鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1737次 | 2021年04月08日
新能源車(chē)高頻發(fā)生起火事故 電池真的安全嗎
最近一段時(shí)間，特斯拉一直處于輿論的漩渦中，沒(méi)有任何征兆的官降新聞引來(lái)大量特斯拉新車(chē)主的口水與征討。由于特斯拉降價(jià)的聲量太大，以致于幾乎在同一時(shí)間，特斯拉發(fā)生在美國(guó)佛羅里達(dá)的一起起火事故被降價(jià)的海量信息所掩蓋。
這已經(jīng)不了解是特斯拉的第幾次起火事故了，伴隨著特斯拉的成長(zhǎng)，電池自燃、起火這類(lèi)事故也如影隨形，從來(lái)就沒(méi)有離開(kāi)過(guò)。投射到國(guó)內(nèi)的新能源車(chē)領(lǐng)域，電池技術(shù)及其安全問(wèn)題也一直是行業(yè)難以繞開(kāi)的話題。在媒體大肆討論特斯拉營(yíng)銷(xiāo)策略，新能源車(chē)市場(chǎng)趨勢(shì)的當(dāng)下，我們是否應(yīng)該回歸到新能源車(chē)產(chǎn)品本身，新能源車(chē)頻頻自燃的原因到底在哪？現(xiàn)在的電池解決方法是否就是新能源車(chē)安全與動(dòng)力兩者平衡的最優(yōu)解嗎？
新能源車(chē)電池自燃是通病，造車(chē)新勢(shì)力也無(wú)法例外
電池起火一直以來(lái)就是特斯拉難以擺脫的魔咒，最新的這起二月底發(fā)生在美國(guó)佛羅里達(dá)州的事故中，肇事特斯拉偏離道路撞上隔離區(qū)的樹(shù)木后引發(fā)了電池起火，遇難車(chē)主的尸體嚴(yán)重?zé)齻瑹o(wú)法辨認(rèn)，更夸張的是，這輛車(chē)的鋰離子電池在事故發(fā)生一天后仍在警方停車(chē)場(chǎng)內(nèi)反復(fù)燃燒。
在此之前，特斯拉的電池安全問(wèn)題一直被車(chē)主們所詬病。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2016年一月，在挪威的一家超級(jí)充電站中，一輛正在充電的ModelS突然起火，整輛車(chē)幾乎被燒得只剩架子；2017年四月，美國(guó)紐約州一名車(chē)主駕駛ModelS撞到了路邊一塊巨石上，ModelS開(kāi)始自燃，所幸無(wú)人員傷亡，但這輛ModelS幾乎燃燒殆盡；2018年五月，一輛特斯拉ModelS在美國(guó)加州發(fā)生碰撞事故后起火，明火被撲滅后，電池組又發(fā)生了兩次自燃；六月在洛杉磯，女演員麥肯馬考的丈夫駕駛的特斯拉ModelS在行駛中毫無(wú)征兆地冒煙起火。今年年初，重慶某小區(qū)的地下車(chē)庫(kù)中，一輛特ModelS在未充電、未被碰撞的情況下發(fā)生自燃，所幸被物業(yè)及時(shí)撲滅……
在我國(guó)，新能源車(chē)的事故率，特別是電池起火的幾率也大大高于傳統(tǒng)燃油汽車(chē)。根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年前10個(gè)月，國(guó)內(nèi)見(jiàn)諸報(bào)端的新能源車(chē)起火事件就超過(guò)40起，特別是八月和九月高溫天氣期間，新能源車(chē)事故密集發(fā)生。
八月二十六日，安徽省銅陵市公交公司一輛公交車(chē)在行駛過(guò)程中突然發(fā)生起火燃燒事故；八月三十一日，一輛力帆650電動(dòng)汽車(chē)在廣州增城區(qū)起火燃燒；九月五日，在珠海香洲某停車(chē)場(chǎng)內(nèi)，兩輛眾泰云100系列共享電動(dòng)汽車(chē)在充電時(shí)起火燃燒；九月十日，福州市江濱路一輛比亞迪電動(dòng)汽車(chē)在撞上路邊護(hù)欄之后自燃……特別是去年八月二十五日，一輛威馬EX5在成都威馬研究院園區(qū)內(nèi)發(fā)生起火自燃，更是大大打擊了用戶(hù)對(duì)新能源車(chē)乃至造車(chē)新勢(shì)力們的信心。
下面的一組數(shù)據(jù)可能會(huì)讓大家對(duì)新能源車(chē)的整體質(zhì)量有一個(gè)直觀印象。2018年國(guó)內(nèi)300多家新能源車(chē)企累計(jì)銷(xiāo)售127萬(wàn)輛新能源車(chē)，但國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督總局全年共召回了13．57萬(wàn)新能源缺陷車(chē)輛，召回比例高達(dá)13．46％。其召回原因重要集中在電池和剎車(chē)助力泵這兩方面的問(wèn)題。
新能源車(chē)高頻發(fā)生起火事故電池有安全隱患
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
高頻起火事故的背后，電池到底怎么了？
