5月12日,工業和信息化部(以下簡稱工信部)針對電動汽車連下三道強制性國家標準,將電動汽車的安全性做出強制性提升要求。新的國家標準預計將於2021年1月1日起開始實施。
其中,《電動汽車用動力蓄電池安全要求》在優化電池單體、模組安全要求的同時,重點強化了電池系統熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全要求,試驗項目涵蓋系統熱擴散、外部火燒、機械衝擊、模擬碰撞、濕熱循環、振動泡水、外部短路、過温過充等。特別是標準增加了電池系統熱擴散試驗,要求電池單體發生熱失控後,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間。
中國新能源汽車產業的快速發展,大幅提升了電池安全在整車安全中的影響因素。自從去年大篇幅的電動汽車自燃訊息爆出後,電池安全也成為了新能源汽車產業所不可忽視的重中之重。
然而,2019年的多起蔚來自燃事故與特斯拉自燃事故,引發了眾多消費者的恐慌,卻並沒有引起汽車廠商們的足夠重視。在日益苛刻的新能源補貼規定的促進下,車企們為了市場售價與營銷噱頭,紛紛繼續加大在三元鋰電池能量密度等方面的投入。如此激進做法的背後,自然伴隨着眾多安全隱患,今年年初,儘管受疫情影響,消費者出行熱情有所下降,但電動車們依舊沒能躲過“靈異”的起火事件。5月剛過,一台理想ONE與Aion S的自燃信息,再次讓公眾視野聚焦純電動車安全。
圖片來源:工信部
儘管純電動車自燃的原因多種多樣,但拋去無故自燃和外力碰撞等因素,大部分純電動車的自燃的源頭都指向了整車中的重要部件——動力電池。
在大多數純電動車自燃事件的結果分析中,動力電池的熱失控,導致內部電極與外界空氣接觸,進一步導致高温出現從而引起自燃,佔據了絕大部分事故的主因。此外,還有因為散熱性能不達標,內部電路進水引發短路,或電池外殼損壞,導致電解液泄露從而自燃。
比亞迪針刺實驗
而工信部對於動力電池的全新規定,正是考慮到在動力電池產生熱失控等可能發生自燃的前提下,保障消費者必要撤離時間的硬性要求。熱失控後5分鐘內不起火不爆炸,從人員撤離的角度來説,這個時間依舊很緊張。但是對於已經泛用三元鋰電池作為電芯主材料的汽車廠商和材料商而言,5分鐘時間卻幾乎意味着“三元鋰電池”時代的終結。
圖片來源:EVTank
按照過往的自燃案例來看,特斯拉所採用的松下供應三元鋰電池,從熱失控報警到起火,只需短短5秒鐘。近日一台自燃的東風鄭州日產帥客EV,這一全套過程也僅用了30秒時間。根據此前比亞迪推出刀片電池時的針刺試驗來看,三元鋰電池在形成內部短路時,温度會迅速升高,正極材料高速分解的遊離氧會進一步增加各種化學反應的熱量產生,同時伴隨電池內部壓力的上升,最終產生燃燒甚至爆炸,而這一整個流程往往發生在一瞬間。所以就三元鋰而言,就連那台帥客EV的30秒,也已經是難得一遇,更別説是堅持上5分鐘了。
5月8日廣東省東莞市自然的帥客EV
那麼是不是現階段的三元鋰電池車主就只能聽天由命了呢,實則不然。從“規定”的附錄來看,三元鋰電池在引起熱擴散之前,需要提前5分鐘給到車內乘客預警信號,這則附錄變相承認了三元鋰電池的熱失控是難以控制和補救的。但正如我們在前文中所提到,由於純電動車的大部分自燃事故並非刺穿短路所致,所以碰撞致使的電池變形以及過充導致的温度過高等問題,才是車企與電池廠商真正需要提防預警的問題。而這一弊端,可以通過加強電池組結構以及優化電池的熱管理系統來提升安全性。三元鋰電池廠商在近半年時間需要做的是,儘快找到熱失控下,威脅到駕駛艙安全的時間點,並針對這個擴散時間儘早對車內乘客做出預警。
比亞迪刀片電池
當然,也有消費者會心有餘悸,既然純電動車需要承擔如此高的自燃風險,那麼熱失控就這的無法避免了嗎。也許在短期內,三元鋰電池是做不到,但是如果將材料換成磷酸鐵鋰電池,這個問題或許能夠得到進一步解決。更加優秀的熱穩定性,令磷酸鐵鋰電池再次迴歸主流視野。比亞迪作為磷酸鐵鋰電池研發的領跑者,在前不久推出的刀片電池,便將安全性能提升至了首位。
不難預見,隨着未來比亞迪刀片電池的上市,再加上特斯拉剛剛官宣的未來會採用磷酸鐵鋰電池信息,短期內,國家政策由過去單純追求續航里程轉向電池安全的大趨勢幾乎已成必然。“成也政策、敗也政策”,當年比亞迪因為續航而不得不在旗艦產品上採用的“三元鋰電池”,在日益清晰的安全標準下,也即將告別主流舞台。
長城蜂巢無鈷電芯
與此同時,針對三元鋰中不穩定因素“鈷”元素的剔除,也在各車企中有條不紊的進行。今年3月,特斯拉與寧德時代宣佈將攜手研發無鈷電池,並於近日表示年底即將有可實裝的產品出現,而長城旗下的動力電池公司蜂巢也發佈無鈷電池。更有甚者,廣汽在前日宣佈石墨烯電池已經排上日程,未來動力電池的形態究竟由會朝向哪個方向發展,現在下定結論還為時尚早。但可以確定的是,隨着安全性能需求的大幅提升,當下三元鋰電池近73%市佔率的獨霸局面將被逐步打破。
除了在電池本身性能上的提升,不少還在充電服務方面下了一番功夫。如比亞迪唐、榮威eRX5等車型,均提供有預約充電功能,不僅能夠幫助用户使用半價的夜間充電,也能夠在一定程度上防止過充狀況的出現。
注:部分圖片來自於網絡,若圖片涉及版權問題,請與我們聯繫我們將及時更正、刪除,謝謝!
原創文章歡迎轉載,需註明來自一號汽車。如發現非法轉載,我們將追究法律責任。