鉅大LARGE | 點擊量：931次 | 2019年05月27日
電動車自燃“燒”出新問題,我們該做些什么
新能源車自燃事件，在最近一個月內(nèi)一波未平一波又起。自燃背后，行業(yè)面臨著哪些新問題？新能源車風險真的很大嗎？
最近頻頻出現(xiàn)在新聞中的電動汽車自燃事件，似乎打擊了整個行業(yè)的信心。車企忙于公關(guān)清除負面，技術(shù)人員加班加點尋找解決方案，而用戶也對購買一輛新能源汽車產(chǎn)生了前所未有的擔憂。
自燃，這兩個字對于新能源汽車究竟意味著什么？我們又該如何理性地看待新能源汽車自燃？筆者作為一名汽車專業(yè)人士、汽車行業(yè)從業(yè)者，同時也是一名真實的純電動汽車車主，在此聊聊自己的觀點，與大家共同探討。
目前絕大多數(shù)電池均采用鋰作為得失電子，即發(fā)生電化學反應(yīng)的載體。它有極高的化學活性，當金屬鋰與氧氣直接發(fā)生接觸時，便會引起劇烈的燃燒與爆炸。
了解這一特性后，在研發(fā)鋰電池時會遵循兩大基本安全規(guī)律：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
相反地，只有當這兩大設(shè)計同時失效，電池的自燃才會發(fā)生，具體表現(xiàn)為：
除此之外，不可忽視的還有在電池內(nèi)局部發(fā)生熱失控的情況下，即使短時間內(nèi)沒有空氣侵入，依然有可能因為相變生熱（例如隔膜液化等現(xiàn)象），發(fā)生包括短路等一系列連鎖物理化學反應(yīng)，導致能量急劇累積或容積尺寸快速改變，并最終引發(fā)爆炸。
鋰金屬與空氣發(fā)生的劇烈氧化還原反應(yīng)，與電池內(nèi)部的熱失控，很難說彼此之間非常涇渭分明，情況可能同時發(fā)生于某次自燃事件中。但是現(xiàn)有鋰電池已經(jīng)形成了一套包含可閉隔膜空隙、排氣閥、局部熱管理、過充保護等技術(shù)的完整電池保護方案，使鋰電池的安全性完全達到可以投入商業(yè)應(yīng)用的場景。
既然已經(jīng)有了這么多考慮，那么這些電動汽車自燃的案例，究竟是哪些環(huán)節(jié)沒有做到位呢？
目前，動力電池組的安全性能指標與測試方法，已有工信部制定的《GB/T31485-2015》國家標準統(tǒng)一進行規(guī)范。
從標準中可以看出，蓄電池組需要經(jīng)歷過充、過放、短路、跌落、加熱、擠壓、針刺、海水浸泡、溫度循環(huán)、低氣壓等嚴苛的測試條件，且在一定的觀察周期內(nèi)（1h起）不發(fā)生起火、爆炸或漏液等嚴重問題，方可交付量產(chǎn)。
電動車自燃“燒”出新問題：廠商、用戶、保險，你們該做些什么？
這樣的測試條件，幾乎遠超出普通用戶使用的條件邊界，能通過這樣的測試并量產(chǎn)的電池，理論上來說在用戶常規(guī)用車過程中是不會出現(xiàn)能夠引發(fā)自燃的問題。
那是自燃的電動汽車動力電池都被這樣“蹂躪”過？也不盡然。從國標測試項目來看，盡管每一項都十分極限，但是各個測試環(huán)節(jié)之間存在獨立性，既不會有同一個電池參與多個項目測試，對于每個項目的評價也沒有關(guān)聯(lián)。而真實用車場景中，盡管很少出現(xiàn)極端情況，但復雜工況造成的交變、交叉影響，卻是目前的標準測試很難反映的。
正如之前所分析，只有當若干安全性設(shè)計思路同時失效，才會導致電池組內(nèi)部的失控。不妨大膽猜測，如果將品控問題導致的出廠缺陷也算在內(nèi)，自燃車輛至少發(fā)生了兩種或以上的非正常電池工作狀態(tài)（例如發(fā)生碰撞后再過度充電），而類似這種復合型測試，目前并未被列入動力電池強制考察的標準范圍內(nèi)，這也是從測試環(huán)節(jié)無法發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性風險。
對于真實用戶的使用場景而言，兩種或以上對動力電池產(chǎn)生損害的非正常工況在時間維度上往往不具備連續(xù)性。這意味著如果某種非正常工況對于電池的結(jié)構(gòu)性損害可以通過BMS電池管理系統(tǒng)的直接或間接參數(shù)測量被及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的報警或補救措施，就可以避免更嚴重的自燃等情況發(fā)生，從而避免人身安全危機與財產(chǎn)損失。
但遺憾的是，新能源車的動力電池問題并不像傳統(tǒng)內(nèi)燃機車油液不足或發(fā)生泄露那么容易觀測，甚至內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)機械損傷的動力電池從外觀看上去和正常電池也許都沒有什么區(qū)別。而BMS通過電池電壓、溫度、內(nèi)阻等間接測量信號進行動力電池健康狀態(tài)的準確估計與安全預警，這項技術(shù)目前在全行業(yè)都還處于不斷探索的階段。
但能夠進行動力電池健康狀態(tài)的準確估計，并對潛在的隱患進行提前預警，幾乎是解決電動汽車自燃及其它突發(fā)性危害工況的唯一途徑。換言之，只有找到這些間接測量信號數(shù)值與動力電池真實存在的風險或失效形式之間的關(guān)聯(lián)，才有可能在最終事故釀成前及時采取措施。
