鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1283次 | 2019年05月17日
純電動(dòng)汽車遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)燃油車安全?
上海特斯拉ModelS爆炸事件之后,ElonMusk曾向世界喊話「特斯拉及大多數(shù)電動(dòng)汽車的燃燒概率比燃油車低500%」。然而,上海事件尚未有調(diào)查結(jié)果之時(shí),香港一輛特斯拉也同樣在停車場(chǎng)發(fā)生起火。
接二連三的純電動(dòng)汽車事故讓人們開始重新審視純電動(dòng)汽車的安全問題。美國(guó)著名公益機(jī)構(gòu)巴特爾研究所曾經(jīng)在NHTSA的要求下對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行調(diào)查研究,結(jié)果表明電動(dòng)汽車比燃油車更安全、更不容易著火。
盡管如此,人們依舊認(rèn)為,純電動(dòng)汽車遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)燃油車安全。
1高能量載體注定危險(xiǎn)?
無論是純電動(dòng)汽車的市場(chǎng)保有量,還是每年相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)的交通事故數(shù)據(jù),都在指向同一個(gè)事實(shí):純電動(dòng)汽車的事故發(fā)生概率遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燃油車。
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%
普通消費(fèi)者對(duì)此并不買賬,原因在于純電動(dòng)汽車動(dòng)力來源:電池,在事故發(fā)生時(shí)更大概率地陷入起火、爆炸這類危險(xiǎn)系數(shù)更高的風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中。
如今市場(chǎng)對(duì)純電動(dòng)汽車的訴求主要集中在續(xù)航里程之上,這決定了汽車廠商需要在電池組的數(shù)量、單個(gè)電池的能量密度上進(jìn)行突破。按照國(guó)家對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展的規(guī)劃,到了2020年電池單體的能量密度要到300Wh/kg的水平。
業(yè)內(nèi)人士曾經(jīng)做過一個(gè)直觀的對(duì)比:以能量密度相對(duì)較低的磷酸鐵鋰電池為例,120Wh/kg的電池電芯通過換算之后,1公斤磷酸鐵鋰電池蘊(yùn)含的能量已經(jīng)相當(dāng)于103gTNT炸藥。
當(dāng)然,這樣的對(duì)比并不具有太大的參考意義,但至少可以說明,每一輛純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池都是高能量載體,發(fā)生事故時(shí),瞬間大量的能量釋放極有可能引發(fā)起火、爆炸。這也是外界對(duì)純電動(dòng)汽車更不安全的觀念來源。
以上海特斯拉事故為例,一輛ModelS上放置了7000節(jié)松下的18650鋰電池,以達(dá)到足夠支撐其達(dá)到高性能、高續(xù)航的需求。從事故后的反饋來看,如此劇烈的爆炸僅來自于電池組中4個(gè)模組的的起火爆炸,可以想見,在非靜止?fàn)顟B(tài)下事故發(fā)生時(shí),純電動(dòng)汽車瞬間能量釋放的危險(xiǎn)程度。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量: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、無人設(shè)備
傳統(tǒng)燃油車的動(dòng)力來源,同樣是易燃易爆的汽油,那么,除了能量密度差異以外,純電動(dòng)汽車危險(xiǎn)系數(shù)更高的原因又是來自哪里?
特斯拉曾經(jīng)在對(duì)外公布的數(shù)據(jù)中提到,2013年至今特斯拉發(fā)生的50余起車輛起火爆炸事件中,超過一半發(fā)生在車輛碰撞、擠壓之后。
這是動(dòng)力電池經(jīng)受最大考驗(yàn)的時(shí)刻。碰撞發(fā)生后,電池包由于外力造成擠壓變形、從而引發(fā)短路,熱失控之后電池包瞬間升溫,導(dǎo)致電池起火。發(fā)生在上海特斯拉時(shí)間之后的蔚來ES8起火事故,正是出自這種原因。不過,純電動(dòng)汽車碰撞后大多以起火爆炸告終,但并非所有事故都在瞬間發(fā)生。2011年一輛雪佛蘭Volt在進(jìn)行碰撞測(cè)試的三周之后才引發(fā)起火。
2安全與隱患,都在來的路上
2018年中國(guó)汽車市場(chǎng)銷售新能源汽車100萬輛,前景看似一片光明。但乘聯(lián)會(huì)的數(shù)據(jù)也在揭露另一個(gè)問題:2018年,新能源汽車的召回量超過13萬??梢赃@樣理解,每100輛售出的新能源汽車?yán)?,就有超過13輛因?yàn)橘|(zhì)量問題需要被召回。
這不是一個(gè)小數(shù)目,甚至連特斯拉ModelS,也因?yàn)殇X制螺栓腐蝕的問題在中國(guó)召回了接近9000輛汽車。
