于江江
( 內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,內(nèi)蒙古 赤峰024000)
自進(jìn)入二十一世紀(jì), 主要發(fā)達(dá)國(guó)家和汽車廠商紛紛加大了對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的投入。 中國(guó)作為世界第一大汽車消費(fèi)市場(chǎng),每年消耗了大量的石油能源,但我國(guó)的石油資源并不豐富。因此, 新能源汽車技術(shù)對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)和民生發(fā)展有著重要意義,應(yīng)在確保新能源汽車安全性的同時(shí)大力推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
從近幾年的新能源汽車安全事故統(tǒng)計(jì)來看, 新能源汽車的安全問題主要集中在電池方面。 細(xì)細(xì)探究,主要有兩方面原因,電池產(chǎn)品質(zhì)量問題和電池使用不當(dāng)。 當(dāng)前市面上的大多數(shù)新能源汽車采用三元鋰電池,此類電池能夠滿足新能源汽車的高續(xù)航需求,但其失控溫度低于200 攝氏度;在一定高溫條件下三元鋰電池會(huì)釋放出極度活潑的生態(tài)氧,即使外部條件的氧含量不充分,電池內(nèi)部也能夠進(jìn)行充分自燃,且若是電池起火后火勢(shì)會(huì)迅速擴(kuò)散,不易撲滅。 由于電池均使用圓柱形封裝方式,通過堅(jiān)固鋼殼包裹,導(dǎo)致電池受熱分解后會(huì)釋放巨大內(nèi)壓,進(jìn)而導(dǎo)致起火爆炸的情況出現(xiàn)。 鋰電池本身的安全性極低, 過度碰撞或擠壓均會(huì)增大電池自燃的幾率。 電池使用和充電不規(guī)范是新能源汽車安全事故發(fā)生的重要原因。 隨著新能源汽車的長(zhǎng)期使用,新能源汽車電池的密閉性越來越差。若是使用過程中電池進(jìn)水,極易出現(xiàn)電池短路的現(xiàn)象, 進(jìn)而導(dǎo)致電池過熱引發(fā)事故。 若是在電池充電期間頻繁進(jìn)行開關(guān)操作,容易導(dǎo)致接觸器表面快速升溫?fù)p壞相應(yīng)零部件,進(jìn)而引發(fā)安全問題。
對(duì)于上文提到兩類引發(fā)事故的原因, 可以通過改進(jìn)電池材料技術(shù)和規(guī)范電池使用的方法進(jìn)行防范。 改進(jìn)電池材料技術(shù)能夠有效提升電池質(zhì)量和性能,達(dá)到防范新能源汽車起火的目的。如對(duì)電池的正極材料進(jìn)行包裹處理, 將多數(shù)電池正在使用的多晶粒正極材料變成單晶粒正極材料, 增強(qiáng)電池?zé)岱€(wěn)定性。 同時(shí),將隔熱性好、非可燃材料填充入汽車電池系統(tǒng)的熱傳遞路線中,阻斷熱傳導(dǎo)。 統(tǒng)一規(guī)范電池的使用和充電方式,避免因操作不當(dāng)引發(fā)的安全問題。 例如,積極研發(fā)電池快充技術(shù),在加快新能源汽車電池充電速度的同時(shí)添加過量充電保護(hù);相關(guān)宣傳部門應(yīng)加大新能源汽車電池使用規(guī)范的宣傳力度,引導(dǎo)新能源車主嚴(yán)格依循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)使用車輛,及時(shí)充電,避免由于充電時(shí)間過長(zhǎng)或擠壓電池的情況。 在充電時(shí),車主應(yīng)確保充電樁與車輛之間的充電回路中的絕緣電壓和過電距離符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 通過嚴(yán)格推行上述兩種方法措施切實(shí)幫助解決新能源汽車的安全問題。
美國(guó)新能源汽車研發(fā)重點(diǎn)集中在布什- 奧巴馬政府時(shí)期提出的氫染料電池新能源汽車和生物燃料新能源汽車領(lǐng)域。 當(dāng)前,美國(guó)著力推進(jìn)的新能源汽車包括電動(dòng)、混合動(dòng)力、燃料電池、清潔柴油和乙醇類型的汽車。美國(guó)計(jì)劃在2022 年之前將汽油消費(fèi)量降低20%。 美國(guó)新能源汽車政策通過法律體系,經(jīng)費(fèi)投入,稅收政策,消費(fèi)者教育進(jìn)行推進(jìn)。 制定強(qiáng)制性的法律法規(guī);直接進(jìn)行經(jīng)費(fèi)投入幫助項(xiàng)目的研發(fā)和推廣;減免新能源汽車消費(fèi)稅和代用燃料消費(fèi)稅,增加傳統(tǒng)汽車及燃料的稅收;政府、企業(yè)和社會(huì)團(tuán)體開展密集的宣傳和教育活動(dòng)推進(jìn)新能源汽車政策。 