐渐看法到磷酸铁锂的好处。

  假如拿三元锂跟磷酸铁锂比照置信许众人很速就能晓得磷酸铁锂正平安性方面的功用是要优于三元锂电池的,可是假如拿三元锂与氢燃料电池比照,谁更平安呢?过去人们老是道氢色变,认为氢是一种比汽油还要伤害得众的能量储藏方法。终究果真云云吗?氢燃料电池的义务原理是怎样的?它的平安性是怎样计划的?与三元锂比较谁更平安?本期来为大师解读

  ■ 氢燃料电池动力体系的中心技能:储氢罐+燃料电池反响堆

  正如电动车当中的电池包相同,储氢罐是用来存储氢气的配备,燃料电池反响堆是用来把氢气和氧气转化成电能和水的配备。这两者加一同,就构成了相当于电动汽车的电池包,可以继续为电机和整车电器配备供应电力。

  氢燃料电池的好处显而易睹,电力转换服从极高,而且进程中十分恬静,也不会需求大宗散热。这便是为什么丰田Mirai仅仅带领 5kg 氢气就能续航700公里+的启事。极大的能量密度和极高的能量转换服从,是氢燃料电池最大的特性。燃料电池反响堆的中心技能是质子交换膜以及催化剂,这些技能目前主要被欧美至公司所垄断,中国并没有变成太大范围的产业化。以是反响堆被列为中心技能就很容易了解了,那么储气罐为什么也是中心技能呢?

▲采用碳纤维+复合材料制制的氢气储气罐

  ▲采用碳纤维+复合材料制制的氢气储气罐

  ■ 密封和耐久功用的优劣,决议了储气罐的功用

  就仿佛一个大国的配备制制程度相同,工业和民用范畴,密封材料的功用也是权衡一个大国制制业程度的主要依据。欧美许众国家关于高功用密封材料的配方和制制工艺是绝对保密的。这便是为什么古板汽车范畴,那些顶级功用的刹车体系和汽油柴油直喷发动机的燃油共轨体系都来自于欧美供应商,因为它们的中心技能便是密封技能。

▲氢燃料电池储气罐的构造

  ▲氢燃料电池储气罐的构造

  关于氢燃料电池车也是如许,要念进步续航里程就需求众谢带氢气,而可以储存氢气的压力容器关于压力的承受力,便是可以带领氢气众少的要害。正因为氢气的密度很小,以是必需颠末压缩以致是低温液化后,贮保管压力容器当中才干取得足够的能量密度,容器可承受的压力越大,单位体积内带领的氢气就越众。而容器可承受压力越大,也意味着对密封功用和抗压功用的请求越高。丰田Mirai氢气储存方面的功用是天下领先的,而且车型曾经量产,即使如许,带领5kg的氢气仍然需求两个很大的储气罐,于是占领了车内后部的许众空间,使得整车制型上有别于古板电动车,车尾高度相对较高。

  ■ 储氢罐关于平安性的计划有哪些?与三元锂电池比较谁更平安?

  通通燃料电池车运作的进程中,燃料电池反响堆是一个化学反响的场合。它只需求源源不时的供应少量氢气就可以继续义务,假如爆发氢气走漏或者平安事故,可以疾速切断供应氢气的道径来避免氢气的燃烧。大师都能念到,最有可以影响燃料电池车平安性的是储气罐。

  以是计划储气罐时必需充沛思索平安碰撞题目:一方面储气罐的壳体材料需求够轻,另一方面需求有足够的强度用于耐受撞击。于是,储氢罐一般都是以资本昂扬的碳纤维及其它复合材料组合而成。可是,我们晓得,不管用何等稳固的材料制制储气罐壳体,掖掖偾必定的速率条件下,能保证碰撞的平安性。然而实行道道行驶时的速率,一定要远高于实行室做平安碰撞的速率,那么一朝储氢罐决裂,变成氢气走漏与气氛混淆一同是不是就会立即爆发爆炸呢?

  终究上,储氢的计划中都思索到了这一点。正因为储氢罐内部的氢气压力很大,以是储气罐上计划有急切泄压阀,一朝爆发氢气走漏或着火,急切泄压阀会自动翻开并疾速释放储气罐内的氢气。我们晓得氢气的密度比气氛小得众,而且必需与氧气联合才干发生燃烧或者爆炸,被高压释放的氢气接近储气罐的部分因为压力高流速极速,没有什么时机与氧气接触,而远离储气罐的氢气因为其密度小的特性,又会疾速的气氛中上升。即使这个时分气氛当中有明火可以满意引燃条件,那么也仅仅只是气氛上空变成一个火球,并不会对职员变成伤亡。这种高速释放氢气的技能也同样被运用加氢站的大型储气罐之中。

▲氢燃料电池汽车的中心科技

  ▲氢燃料电池汽车的中心科技

  与三元锂电池比较,氢气储存进程当中的平安性应当是更高的,因为可以通过阻遏氧气,或者疾速释放的方法,让伤害的氢气疾速遁离人群,某种原理上来讲以致比液态的汽油更平安。而三元锂电池会跟着时间的推移电池的老化,有可以内部爆发短道的现象,或者因外力的撞击导致内部的短道自燃。最可骇的是,无论是由内而外激起的自燃照旧由外而内导致的燃烧,进程中都会释放大宗氧气,这就意味着即使与气氛阻遏,电池也会越烧越旺。

  ■ 氢能源与三元锂电池的开展前景

  中国,三元锂电池最大的优势,便是近几年国家计谋的倾斜饱励下产能取得了极大的开展,可以说中国公司是掌握其中心技能的,而且一跃成为了举世最大的锂电池生产国,资本取得了极大的低沉,曾经完备变成了范围产业。而氢燃料电池技能,无论是反响堆催化剂的工艺配方,照旧储气罐的中心技能,中国都没有形陈范围产业,以是资本极高。可是中国却又十分具备开展氢能源的产业条件,每年国内石化行业发生的氢气副产品足够用于车辆运用,氢气取得资本比较低,而且不需求依赖电解水这种高耗能的方法取得氢气,这为大范围开展燃料电池汽车奠定了精良的根底。


稿件根源: 电池中国网
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