林志颖驾车碰撞起火的背后:谁来关心电池自燃?
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编者按:本文来自微信公众号懂懂笔记(ID:dongdong_note) , 作者:神乐 , 编辑:秦言 , 创业邦经授权转载 。
「楼别歪 , 为啥电池一撞就起火?」
7月22日 , 艺人林志颖驾驶着一辆特斯拉撞上分隔岛起火燃烧的新闻 , 引发广泛热议 。 根据目前公开的监控录像显示 , 林志颖所驾驶的特斯拉ModelX , 当时刚刚掉头 , 车速似乎并不快 , 时速约为60公里左右 , 但车辆碰撞后过了35秒开始冒烟起火 , 随后火势迅猛蔓延 。
最近一、两年 , 新能源汽车因碰撞、充电不当导致起火自燃的现象并不罕见 , 然而 , 此次车祸事故 , 因为林志颖艺人的身份而在网上得到广泛关注 。 只是 , 仔细观察部分媒体、网友关注事件的“楼”却有些歪了 。
“林志颖疑似未系安全带 。 ”
“特斯拉车主分析林志颖撞车可能误触了AP(辅助驾驶)功能 。 ”
“有网友质疑林志颖违规驾驶 。 ”
......
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事故发生之后 , 关于“赛车手也驾驭不了特斯拉”的讨论渐起 。 而特斯拉官方的回应 , 也只是强调驾驶位并无易燃材质 。 大部分舆论关注的焦点 , 仍在林志颖的身份 , 以及其是否存在违规驾驶的情况 。
看到这里 , 懂懂笔记不禁要问 , 林志颖是艺人还是赛车手 , 其驾车时是否未按规定佩戴好安全带 , 又是否误触AP功能 , 甚至车技的高低 , 跟新能源汽车遭遇碰撞事故后极易起火自燃有关系吗?
排除当事人的身份 , 这场车祸背后凸显了整个新能源汽车行业面临的共性问题——司机座位底下的那块“大电池”的巨大安全隐患 , 是更值得所有人去思考的核心 。 我们也由此提出了这三个疑问……
一问结构安全:为何“一撞即燃”随着新能源汽车渗透率的提升 , 车辆起火、自燃的事故也呈上升之势 。
国家应急管理部数据显示:仅今年一季度 , 新能源汽车火灾事故共计640起 , 相比2021年同期上升了32%;平均每天发生七起新能源汽车起火、自燃事故 , 凸显动力电池的“脆弱”的现实 。
有人不禁会问 , 如果此次特斯拉撞车事件的当事人不是林志颖的话 , 是否还会引起广泛的关注与热议?最终车企的处置结果 , 是否还会是大事化小小事化了?
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早在林志颖发生车祸发生前一天 , 杭州城西西天目山西路与运溪路交叉口的杭徽高速高架桥下 , 也发生了一起车祸:一辆黑色的特斯拉轿车与一辆白色的丰田SUV相撞 , 特斯拉底盘瞬间窜出火焰 , 目前起火原因仍未有清晰结果 。
尽管电动车辆国家工程实验室统计数据 , 2021年电动车火灾原因 , 交通事故占比仅为15% , 但曾是一家自主新能源车企BMS(电池管理系统)研发工程师的邹明(化名)透露 , 新能源汽车碰撞后起火的现象并不罕见 。
“只要碰撞程度稍猛、翻车 , 伤及底盘电池包 , 都会有较大的起火风险 。 ”相比传统燃油车 , 新能源汽车底盘往往“挂着”硕大的电池包 , 一旦其受到挤压、破损 , 电芯被挤压破裂形成短路 , 都能引起火灾 。
而较为猛烈的车祸撞击 , 往往会导致车辆结构产生形变 , 即便有车头溃缩、吸能部件减轻底盘形变量 , 但再轻微的形变 , 对设计相对紧凑的电池包而言 , 往往也是“灭顶之灾” 。
因此 , 对于新能源汽车而言 , 进一步强化车身结构、底盘以及电池包的刚度 , 是降低车祸起火最有效的手段 。
但邹明同时也强调 , 基于新能源汽车自身重量、续航里程、成本等问题的考量 , 对于底盘、电池包的强化 , 也不是永无止境的 。
“强化底盘、电池包 , 需要更多高强度的钢材料 , 自重势必会增加 , 因而影响整车续航里程 。 如果用高强度、低轻量化的铝合金材料 , 成本又难免会飚升 。 毕竟 , 铝合金用得多的几乎是价格很贵的车 。 ”
邹明告诉懂懂笔记 , 最近几年 , 部分车企基于制造成本、续航里程的考虑 , 非但没有考虑提高底盘、动力电池包的结构强度、碰撞刚性 , 反而为了增加里程、降低车身重量以及成本 , 开始简化底盘、电池包结构 , 推出了所谓底盘、车身一体化技术 。
“尽管主机厂宣称 , 电池一体化技术能减重、延长续航 , 但降低制造成本的结果也很明显——少了电池包的上下盖板 , 降低材料使用和工艺流程 。 ”至于电池、电芯的保护 , 则完全依靠车身底盘结构 , 失去了“独特”的保护 。
据某自主新能源汽车品牌官方公布的资料显示:相较传统动力电池布置方案 , 使用“电池一体化技术”之后 , 整车零部件减少20% , 且结构件的成本降低了15% 。
至于那些整车优秀的碰撞数据 , 或许只是“企业评测”下的必然结果罢了 。
二问电池安全:强求续航何时休?既然能源车的底盘结构、电池包强度需要面对“续航里程、制造成本”做出妥协 , 那么物理强度不够 , 安全性能否以电池的化学性质来凑?