面對(duì)新能源車(chē)電池起火事故高發(fā)的現(xiàn)狀，中科院院士、我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高就公開(kāi)表示電池?zé)崾Э厥请妱?dòng)汽車(chē)自燃起火的主因之一，所謂電池?zé)崾Э?，即電池在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)一定溫度，會(huì)出現(xiàn)連鎖熱反應(yīng)。
以特斯拉為例，該品牌車(chē)型普遍采用的是18650鋰離子電池一種長(zhǎng)得像五號(hào)電池的東西，通過(guò)BMS（電池控制系統(tǒng)）對(duì)7000多節(jié)18650鋰離子電池組成的電池包進(jìn)行控制。這種電池動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)的最大缺陷在于，當(dāng)車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)，電芯或模組是非常容易移位，從而導(dǎo)致連接電芯的導(dǎo)線脫落和短路，自燃就難以防止了。同時(shí)，由于電池被密封在電池包中，外界無(wú)法直接接觸，假如已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)熱起火情況，即使滅掉了明火，但電池仍然在電池包內(nèi)繼續(xù)發(fā)熱，這也是為何特斯拉發(fā)生起火事故后又會(huì)經(jīng)常復(fù)燃的原因。
雖然我國(guó)的新能源車(chē)在電池動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上相比特斯拉要保守許多，但車(chē)輛經(jīng)過(guò)碰撞后，其電池的安全性也會(huì)受到很多不可預(yù)測(cè)因素影響，國(guó)內(nèi)車(chē)企對(duì)此也缺乏足夠的信心，一個(gè)明顯的例證在于，去年年初有疑似蔚來(lái)ES8的車(chē)型參與碰撞測(cè)試的視頻片段在網(wǎng)絡(luò)上流傳，但蔚來(lái)官方對(duì)碰撞測(cè)試分?jǐn)?shù)諱莫如深，截止2018年年底，C－NCAP公布分?jǐn)?shù)的新能源車(chē)型僅有3款，除了比亞迪唐DM拿到了五星高分外，云度π3和北汽EX360都只拿到了兩星評(píng)價(jià)。
關(guān)于新能源車(chē)來(lái)說(shuō)，車(chē)輛的安全性并不光光是電池這一個(gè)配件的安全性，而是圍繞著電池這一核心配件的整套動(dòng)力系統(tǒng)的安全性，其中應(yīng)包括：觸電保護(hù)性能、電壓安全、電能安全、物理防護(hù)、電力系統(tǒng)負(fù)載端絕緣電阻、電解液泄漏、REESS安全評(píng)價(jià)（REESS的位置、REESS起火、爆炸）、高壓自動(dòng)斷開(kāi)裝置等。對(duì)此最好的解決方法應(yīng)是從電池管理系統(tǒng)入手。
都了解電池有安全隱患，廠家為何不做改進(jìn)？
新能源車(chē)的電池問(wèn)題由來(lái)已久，廠家關(guān)于自己電池技術(shù)的優(yōu)劣心中也有一本明賬，但為何少有廠家對(duì)此有所行動(dòng)，或者說(shuō)廠家對(duì)解除電池安全隱患的動(dòng)作遲遲不見(jiàn)成效呢？智能相對(duì)論認(rèn)為，原因或在以下三個(gè)方面。
1、競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向下的電池能量密度與安全性之間的平衡選擇
在現(xiàn)有技術(shù)下，電池能量密度與車(chē)輛的動(dòng)力表現(xiàn)和續(xù)航里程關(guān)系密切，然而在電池密度的另一面則是電池的安全系數(shù)。站在營(yíng)銷(xiāo)的角度，動(dòng)力表現(xiàn)和續(xù)航里程這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)占有非常重要的位置，因而廠家在電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，更傾向于提高電池能量密度，而這一做法的直接后果是以犧牲電池的安全性為代價(jià)?；蛟S我們無(wú)法苛求電池技術(shù)能夠保證百分百的安全，但我們希望能夠在性能和安全之間有一個(gè)可以接受的事故發(fā)生比例，可是性能可以用參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)畫(huà)像，但是安全系數(shù)卻難以量化，在這方面，新能源汽車(chē)廠家顯然還沒(méi)有找到這兩者之間的平衡。
首先從電池制作原理上來(lái)看，假如提高鋰離子電池的鎳化程度，電池的比容量也將隨之提高，但電池的熱失控溫度和安全性會(huì)下降。像三元鋰離子電池的熱失控溫度不到200度，尤其是三元材料在達(dá)到一定溫度時(shí)可以分解釋放出氧元素，這使得電池包即便在密封的狀態(tài)下，電池內(nèi)部也具備了完整的燃燒要素。關(guān)于鋰離子電池的鎳化比例，行業(yè)并沒(méi)有達(dá)成共識(shí)。其次，電池廠家為提高電池能量密度，還在電池結(jié)構(gòu)上做文章，一些極端的做法甚至不惜犧牲安全控件的設(shè)計(jì)冗余來(lái)滿足能量密度的提高。這些都大大新增了新能源車(chē)的安全隱患。