歐盟作為國(guó)家聯(lián)合體,無法對(duì)各國(guó)制定具體政策,也不能通過強(qiáng)制性的法律法規(guī)推行新能源產(chǎn)業(yè),其主要措施是對(duì)成員國(guó)提出指導(dǎo)意見和未來發(fā)展方向,對(duì)成員國(guó)的具體產(chǎn)業(yè)給予扶持。 歐盟從1991 年開始制定新能源政策, 分別于1993 年、1998 年、2001 年、2007 年、2010 年、2012 年、2015 年、2017 年、2018 年和2019 年發(fā)布新能源汽車的重要文件[1]。 從發(fā)布日期的密集程度能夠看出,隨著時(shí)間的推移,歐盟對(duì)于新能源汽車的重視程度和迫切程度日益增強(qiáng)。 歐盟新能源汽車發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)和方向是氫燃料汽車和生物燃料,其在生物燃料領(lǐng)域具備相對(duì)成熟的技術(shù)和設(shè)施,而氫燃料電池汽車是歐盟中長(zhǎng)期發(fā)展重點(diǎn)。 日本通產(chǎn)省在2006 年5 月發(fā)布新能源汽車產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)景構(gòu)想,目標(biāo)是在2030 年以前,將新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展成商業(yè)產(chǎn)值超萬億日元的支柱型產(chǎn)業(yè),將50%的石油依賴度降低至40%。 日本政府采取的主要措施是:引入并普及混合動(dòng)力技術(shù)降低燃油消耗;建設(shè)新能源汽車的配套基礎(chǔ)設(shè)施,促進(jìn)生物乙醇與柴油等燃料方式的多樣化;推動(dòng)燃料電池汽車和電動(dòng)汽車的普及。
近年來,我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)能力飛速發(fā)展,已經(jīng)成為并連續(xù)蟬聯(lián)世界第一大汽車市場(chǎng);但我國(guó)人口眾多、石油資源較為匱乏,過度依賴傳統(tǒng)能源汽車會(huì)使得國(guó)內(nèi)的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)失衡與供應(yīng)不足。 因此,大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)是我國(guó)未來一段時(shí)間內(nèi)的重要戰(zhàn)略[2]。 目前我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)情況是天然氣、煤炭、核能、太陽能、水力等形式產(chǎn)生的電能具有無限潛力,能夠?yàn)榛陔娔艿募冸妱?dòng)車和混合動(dòng)力及氫燃料汽車的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。 新能源汽車在全球范圍內(nèi)都屬于新興產(chǎn)業(yè),需要大量的經(jīng)費(fèi)和人才的支持。 據(jù)路透社報(bào)道,全球汽車廠商預(yù)計(jì)在未來5-10 年內(nèi)投資3000 億美元進(jìn)行電動(dòng)汽車研發(fā), 其中占全部投資額45%近1350 億美元將投在中國(guó)市場(chǎng)。 但是,我國(guó)在新能源汽車基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面仍稍遜于發(fā)達(dá)國(guó)家。 新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大力支持,我國(guó)新能源支撐產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是生物燃料應(yīng)用穩(wěn)步擴(kuò)大,發(fā)展方向已完成從糧食原料到非糧食原料的轉(zhuǎn)變,但在技術(shù)和資源層面仍然面臨一定制約;純電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車的基礎(chǔ)設(shè)施相較于純電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展稍有落后,除一線城市外的市地縣級(jí)城市的新能源汽車的基礎(chǔ)設(shè)施較為落后,制約了新能源汽車的發(fā)展;我國(guó)天然氣新能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量較多,集中在東北和西北地區(qū);氫燃料汽車的基礎(chǔ)設(shè)施和配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了一定進(jìn)展但距離應(yīng)用普及還需一定時(shí)間;新型鋰電池技術(shù)是混合動(dòng)力、純電動(dòng)和燃料電池汽車發(fā)展的關(guān)鍵,我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展極快, 但在核心技術(shù)方面與歐美日發(fā)達(dá)國(guó)家相比還稍顯不足。 