顯然，對于動力電池自燃原理性的認知，有助于把握這種關(guān)聯(lián)潛在的表達形式。例如，某個動力電池單體異常的升溫，極有可能是高度危險的信號；動力電池單體電壓的不均衡度超過一定限值，或者某個動力電池的內(nèi)阻與其它差異過大，同樣可能會引發(fā)動力電池過熱。
但是，就如同結(jié)構(gòu)工程師研究碰撞實驗后的車身一樣，只有研究足夠多極端失效情況前的測量數(shù)據(jù)樣本，利用大數(shù)據(jù)不斷進行機器學習，才能總結(jié)出高效、高準確度的動力電池安全預警模型。
然而，目前國內(nèi)的新能源汽車行業(yè)現(xiàn)狀是，利用動力電池的臺架測試積累數(shù)據(jù)尚不能完全滿足動力電池健康狀態(tài)與安全預警模型的準確建立。而真實運行的新能源汽車，無論是絕對數(shù)量還是數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計分析，對于類似的失效樣本，都還遠遠不夠。
這就引發(fā)了一系列問題：在新能源汽車發(fā)生碰撞后，哪怕是一個很小的追尾事故，對于動力電池的狀態(tài)會不會產(chǎn)生影響？即便外觀無法看出異常，但電池內(nèi)部是不是已經(jīng)有了潛在的風險？而車輛在日常保養(yǎng)、碰撞后的維修中，有沒有專門針對動力電池進行安全檢測的流程及方法？廠商是不是能清楚地告知用戶，在車輛碰撞維修后，動力電池是不是處于安全使用的狀態(tài)？
新能源汽車時代，無論是對廠商的售后流程規(guī)范、技術(shù)手段，還是對車輛的保險規(guī)則制定、定損方式，都提出了新的挑戰(zhàn)。
相較一百三十多年歷史的內(nèi)燃機車成熟技術(shù)而言，電驅(qū)動的相關(guān)技術(shù)規(guī)?；l(fā)展不過就是近三十年左右的事情。因此存在認知水平的差距在所難免，由此引發(fā)一系列的風險，也是無可辯駁的事實。但放眼社會的進化史，卻無不是由“風險控制”與“風險消化”兩種主旋律貫穿始終。
從控制風險的角度出發(fā)，更全面的組合型測試規(guī)則、更嚴苛的企業(yè)標準，或許是驗證動力電池安全性的未來發(fā)展方向。同時，微觀領(lǐng)域的研究，以及測量技術(shù)的進一步發(fā)展，有助于為BMS系統(tǒng)決策提供更多有價值的信息。在因為追求動力電池能量密度提升，而使正極活性更高的NCM811電池即將普及的今天，這些研究的方向?qū)τ陲L險控制顯得尤為關(guān)鍵。
在風險仍然存在的當下，如何將風險合理消化，更具體地說，如何為新能源汽車的自燃險重新定義與定價？對于碰撞事故的定損，新能源汽車是否會有全新的計算模型？或許都是保險公司開始值得認真思考的話題。而新能源汽車的保險模式、保險規(guī)則，注定會因為技術(shù)條件的不同與傳統(tǒng)汽車產(chǎn)生巨大差異，當下依然按照傳統(tǒng)汽車制定保額、定損的模式，已經(jīng)逐漸顯露出它的不適應(yīng)性。
在用戶層面，鑒于對車輛操作駕駛的不熟練，對車輛突發(fā)情況處理的冷靜程度，以及對新能源汽車三電系統(tǒng)工作原理、車輛維保流程的欠缺了解，我們并不推薦單純因為指標、牌照等政策客觀因素而盲目購買新能源汽車作為自己的第一臺車。而在廠商層面，對于用戶發(fā)生新能源汽車碰撞、高強度非鋪裝路面行駛、涉水等情況，也要對其產(chǎn)生的動力電池風險有足夠的安全提示及后期應(yīng)對措施。
同時，站在保險行業(yè)的角度，諸如自燃險等傳統(tǒng)汽車中少有關(guān)注的險種，應(yīng)當在新能源汽車上得到更多的重視。而新能源汽車碰撞后的定損、理賠及對接下來保費的影響，除了和傳統(tǒng)汽車同樣的規(guī)則外，針對動力電池這一部件，也應(yīng)當有專門制定的規(guī)則。
而這一切，除了依賴于技術(shù)研發(fā)層面的不斷進步，更加需要新能源汽車樣本數(shù)不斷增加后對大數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計、分析。數(shù)據(jù)，顯然在新能源汽車時代，變得更加重要。
其實在新能源汽車自燃的問題上，筆者切身感受到一種悖論的存在——因為新能源產(chǎn)品的不成熟性，用戶不希望成為“小白鼠”，但是只有當行業(yè)依賴足夠大的樣本基礎(chǔ)，才能有效做到“風險控制”與“風險消化”，進而提高產(chǎn)品的成熟性?？v觀歷史，先進技術(shù)的發(fā)展無不需要經(jīng)歷這樣的階段。
這樣的悖論何解？最終還是落腳在“幸存者偏差”上——空難看似危險，但飛機依然是最安全的交通方式之一。同理，以目前的技術(shù)水平，從統(tǒng)計學的角度，選擇新能源汽車對用戶的人身危險仍然是小概率事件。如果希望享受新鮮、低負擔的用車體驗，同時又能身體力行推動技術(shù)進步，那么為何又要因噎廢食全面否定新能源汽車呢？
決定權(quán)，仍然在用戶自己手中。
上一篇：使用助聽器鋅空氣電池十五問
下一篇：燃料電池汽車概述與市場空間
