2019年4月21日夜裏,一輛特斯拉Model S在上海的某地庫裏發生爆燃,從當時的監控裏可以看到,該車從大量冒煙到燃燒僅僅過了3、4s的時間。
其燃燒速度之快,之劇烈,讓人心生膽寒。(感興趣的朋友可以去搜索相關視頻)
自那以後,電動汽車自燃的問題開始被大家重視,併成為人們選擇電動車時難以繞開的話題。
那電動車為什麼會莫名的自燃呢?
答案是電池出現了熱失控。
換句話説就是,電池內部因部分電芯出現短路,導致電池局部温度失去控制,進而引發了電池燃燒。那為啥電池內部會短路呢?
這個原因那就有很多了,如磕碰,電池的密封失效導致浸水、夏天温度過高(佈局在底盤的電池整體承受的温度高於人體感知的温度)導致電池散熱能力下降、電池過充過放、電池温度不均勻等都可能引發電池內部的短路。
當然面對這麼多因素,最關鍵的還是廠商在設計時是否考慮了這些情況,並做好相應預防。如果沒有,那車輛自燃就是大概率事件了。
引發自燃的可能性這麼多,如果廠商不負責,那就沒人管了嗎?當然不會。在發生多起自燃事故後,工信部於去年對電動車的製造標準進行了修訂(今年開始強制實施),增加了三項強制標準。
在新標準下,增添的電池過熱報警不僅能讓駕駛員對車輛的電池情況做出有效的判斷,同時也可以在車輛充電失控時,發出警示,避免損失擴大。
還有強化電池組防水的要求,這主要是針對南方夏季多雨天氣。畢竟如果防水做不好,在車輛通過積水時很容易產生短路等問題,進而存在車輛的高壓電傳入水中,對道路上的其他人造成傷害的風險。
除了此以外,標準還要求車企必須做好電池系統的熱擴散實驗,即電池失控後5分鐘內不起火、不爆炸,給人留出充足的逃生時間。畢竟如果都像特斯拉那樣3-4s就爆燃,黑馬認為是沒有人能逃出來的。
除了國家政策方面已經做出的限制,我們再看看企業在電池安全領域做出了那些努力。
首先是比亞迪推出了刀片電池。
刀片電池屬於磷酸鐵鋰電池,磷酸鋰鐵電池的特性是能量密度低(導致其續航一般不如三元鋰電池),電池穩定高,不易燃;而三元鋰電池正好相反,能量密度高,但是安全性較差,目前自燃的車型基本都是搭載的三元鋰電池。
所以刀片電池採用的磷酸鐵鋰做材料,本身就會比三元鋰電池安全,再加上刀片電池結構結構上的優化,使得隔膜的防護性提升、熱失控風險的降低。最終的效果就是能量密度提升,安全性也大幅提升。
目前搭載刀片電池的比亞迪漢EV續航就超過了600km,達到主流水平。
在此前的穿刺實驗裏,刀片電池的最高温度為350°,但並未出現冒煙爆炸的情況。(不愧是自產自銷的優秀代表)
倘若你就是對磷酸鋰鐵電池有些擔憂,那廣汽新能源的彈匣電池,可能就是你的菜。
嚴格來説,廣汽新能源的彈匣電池不是一種電池,更像是一種電池安全解決方案(即是一個整體)。通過採用對電極的包裹(官方宣稱為納米級),讓添加劑和導電劑均勻的覆蓋到鋰化物表面,可以降低電池局部短路的風險,提升了熱穩定性。
彈匣電池內部的每一小塊電池都是用隔熱材料獨立包裝,外部殼體採用隔熱材料和耐高温的製成,這樣即使出現熱失控問題,也能將損害控制在一個有限空間裏。
概括來説,彈匣電池就是一個封閉的保險箱,可以將所有可能發生的風險封鎖在裏面,避免它外泄,進而保證車輛安全。
不過遺憾的是,在廣汽發佈的實驗視頻中並未對電芯的類型、電池的能量密度進行解釋。考慮到三元鋰電池隨着能量密度的提高風險性越高的特性,這個演示有種拋開劑量談毒性的感覺,缺乏一定的實際參考性。
除了這兩家電池方案外,其他企業也做在預防自燃上做出了自己的努力,如小鵬在P5上採用了新的無蔓延安全設計,通過高安全的電解液和熱擴散隔離技術來保證電池安全(不過沒有演示視頻,實際效果待定);特斯拉也開始採用磷酸鋰鐵電池(推測是出於成本考慮);寧德時代官宣其會強化電池包結構,增加外殼抗損壞能力,並在最新的811電池裏增加高集成、強魯棒的防內短路電極,電芯在各項測試裏不起火、不冒煙(具體量產情況未知)等。
綜合來看,在國家政策的指引下,各家車企、電池企業都開始重視起電池自燃的問題,也都開始加大在電池安全研發上的投入,並推出相應的新產品來給電動車的安全保駕護航。
不過黑馬認為這一切都只能算剛剛開始,畢竟新技術的使用,都需要時間來對其可靠性進行檢驗。
所以各家對電池的管控方案是否可行?電池自燃是否能得到有效遏制?
可能只有這個夏天才能告訴我們答案。