211service.com
Ar ličio jonų elektriniai automobiliai yra saugūs?
Nešiojamieji kompiuteriai su ličio jonų baterijomis retkarčiais perkaista ir užsidega. Kai kuriems žmonėms tai kelia susirūpinimą dėl šio tipo akumuliatorių naudojimo naujuose elektriniuose sportiniuose automobiliuose ir rinkiniuose, skirtuose įprastiems automobiliams ir hibridinėms transporto priemonėms paversti visiškai elektra varomus automobilius.
Tai įdomus laikas elektra varomoms transporto priemonėms – reguliariai skelbiama apie didėjančias akumuliatoriaus medžiagų talpas (žr. Akumuliatoriaus proveržį) ir į rinką numatomas egzotiškas, brangias transporto priemones, pavyzdžiui, neseniai paskelbtą sportinį automobilį Tesla Motors San Karlose, Kalifornijoje. Tačiau elektromobiliai praeityje žlugo. Jei šį kartą jiems pasiseks, jie turės laimėti bendrą vartotoją, o tai, be kita ko, reikš, kad galingi akumuliatoriai yra saugūs.
Ličio jonų baterijos jau seniai buvo mėgstamos nešiojamiesiems kompiuteriams ir mobiliesiems telefonams maitinti, nes jos yra mažos ir lengvos. Tačiau tiek daug energijos sukrauti į mažą erdvę taip pat pavojinga. Buvo žinoma, kad baterijos užsiliepsnojo, kartais smarkiai; ir kadangi degalai ir oksidatorius yra sujungti į akumuliatorių, jų negalima užgniaužti kaip įprastų gaisrų, sako Danas Doughty, vadovaujantis ličio jonų akumuliatorių bandymams Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM.
Pagrindiniai saugos iššūkiai yra išvengti per didelio įkrovimo, perkaitimo ir žalos avarijos metu. Kiekvienu atveju cheminės reakcijos gali tapti nekontroliuojamos ir sukelti terminį nutekėjimą, dėl kurio gali susidaryti pakankamai karšta temperatūra, kad aliuminis ištirptų ir baterijos sprogtų, sako jis.
JAV vartojimo prekių saugos komisijos duomenimis, 2003–2005 m. įvyko daugiau nei 300 incidentų, susijusių su ličio jonų nešiojamųjų kompiuterių ir mobiliųjų telefonų baterijomis, kurios perkaisdavo arba užsiliepsnojo. Daugelis incidentų buvo susiję su kūno sužalojimais.
Ši galima ličio jonų akumuliatorių problema transporto priemonėse padauginama iš tūkstančių. Pavyzdžiui, „Tesla Motors“ automobilio atveju beveik 7000 akumuliatorių yra supakuoti už keleivių salono, kad būtų galima maitinti automobilį (iki įspūdingo 60 mylių per valandą greičio maždaug per keturias sekundes).
Tačiau bendrovė padarė daug, kad išlaikytų savo baterijomis maitinamą sistemą saugią – daug daugiau nei daroma nešiojamuosiuose kompiuteriuose, sako generalinis direktorius Martinas Eberhardas.
Kad temperatūra būtų kontroliuojama, Tesla inžinieriai sukūrė elektroniniu būdu valdomą skysčio aušinimo sistemą. Juose taip pat yra apsauga nuo perkrovimo, trys saugiklių sluoksniai ir jutikliai, kurie suaktyvins akumuliatorių atjungimą aukštoje temperatūroje, staigaus smūgio ar apvirtimo atveju. Tiesą sakant, sprendimas naudoti daug mažų baterijų, o ne kelias labai dideles, iš dalies buvo saugumo sumetimais – kiekviena baterija ir palyginti mažas sukauptos energijos kiekis, palyginti su visa sistema, yra izoliuotas ir apsaugotas savo plieniniame korpuse. Be to, visa sistema taip pat yra apsaugota avarijos atveju.
Markas Verbrugge'as, GM tyrimų ir plėtros centro Vorene, MI, akumuliatorių ekspertas teigia, kad tokių saugos priemonių turėtų pakakti, kad akumuliatoriai būtų saugūs. Tačiau vienas veiksnys lieka už tiesioginės automobilių gamintojų kontrolės ribų. Vienintelis dalykas, kuris tikrai kelia nerimą originalios įrangos gamintojams, yra tai, kad jūs negalite kontroliuoti prastos kokybės gamybos, nes tai susiję su sauga, sako jis. Pavyzdžiui, sako Verbrugge, jei du elektrodai susiliečia, nes jis yra prastai pagamintas, turite problemų.
Toks vidinis trumpasis jungimas gali sukelti nekontroliuojamą cheminę reakciją, sako Sandia's Doughty ir priduria, kad jei yra gamybos trūkumas ir jis turi vidinį trumpąjį jungimą, nieko nedarysite iš išorės, kad nutrauktumėte šią reakciją. Tokios problemos yra retos ir atsiranda vienoje iš dešimties milijonų nešiojamųjų kompiuterių ir kitos elektronikos elementų, sako Doughty. Tačiau, anot jo, jei yra 7 000 elementų ir vienas iš dešimties milijonų gedimų, jūs skaičiuojate, kiek transporto priemonių turės elementų problemų.
Net jei blogas akumuliatorius patenka į transporto priemonę, tai gali būti didelė problema. Sukūrėme jį taip, kad jei įkišite į mūsų akumuliatorių ir tyčia padegsite vieną iš baterijų, jis nepatektų į gretimus elementus, sako Eberhardas. Jis pateikia dvi priežastis: kiekviena baterija yra plieniniame korpuse, o skysčio aušinimo sistema gali pašalinti šilumos perteklių.
Tačiau Doughty sako, kad bandymų metu jis matė smarkius sprogimus, galinčius sulaužyti plieninį korpusą. Jei taip pat nepavyksta aušinti skysčiu, dėl vienos baterijos gali perkaisti kaimyninės baterijos, o tai gali sukelti mažų sprogimų pakopą. Doughty teigia, kad elektromobilių įmonės gali sukurti pakankamai saugias sistemas, tačiau jis pažymi, kad nors inžinieriai visada turi kelis saugos lygius, blogiausios avarijos įvyksta, kai dėl labai reto įvykio du ar daugiau iš šių kelių sluoksnių. yra pažeisti.
Net jei tokia avarija yra reta, elektrinių transporto priemonių atžvilgiu vis tiek gali kilti atsakas. Visų pirma, Doughty yra susirūpinęs dėl konvertavimo rinkinių, skirtų įprastoms transporto priemonėms arba hibridams pasukti ličio jonų elektriniuose automobiliuose (žr. Įkraunami hibridai yra kelyje). Man nerimą kelia tai, kad vieną iš šių dienų ličio jonais varoma transporto priemonė patirs įspūdingą avariją – ir ką tada žmonės pasakys?
Ekspertai turi dvi pagrindines rekomendacijas, kaip judėti į priekį ir gaminti dar saugesnius elektromobilius. Pirma, automobilių gamintojai turi turėti labai griežtą akumuliatorių gamintojų patikros procesą, sako Verbrugge. Doughty teigimu, ilgainiui bus svarbu remti naujų didelės energijos ličio jonų akumuliatorių cheminių medžiagų, kurios nėra linkusios perkaisti, tyrimus.