科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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最近一段時(shí)間，特斯拉一直處于輿論的漩渦中，沒有任何征兆的官降新聞引來大量特斯拉新車主的口水與征討。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)不知道是特斯拉的第幾次起火事故了，伴隨著特斯拉的成長，電池自燃、起火這類事故也如影隨形，從來就沒有離開過。投射到國內(nèi)的新能源車領(lǐng)域，電池技術(shù)及其安全問題也一直是行業(yè)難以繞開的話題。在媒體大肆討論特斯拉營銷策略，新能源車市場趨勢的當(dāng)下，我們是否應(yīng)該回歸到新能源車產(chǎn)品本身，新能源車頻頻自燃的原因到底在哪?現(xiàn)在的電池解決方案是否就是新能源車安全與動力兩者平衡的最優(yōu)解嗎?
新能源車電池自燃是“通病”，造車新勢力也無法例外
電池起火一直以來就是特斯拉難以擺脫的“魔咒”，最新的這起2月底發(fā)生在美國佛羅里達(dá)州的事故中，肇事特斯拉偏離道路撞上隔離區(qū)的樹木后引發(fā)了電池起火，遇難車主的尸體“嚴(yán)重?zé)齻瑹o法辨認(rèn)”，更夸張的是，這輛車的鋰電池在事故發(fā)生一天后仍在警方停車場內(nèi)反復(fù)燃燒。
在此之前，特斯拉的電池安全問題一直被車主們所詬病。
2016年 1月，在挪威的一家超級充電站中，一輛正在充電的Model S突然起火，整輛車幾乎被燒得只剩架子;2017年4月，美國紐約州一名車主駕駛Model S撞到了路邊一塊巨石上，Model S開始自燃，所幸無人員傷亡，但這輛Model S幾乎燃燒殆盡;2018年5月，一輛特斯拉Model S在美國加州發(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;6月在洛杉磯，女演員麥肯馬考的丈夫駕駛的特斯拉Model S在行駛中毫無征兆地冒煙起火。今年年初，重慶某小區(qū)的地下車庫中，一輛特Model S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……
在中國，新能源車的事故率，特別是電池起火的幾率也大大高于傳統(tǒng)燃油汽車。根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年前10個(gè)月，國內(nèi)見諸報(bào)端的新能源車起火事件就超過40起，特別是8月和9月高溫天氣期間，新能源車事故密集發(fā)生。
8月26日，安徽省銅陵市公交公司一輛公交車在行駛過程中突然發(fā)生起火燃燒事故;8月31日，一輛力帆650電動汽車在廣州增城區(qū)起火燃燒;9月5日，在珠海香洲某停車場內(nèi)，兩輛眾泰云100系列共享電動汽車在充電時(shí)起火燃燒;9月10日，福州市江濱路一輛比亞迪電動汽車在撞上路邊護(hù)欄之后自燃……特別是去年8月25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對新能源車乃至造車新勢力們的信心。
下面的一組數(shù)據(jù)可能會讓大家對新能源車的整體質(zhì)量有一個(gè)直觀印象。2018年國內(nèi)300多家新能源車企累計(jì)銷售127萬輛新能源車，但國家市場監(jiān)督總局全年共召回了13.57萬新能源缺陷車輛，召回比例高達(dá)13.46%。其召回原因主要集中在電池和剎車助力泵這兩方面的問題。
高頻起火事故的背后，電池到底怎么了？
面對新能源車電池起火事故高發(fā)的現(xiàn)狀，中科院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高就公開表示“電池?zé)崾Э厥请妱悠囎匀计鸹鸬闹饕蛑?rdquo;，所謂電池?zé)崾Э兀措姵卦诙虝r(shí)間內(nèi)到達(dá)一定溫度，會產(chǎn)生連鎖熱反應(yīng)。
以特斯拉為例，該品牌車型普遍采用的是18650鋰電池——一種長得像五號電池的東西，通過BMS(電池控制系統(tǒng))對7000多節(jié)18650鋰電池組成的電池包進(jìn)行控制。這種電池動力總成結(jié)構(gòu)的最大缺陷在于，當(dāng)車輛發(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，自燃就難以避免了。同時(shí)，由于電池被密封在電池包中，外界無法直接接觸，如果已經(jīng)出現(xiàn)過熱起火情況，即使滅掉了明火，但電池仍然在電池包內(nèi)繼續(xù)發(fā)熱，這也是為什么特斯拉發(fā)生起火事故后又會經(jīng)常復(fù)燃的原因。
雖然中國的新能源車在電池動力總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上相比特斯拉要保守許多，但車輛經(jīng)過碰撞后，其電池的安全性也會受到很多不可預(yù)測因素影響，國內(nèi)車企對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ES8的車型參與碰撞測試的視頻片段在網(wǎng)絡(luò)上流傳，但蔚來官方對碰撞測試分?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都只拿到了兩星評價(jià)。
對于新能源車來說，車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安全評價(jià)(REESS的位置、REESS起火、爆炸)、高壓自動斷開裝置等。對此最好的解決方案應(yīng)是從電池管理系統(tǒng)入手。
都知道電池有安全隱患，廠家為何不做改進(jìn)？
新能源車的電池問題由來已久，廠家對于自己電池技術(shù)的優(yōu)劣心中也有一本明賬，但為何少有廠家對此有所行動，或者說廠家對解除電池安全隱患的動作遲遲不見成效呢?智能相對論認(rèn)為，原因或在以下三個(gè)方面。
1、競爭導(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，電池能量密度與車輛的動力表現(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)。站在營銷的角度，動力表現(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)。或許我們無法苛求電池技術(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)畫像，但是安全系數(shù)卻難以量化，在這方面，新能源汽車廠家顯然還沒有找到這兩者之間的平衡。
首先從電池制作原理上來看，如果提高鋰電池的鎳化程度，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下降。像三元鋰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。對于鋰電池的鎳化比例，行業(yè)并沒有達(dá)成共識。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)冗余來滿足能量密度的提高。這些都大大增加了新能源車的安全隱患。
2、提供樣品認(rèn)證與實(shí)際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)存疑
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，新能源車所使用的動力電池都必須通過過充實(shí)驗(yàn)，即電池在過充的情況下，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認(rèn)證，但在生產(chǎn)過程中，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)主流采用的鋰電池，但在鋰電池方案中，又有磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池，18650鋰電池等幾個(gè)分支，這些方案各有優(yōu)劣，同時(shí)，像鎳鈷鋁三元電池、鎳鈷錳三元電池、燃料電池、固態(tài)電池等方案也有相當(dāng)?shù)穆暳浚谖磥恚€有石墨烯電池、氫燃料等備選方案。電池作為新能源車的核心配件，在沒有獲得行業(yè)一致認(rèn)可的技術(shù)方向之前，電池和汽車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，國內(nèi)很多新能源車廠家都是瞄準(zhǔn)國家的補(bǔ)貼政策來“定制”產(chǎn)品，但由于國家新能源車的補(bǔ)貼政策周期是一年一次，每年都變，從產(chǎn)品的開發(fā)周期來看，產(chǎn)品的測試驗(yàn)證，特別是電池的測試驗(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，如果參照這樣的研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，新能源車電池的安全性能自然缺乏有效保證。
結(jié)論： 誠然，相比傳統(tǒng)燃油車，新能源車電池的安全問題確實(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)展過程中都必須經(jīng)歷的過程，我們不必因此對新能源車失去信心。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，比如新能源車的年檢標(biāo)準(zhǔn)。任何一個(gè)小小的改進(jìn)都將推動新能源車的安全向前邁步。
【完】
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