2、供應(yīng)樣品認(rèn)證與實(shí)際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)存疑
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，新能源車(chē)所使用的動(dòng)力鋰電池都必須通過(guò)過(guò)充實(shí)驗(yàn)，即電池在過(guò)充的情況下，必須做到不起火、不爆炸，因而電池廠家在進(jìn)入汽車(chē)廠家的供應(yīng)商名單之前必須完成相關(guān)的技術(shù)認(rèn)證。然而，目前的行業(yè)現(xiàn)狀是，電池廠家的樣品都能通過(guò)認(rèn)證，但在生產(chǎn)過(guò)程中，是否按照樣品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)卻缺乏有效的監(jiān)管。制度上的漏洞在一方面也擴(kuò)大了新能源車(chē)的電池安全漏洞。
3、政策和技術(shù)發(fā)展的不明確性導(dǎo)致廠商不敢加大電池技術(shù)研發(fā)投入
在技術(shù)層面，雖然目前行業(yè)主流采用的鋰離子電池，但在鋰離子電池方法中，又有磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池，18650鋰離子電池等幾個(gè)分支，這些方法各有優(yōu)劣，同時(shí)，像鎳鈷鋁三元電池、鎳鈷錳三元電池、燃料動(dòng)力電池、固態(tài)電池等方法也有相當(dāng)?shù)穆暳浚谖磥?lái)，還有石墨烯電池、氫燃料等備選方法。電池作為新能源車(chē)的核心配件，在沒(méi)有獲得行業(yè)一致認(rèn)可的技術(shù)方向之前，電池和汽車(chē)廠家缺乏足夠的自信扛起電池技術(shù)進(jìn)化的旗幟，在進(jìn)行技術(shù)研發(fā)時(shí)畏手畏腳，不敢放手一搏，正是因?yàn)檫@種想贏怕輸?shù)男膽B(tài)，大大拖慢了電池研發(fā)的速度。
在政策層面，國(guó)內(nèi)很多新能源車(chē)廠家都是瞄準(zhǔn)國(guó)家的補(bǔ)貼政策來(lái)定制產(chǎn)品，但由于國(guó)家新能源車(chē)的補(bǔ)貼政策周期是一年一次，每年都變，從產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期來(lái)看，產(chǎn)品的測(cè)試驗(yàn)證，特別是電池的測(cè)試驗(yàn)證很難與政策要求相匹配。比如，像化學(xué)材料體系的改進(jìn)一般要一年以上，假如參照這樣的研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，新能源車(chē)電池的安全性能自然缺乏有效保證。
誠(chéng)然，相比傳統(tǒng)燃油車(chē)，新能源車(chē)電池的安全問(wèn)題確實(shí)多了一些，其中有技術(shù)的原因，也有政策的原因和人為因素。這是任何一項(xiàng)新事物在發(fā)展過(guò)程中都必須經(jīng)歷的過(guò)程，我們不必因此對(duì)新能源車(chē)失去信心。只是，在技術(shù)尚未到達(dá)的情況下，我們是否先將那些已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并且可以解決的漏洞堵上，比如電池質(zhì)量的抽檢制度，比如新能源車(chē)的年檢標(biāo)準(zhǔn)。任何一個(gè)小小的改進(jìn)都將推動(dòng)新能源車(chē)的安全向前邁步。，磷酸鐵鋰最大的一個(gè)致命弱點(diǎn)就是低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。研究表明，一塊容量為3500mAh的電池，假如在-10℃的環(huán)境中工作，經(jīng)過(guò)不到100次的充放電循環(huán)，電量將急劇衰減至500mAh，基本就報(bào)廢了。而三元材料的低溫性能比較好，每月衰減1~2%。在低溫狀態(tài)下，衰退比例也沒(méi)有磷酸鐵鋰高。
三元材料占主流，很大一部分原因是受到國(guó)外車(chē)企的影響。外國(guó)車(chē)企的新能源汽車(chē)絕大多數(shù)采用三元鋰離子電池，型號(hào)多為18650。從286批新車(chē)公示中也能看出，絕大部分純電動(dòng)物流車(chē)采用18650型號(hào)的三元鋰離子電池。18650鋰離子電池單節(jié)標(biāo)稱(chēng)電壓一般為3.6V或3.7V；最小放電終止電壓一般為2.5～2.75V。常見(jiàn)容量為1200～3300mAh。18650電池但是一致性很好；層疊式電池的容量可以做得較大(20Ah到60Ah)，單體數(shù)量可以降低，但是一致性差。相比之下，現(xiàn)階段很難投入大量的人力物力與電池供應(yīng)商一起去改善層疊式電池的生產(chǎn)工藝。