我國(guó)國(guó)內(nèi)廠商在新能源汽車研發(fā)、運(yùn)行和產(chǎn)業(yè)化方面取得了顯著成就,優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域主要集中在混合動(dòng)力、燃料電池和純電動(dòng)汽車發(fā)現(xiàn)[3]。
中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略分為三個(gè)方面, 技術(shù)路線的確立、技術(shù)研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。 技術(shù)路線是我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ), 未來我國(guó)將重點(diǎn)推進(jìn)混合動(dòng)力、純電動(dòng)和燃料電池汽車的發(fā)展,技術(shù)研發(fā)工作圍繞以上三種汽車進(jìn)行;其中,混合動(dòng)力汽車是現(xiàn)階段和中期新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心,燃料電動(dòng)汽車將在未來成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)力量。 歐美日的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)表明,政府主導(dǎo)、企業(yè)和研究所共同參與的技術(shù)研發(fā)體系對(duì)于新能源汽車的研發(fā)創(chuàng)業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分重要。 新能源汽車技術(shù)的特點(diǎn)是高風(fēng)險(xiǎn)和高投入,單純的依靠市場(chǎng)規(guī)律很難在短期內(nèi)完成新能源汽車技術(shù)的研發(fā)。 而給予環(huán)保和能源安全方面的考慮,歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家和中國(guó)等先進(jìn)發(fā)展中國(guó)家對(duì)于新能源汽車技術(shù)的需求極為迫切,這就需要我國(guó)政府整合資源與企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)一道加快技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 在新能源汽車市場(chǎng)需求并未發(fā)育完全,而對(duì)其的基礎(chǔ)和研究投入極大的情況下,產(chǎn)業(yè)內(nèi)和產(chǎn)業(yè)外的大型企業(yè)需要達(dá)成戰(zhàn)略同盟共同抵御市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。 成功的戰(zhàn)略同盟需要具備以下特性:價(jià)值目標(biāo)趨同,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)且利益共享。 自2015 年以來,我國(guó)已有超過十家地產(chǎn)商投資新能源汽車領(lǐng)域,地產(chǎn)企業(yè)利用其雄厚的資金優(yōu)勢(shì)助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展;具有代表性的案例有,寶能集團(tuán)投資逾600 億,入股觀致汽車,建設(shè)新能源汽車產(chǎn)業(yè)園;恒大集團(tuán)投資超過3000 億元,入股廣匯, 建設(shè)新能源產(chǎn)業(yè)基地。 地產(chǎn)企業(yè)的入局分散了新能源車企的風(fēng)險(xiǎn),降低了研發(fā)成本。
綜上所述,新能源汽車的安全問題主要集中在電池方面,通過科學(xué)合理的處理措施能夠很好地防范安全問題。 針對(duì)新能源汽車的發(fā)展研究,應(yīng)從技術(shù)路線的確立,技術(shù)研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系三方面入手,整合政府、企業(yè)和研究部門的資源,推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展。