[汽車(chē)之家 技術(shù)] 今天,電動(dòng)車(chē)“自燃”這個(gè)話(huà)題又上了頭條,這次的事件是發(fā)生在上海的一個(gè)小區(qū)地庫(kù),一臺(tái)特斯拉電動(dòng)車(chē)在地庫(kù)里停車(chē)時(shí)突然發(fā)生了爆炸,從車(chē)子冒煙到發(fā)生爆炸只在短短的4秒鐘之內(nèi),本期冷科技,我們就以此為事例,跟大家聊聊電動(dòng)車(chē)自燃的這些事。(截至目前起火原因仍在調(diào)查中,我們將會(huì)持續(xù)關(guān)注)
◆電動(dòng)車(chē)自燃層出不窮
就在此次自燃事件發(fā)生前不久的2019年3月26日,一輛特斯拉Model S(參數(shù)|詢(xún)價(jià))在廣州某小區(qū)地下停車(chē)場(chǎng),發(fā)生自燃事故,好在停車(chē)場(chǎng)消防噴淋設(shè)施自行啟動(dòng)將火勢(shì)撲滅。此事一發(fā),導(dǎo)致不少新聞?dòng)浾卟坏貌粚?bào)道文章標(biāo)題寫(xiě)成“特斯拉又雙叒叕自燃了”,恐怕再來(lái)幾起自燃事件,“叕”字就不夠用了啊。
而在世界各地,特斯拉因各種原因起火爆炸的時(shí)間也并不罕見(jiàn),據(jù)autoblog匯總,從2013年至2018年全球特斯拉因各種事故起火的案例已經(jīng)有十?dāng)?shù)起,遍布美國(guó)、法國(guó)、奧地利、中國(guó)等多個(gè)國(guó)家。
僅特斯拉一家的電動(dòng)車(chē)帶有自燃附加屬性嗎?并不是,僅在2018年,市場(chǎng)監(jiān)管總局掌握的輿情信息顯示,已發(fā)生的新能源汽車(chē)起火事件為40余起,涉及品牌包括威馬、眾泰、力帆、江淮等等。
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『4月21日上海特斯拉自燃視頻』
無(wú)獨(dú)有偶,就在上海特斯拉自燃事件發(fā)生后僅一天,4月22號(hào),西安蔚來(lái)授權(quán)服務(wù)中心一輛正在維修中的ES8發(fā)生燃燒。好在蔚來(lái)員工和當(dāng)?shù)叵啦块T(mén)迅速將火情撲滅,沒(méi)有造成人員傷亡。這一事件的發(fā)生,不僅是又一個(gè)新能源車(chē)企在“電動(dòng)車(chē)自燃群”喊了一句“+1”,也讓消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)車(chē)的安全問(wèn)題又多了一分疑慮。
目前此車(chē)庫(kù)還在繼續(xù)處理殘局中,此刻我們先來(lái)列舉一些在實(shí)踐中我們應(yīng)該了解的知識(shí)!
◆核心問(wèn)題分析:電動(dòng)車(chē)為什么會(huì)自燃?
1)電池短路是個(gè)重要因素
有了上面這些直觀事例的展現(xiàn),我們下面來(lái)聊聊最核心的問(wèn)題,為什么電動(dòng)車(chē)會(huì)出現(xiàn)自燃。 我們知道,一臺(tái)電動(dòng)車(chē)除了電機(jī)、電控,電池也是本身一個(gè)重中之重的點(diǎn),作為動(dòng)力源,很多隱患都與它有關(guān),其重要性不言而喻。
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。它的優(yōu)勢(shì)很明顯,就是安全性能較高,從化學(xué)層面來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰中的磷酸鐵鋰晶體P-O鍵非常穩(wěn)固,難以分解,因此表現(xiàn)出的化學(xué)特性就是在高溫下不會(huì)崩塌,也就是不容易燃燒,因此使用的安全性較高。缺點(diǎn)也很明顯,能量密度低,同樣的電動(dòng)車(chē)布置空間,三元鋰電池的續(xù)航里程會(huì)比磷酸鐵鋰電池要高,畢竟三元鋰電池的能量密度要高于磷酸鐵鋰電池,從數(shù)值上說(shuō),磷酸鐵鋰電池的能量密度基本可以達(dá)到120Wh/kg(2017年-2018年工信部數(shù)據(jù)),而三元鋰電已經(jīng)在140Wh/kg左右(同樣工信部2018年數(shù)據(jù)),這也是為什么現(xiàn)階段三元鋰電池成為純電乘用車(chē)的主流。而對(duì)于商用車(chē),動(dòng)力電池的使用情況正相反,主要是以磷酸鐵鋰為主,主要因?yàn)榧冸妱?dòng)客車(chē)往往需要多塊動(dòng)力電池疊加,而磷酸鐵鋰電池安全性更高,出現(xiàn)安全事故的幾率較低。