经过好几年的宣传 , 相信不少用户都知道 , 磷酸铁锂电池比三元锂更安全的道理 。
相关数据显示:碰撞车祸中外力撞击会损坏电池隔膜 , 从而导致电池短路 , 短路时电池所发出的热量 , 会造成电池热失控 , 并迅速将温度升至300℃以上 。
而三元锂电池热失控温度在200℃左右 , 磷酸铁锂热失控温度约为800℃ 。
可见 , 在碰撞车祸中 , 采用磷酸铁锂动力电池的新能源汽车 , 其安全性会明显高于搭载三元锂电池的车型 。
那么问题就来了:为何新能源汽车不优先采用热失控极限更高的磷酸铁锂呢?
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“目前 , 不少新能源汽车型均配备了磷酸铁锂和三元锂两款动力电池 , 而较为高端的新能源车型 , 几乎都是采用三元锂 , 这与其特质有很大关系 。 ”邹明告诉懂懂笔记 , 相比更安全的磷酸铁锂电池 , 三元锂电池有几方面的优势 。
首先 , 三元锂电池的能量密度往往比磷酸铁锂电池更高 , 因此同质量下 , 搭载三元锂电池的新能源汽车 , 续航里程明显高于磷酸铁锂电池车型 , “目前三元锂的单体能量密度 , 轻松突破200(Wh/kg) , 磷酸铁锂只有160左右 。 ”
因此 , 为了让新能源汽车续航尽可能提高 , 甚至是突破600公里续航的大关——部分车企只能将能量密度更优秀但也更“暴躁”的三元锂电池 , 默默塞进有限的底盘空间里 , 以提高自身车型的竞争优势 , 满足当下市场对高续航产品的需求 。
懂懂笔记在汽车资讯平台筛选“纯电”、“续航600公里以上”等几个条件 , 所得到的主流车型中 , 有超过六成搭载三元锂电池 。 而主打豪华定位的新能源车型 , 更是清一色的三元锂 。
“而且相比磷酸铁锂电池 , 三元锂低温环境下性能好 , 冬季续航影响小 。 ”邹明透露 , 正因为行业追求极致长续航里程的风气 , 使得稳定性、安全性低于磷酸铁锂的三元锂盛行 , 大部分车企也不敢摒弃三元锂电池而去Allin磷酸铁锂 。
在行业管理层面上 , 目前规定只能使用磷酸铁锂电池的车型 , 只有载客量比较大、涉及公众安全的商用车型(货车及大客车) , 至于普通乘用车型 , 至今仍没有强制要求 。
在过去一、两年 , 一部分主打“长续航”并搭载三元锂电池的纯电动汽车 , 通过“锁电”的方式确保车辆充电、行驶安全的争议 , 也常有耳闻 , 站在车企的角度 , 续航里程也不得不为了安全而有所妥协 。
但是续航焦虑一词 , 一直伴随着新能源汽车行业的发展 。 为了减轻用户的续航焦虑 , 盲目用高能量密度、热失控极限低的三元锂电池 , 提高新能源汽车的续航里程最终忽视安全性 , 显然是本末倒置的做法 。
在更新的、更为安全的动力储能材料推出之前 , 新能源汽车安全性与续航之间如何取得平衡 , 值得新能源汽车行业深思 。
追求续航能力固然重要 , 但是把续航焦虑变成了安全焦虑 , 令车主谈“燃”色变 , 无疑是本末倒置 。
三问逃生窗口:如何延阻电池自燃?有人说 , 尽管新能源汽车起火、自燃的概率 , 远比传统燃油车低很多 , 但是新能源汽车遭遇严重碰撞事故之后起火的速度 , 却比传统燃油车更快 , 火势蔓延也比传统燃油车更猛 。
