[汽車之家 技術(shù)] 今天,電動車“自燃”這個話題又上了頭條,這次的事件是發(fā)生在上海的一個小區(qū)地庫,一臺特斯拉電動車在地庫里停車時突然發(fā)生了爆炸,從車子冒煙到發(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,跟大家聊聊電動車自燃的這些事。(截至目前起火原因仍在調(diào)查中,我們將會持續(xù)關(guān)注)
◆電動車自燃層出不窮
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)|詢價)在廣州某小區(qū)地下停車場,發(fā)生自燃事故,好在停車場消防噴淋設(shè)施自行啟動將火勢撲滅。此事一發(fā),導致不少新聞記者不得不將報道文章標題寫成“特斯拉又雙叒叕自燃了”,恐怕再來幾起自燃事件,“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間也并不罕見,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)有十數(shù)起,遍布美國、法國、奧地利、中國等多個國家。
僅特斯拉一家的電動車帶有自燃附加屬性嗎?并不是,僅在2018年,市場監(jiān)管總局掌握的輿情信息顯示,已發(fā)生的新能源汽車起火事件為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』
無獨有偶,就在上海特斯拉自燃事件發(fā)生后僅一天,4月22號,西安蔚來授權(quán)服務中心一輛正在維修中的ES8發(fā)生燃燒。好在蔚來員工和當?shù)叵啦块T迅速將火情撲滅,沒有造成人員傷亡。這一事件的發(fā)生,不僅是又一個新能源車企在“電動車自燃群”喊了一句“+1”,也讓消費者對電動車的安全問題又多了一分疑慮。
目前此車庫還在繼續(xù)處理殘局中,此刻我們先來列舉一些在實踐中我們應該了解的知識!
◆核心問題分析:電動車為什么會自燃?
1)電池短路是個重要因素
有了上面這些直觀事例的展現(xiàn),我們下面來聊聊最核心的問題,為什么電動車會出現(xiàn)自燃。 我們知道,一臺電動車除了電機、電控,電池也是本身一個重中之重的點,作為動力源,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)勢很明顯,就是安全性能較高,從化學層面來說,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)出的化學特性就是在高溫下不會崩塌,也就是不容易燃燒,因此使用的安全性較高。缺點也很明顯,能量密度低,同樣的電動車布置空間,三元鋰電池的續(xù)航里程會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,磷酸鐵鋰電池的能量密度基本可以達到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的主流。而對于商用車,動力電池的使用情況正相反,主要是以磷酸鐵鋰為主,主要因為純電動客車往往需要多塊動力電池疊加,而磷酸鐵鋰電池安全性更高,出現(xiàn)安全事故的幾率較低。
說白了就是,電池的發(fā)展階段和趨勢就是向更高的能力密度走, 要有這個步伐,但過快的話,負面的影響也是相輔相成的,即能力密度越高越激進,不穩(wěn)定性和風險也會隨之增高,所以相關(guān)的配套安全設(shè)計和解決方案也需要更完善。
從基理上說,電池都有短路風險,小到平時玩的電動車大到今天聊得純電動車,只要使用動力電池從理論上都可能發(fā)生短路,但動力電池從研發(fā)到量產(chǎn),其實經(jīng)過了大量的試驗和驗證,同時正規(guī)的純電動車也會從單個電池包到整車都重新進行試驗,因此對于動力電池包,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)和過充電可能是最大元兇
當然,電池過充電也是造成靜止狀態(tài)下自燃的一個可能因素。因為過充電可能導致電池內(nèi)壓升高,同時電池內(nèi)部也會產(chǎn)生大量氣體,因此會有爆炸的隱患。這時我們會問了,BMS(電池管理系統(tǒng))不是有過充保護嗎?為什么還會出現(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)和測試的重點。
對于電動車來說,如果電池熱失控,絕大部分都是充電過充引起,這就是充電自燃的重要原因。當然對于電動車來說,單靠BMS對電池進行安全控制,風險還是太大,BMS屬于軟件控制,不同廠家的電芯由于型號不同,性能差異性比較大,BMS需要根據(jù)不同情況進行調(diào)整,因此設(shè)計會十分復雜。
由于目前主機廠給供應商的成本壓力,有些廠商會讓供應商取消SSD,這樣全靠BMS控制的風險太大了,當然,爆炸的這臺老款特斯拉目前不確定是否只有BMS來控制過充,目前得到的信息是,車主在此之前剛剛進行了超充,當時的續(xù)航為350km,在回到地庫后并未進行充電。(注:此為車主表述。)
3)外因同樣不容忽視
除了上面提到的一些電動車內(nèi)部因素,其實外因也是造成電動車燃燒的重要因素。其中最常見也是破壞性最大的兩類問題就是擠壓和針刺,這兩類問題中,擠壓是最受關(guān)注的重點。
針刺說的白話點就是對電池包的某個小的區(qū)域進行擠壓,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。這些問題其實在電池包研發(fā)前期就會考慮,車企也會通過一系列相關(guān)的濫用試驗進行測試,除此之外,包括低溫、高溫、耐久性試驗都是出廠前的必要操作,但從之前發(fā)生的事故也表明,在受到嚴重撞擊時電池自燃的案例也時常發(fā)生。
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