這13萬新能源汽車召回的原因更多地與動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān),比如力帆汽車是關(guān)于電池?zé)崾Э?、專用變速箱問題,而江淮則是局部過熱問題,這些問題都使得純電動(dòng)汽車更容易關(guān)聯(lián)到自燃甚至爆炸的安全隱患當(dāng)中。
隨著新能源汽車的陸續(xù)普及,更多問題被暴露出來。來自市場(chǎng)的擔(dān)憂、國(guó)家層面的監(jiān)管,都在催促純電動(dòng)汽車往更安全的方向發(fā)展。去年,2018年C-NCAP碰撞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布,新增了針對(duì)純電動(dòng)汽車的碰撞項(xiàng)目要求,其中主要針對(duì)觸電保護(hù)、電壓安全、絕緣性能等方面進(jìn)行測(cè)試。
新規(guī)發(fā)布之后,到目前為止,C-NCAP僅公布了三款純電動(dòng)汽車的碰撞測(cè)試結(jié)果:比亞迪唐DM獲得5星,而北汽EX450和云度π3僅得2星。
純電動(dòng)汽車的安全問題,不僅出現(xiàn)在快速成長(zhǎng)的中國(guó)品牌里,歐洲的E-NCAP從2014年開始就把新能源碰撞測(cè)試納入其中,美國(guó)IIHS也從2017年開始加入,然而,特斯拉ModelS在多項(xiàng)測(cè)試中表現(xiàn)最差,而寶馬i3也有部分項(xiàng)目難以達(dá)到預(yù)期。
與傳統(tǒng)燃油車不同,純電動(dòng)汽車在碰撞測(cè)試中不僅考察對(duì)乘員的保護(hù)、更要考慮車輛碰撞擠壓后,對(duì)三電系統(tǒng)造成的影響,以及由此帶來的安全隱患。
3給電池一個(gè)更高級(jí)的殼
ElonMusk在上海特斯拉爆炸事件后指責(zé)外界對(duì)待汽車安全的「雙標(biāo)」,傳統(tǒng)燃油車在發(fā)展了一百多年以來,仍舊無法把起火爆炸這類事故的可能性降低為零。
當(dāng)然,在劇烈碰撞事故發(fā)生之時(shí),無論是傳統(tǒng)燃油車還是純電動(dòng)汽車,都稱不上絕對(duì)安全。只是,純電動(dòng)汽車的電池艙一旦受到損壞,起火爆炸與點(diǎn)擊風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)隨之而來,相比之下傳統(tǒng)燃油車還不算一個(gè)大麻煩。
純電動(dòng)汽車的特性如此,生產(chǎn)商只能在外部結(jié)構(gòu)上盡可能減少碰撞發(fā)生帶來的風(fēng)險(xiǎn)。2013年,特斯拉ModelS上市不久,就在美國(guó)發(fā)生了兩起起火事故,原因均由于車輛底部受到異物撞擊而造成底盤和電池包受損,從而帶來了電池失效和熱失控。事故發(fā)生之后,特斯拉在后來推出的車型中加裝了保護(hù)電池的防護(hù)板。
然而,不久前蔚來ES8的事故發(fā)生,仍然來自相同原因。其中一個(gè)原因在于,蔚來ES8采用的是換電模式,因此電池包沒有在額外的底盤外殼保護(hù)之下。動(dòng)力電池本身在每個(gè)單體和整個(gè)電池組的外包裝部分都會(huì)采用安全材料的包裹,而不同類型的動(dòng)力電池,則有各自的優(yōu)劣。
比如特斯拉采用的松下圓柱體電池,就是沿用了最常見的金屬外殼包裹,具有工藝成熟、良品率高等優(yōu)勢(shì),但整體重量偏大;而日產(chǎn)聆風(fēng)選用的軟包電池使用鋁塑膜封裝,與金屬外殼相比重量更輕,但保護(hù)性也會(huì)低一些。
從上海特斯拉事件中看到,起火燃燒的四個(gè)電池模組并沒有波及到其他,雖然熱失控發(fā)生,但至少每個(gè)模組、電池之間的絕緣保護(hù)仍舊起到了作用。
過去純電動(dòng)汽車主要采用油改電路線的時(shí)候,能量密度和安全性是一組不可調(diào)和的矛盾。由于原有的燃油車架構(gòu)決定了動(dòng)力系統(tǒng)的放置形式,因此電池包的加入會(huì)受到空間、車輛結(jié)構(gòu)的影響,而原有的結(jié)構(gòu)也無法對(duì)電池包進(jìn)行更多、更有針對(duì)性的保護(hù)。
一種聲音認(rèn)為,在油改電結(jié)構(gòu)里,如果車企一味追求續(xù)航里程、把電池包盡可能做大,而由于車輛造型和尺寸的限制,無法給底盤和電池包預(yù)留足夠的間隙,在碰撞事故發(fā)生時(shí),電池包就有可能受到車體鈑金的擠壓、甚至穿刺,從而引發(fā)事故。
于是,目前許多新能源車企會(huì)研發(fā)針對(duì)電動(dòng)車的架構(gòu)平臺(tái),在整車布置、電池組的設(shè)計(jì)上,都會(huì)考慮強(qiáng)度和剛度的提升,主要用于對(duì)前后底部的保護(hù)。不過,即便暢銷如特斯拉,ModelS在美國(guó)IIHS的碰撞測(cè)試中成績(jī)?nèi)匀徊槐M人意,至于其他尚未參與碰撞測(cè)試評(píng)定的純電動(dòng)汽車,又如何讓消費(fèi)者放心?
最早一批進(jìn)入市場(chǎng)的純電動(dòng)汽車至今也才使用了6年,電池衰減、老化等問題將會(huì)陸續(xù)到來。在純電動(dòng)汽車大舉進(jìn)軍的當(dāng)下,它要如何打動(dòng)廣大消費(fèi)者?