說(shuō)白了就是,電池的發(fā)展階段和趨勢(shì)就是向更高的能力密度走, 要有這個(gè)步伐,但過(guò)快的話(huà),負(fù)面的影響也是相輔相成的,即能力密度越高越激進(jìn),不穩(wěn)定性和風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之增高,所以相關(guān)的配套安全設(shè)計(jì)和解決方案也需要更完善。
從基理上說(shuō),電池都有短路風(fēng)險(xiǎn),小到平時(shí)玩的電動(dòng)車(chē)大到今天聊得純電動(dòng)車(chē),只要使用動(dòng)力電池從理論上都可能發(fā)生短路,但動(dòng)力電池從研發(fā)到量產(chǎn),其實(shí)經(jīng)過(guò)了大量的試驗(yàn)和驗(yàn)證,同時(shí)正規(guī)的純電動(dòng)車(chē)也會(huì)從單個(gè)電池包到整車(chē)都重新進(jìn)行試驗(yàn),因此對(duì)于動(dòng)力電池包,它的安全性還是有一定保證,大家也不需要產(chǎn)生恐慌。
2)電控(BMS)和過(guò)充電可能是最大元兇
當(dāng)然,電池過(guò)充電也是造成靜止?fàn)顟B(tài)下自燃的一個(gè)可能因素。因?yàn)檫^(guò)充電可能導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高,同時(shí)電池內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生大量氣體,因此會(huì)有爆炸的隱患。這時(shí)我們會(huì)問(wèn)了,BMS(電池管理系統(tǒng))不是有過(guò)充保護(hù)嗎?為什么還會(huì)出現(xiàn)這種情況,大家要清楚,電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性一直是工程師們研發(fā)和測(cè)試的重點(diǎn)。
對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō),如果電池?zé)崾Э,絕大部分都是充電過(guò)充引起,這就是充電自燃的重要原因。當(dāng)然對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō),單靠BMS對(duì)電池進(jìn)行安全控制,風(fēng)險(xiǎn)還是太大,BMS屬于軟件控制,不同廠家的電芯由于型號(hào)不同,性能差異性比較大,BMS需要根據(jù)不同情況進(jìn)行調(diào)整,因此設(shè)計(jì)會(huì)十分復(fù)雜。
由于目前主機(jī)廠給供應(yīng)商的成本壓力,有些廠商會(huì)讓供應(yīng)商取消SSD,這樣全靠BMS控制的風(fēng)險(xiǎn)太大了,當(dāng)然,爆炸的這臺(tái)老款特斯拉目前不確定是否只有BMS來(lái)控制過(guò)充,目前得到的信息是,車(chē)主在此之前剛剛進(jìn)行了超充,當(dāng)時(shí)的續(xù)航為350km,在回到地庫(kù)后并未進(jìn)行充電。(注:此為車(chē)主表述。)
3)外因同樣不容忽視
除了上面提到的一些電動(dòng)車(chē)內(nèi)部因素,其實(shí)外因也是造成電動(dòng)車(chē)燃燒的重要因素。其中最常見(jiàn)也是破壞性最大的兩類(lèi)問(wèn)題就是擠壓和針刺,這兩類(lèi)問(wèn)題中,擠壓是最受關(guān)注的重點(diǎn)。
針刺說(shuō)的白話(huà)點(diǎn)就是對(duì)電池包的某個(gè)小的區(qū)域進(jìn)行擠壓,從原理上跟碰撞近似,產(chǎn)生的后果自然也是發(fā)煙后燃燒。這些問(wèn)題其實(shí)在電池包研發(fā)前期就會(huì)考慮,車(chē)企也會(huì)通過(guò)一系列相關(guān)的濫用試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試,除此之外,包括低溫、高溫、耐久性試驗(yàn)都是出廠前的必要操作,但從之前發(fā)生的事故也表明,在受到嚴(yán)重撞擊時(shí)電池自燃的案例也時(shí)常發(fā)生。
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