这或许是新能源汽车发生火灾时 , 最让人害怕、担忧的关键问题 。
“传统燃油车若是起火自燃 , 通常是从发动机舱开始的 , 往往会有局限性 , 先是冒烟 , 然后才会有火苗蹿出来 , 即便火势猛 , 乘员也有几分钟能逃生 。 ”邹明表示 , 燃油车除非发生罕见的爆炸 , 否则起火后成员逃生时间较为充足 。
但无论是林志颖的撞车事故 , 还是浙江城西发生的车祸 , 涉事的纯电动车均在发生碰撞后不久起火燃烧 , 火舌均从底盘电池包蹿出 , 而且蔓延速度较快 , “电解液极易燃 , 且底盘先起火 , 往往会妨碍车上乘员逃生 。 ”邹明表示 。
相比传统燃油车 , 新能源汽车起火后 , 火势一旦蔓延就很难短时间扑灭:
林志颖发生车祸后 , 车头燃烧殆尽的特斯拉在被拖车吊挂放置时 , 底盘电池位置又发生起火燃烧现象;
6月27日 , 株洲的一台新能源汽车起火后 , 消防员花了1个小时左右才将火势扑灭 , 难度可想而知 。
新能源汽车动力电池起火 , 火势凶猛、蔓延较快、扑灭困难等问题 , 让乘员逃生窗口大大缩小 , 尤其是发生车祸后 , 车辆结构发生形变 , 若乘员无法及时脱困逃离或者昏迷失能 , 后果不堪设想(林志颖的座驾从碰撞到火势蔓延仅仅45秒左右) 。
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因此 , 2020年5月 , 工信部制定发布了《电动汽车用动力蓄电池安全要求》 , 规定电动汽车的电气安全和功能安全要求 , 增加电池系统热事件报警信号要求 , 能够第一时间给成员安全预警 。
同时 , “安全要求”规定电池单体发生热失控后 , 电池系统在5分钟内不起火不爆炸 , 为乘员预留安全逃生时间 。
在邹明看来 , 要求新能源汽车起火后给乘客“足够的逃生时间” , 对于车企动力电池的设计、BMS、热管理系统的研发能力都是一项重大考验 。
“动力电池之所以会爆炸、起火 , 最大的原因是电芯短路之后 , 温度快速上升 , 壳体内部压力太大 。 因此 , 争取逃生时间需要降低电芯温度 , 释放内部压力 , 延缓起火和爆燃 。 ”
也就是说 , 一旦车辆发生了碰撞 , BMS应及时切断整车高压电源 , 热管理系统应快速给电池包、电芯降温 , 同时令受损电芯释压 , 只有“三管齐下”才能确保车内的乘员拥有相对较长的逃生时间 。
然而 , 在新的国标要求出台之前 , 很多已经销售出去的新能源车型 , 都不具备以上的强制标准 , 至于新规之后上市销售的车型 , 目前也尚未看到、查询到相关安全测试结果 。
可以说 , 每天有数百万辆(三元锂电池)新能源汽车在路上行驶 , 的确是一个隐忧 。
因为艺人身份的影响力 , 林志颖驾驶特斯拉汽车碰撞起火的新闻备受关注 。 但无论新闻媒体、消费者、行业人士关注事件的焦点 , 都不该仅仅局限于车主身份 , 更多的应该是对驾驶安全问题的思考 。
简而言之就是:动力电池在碰撞后如何避免或延阻起火燃烧?
结束语摸着石头过河却在快速奔跑的新能源汽车 , 难免会伴随着或多或少的问题和缺陷 。 公众最怕的并不是问题的出现 , 而是问题发生后 , 迟迟得不到应有、妥善地解决 , 甚至连事故的原因都“不了了之” 。
【林志颖驾车碰撞起火的背后:谁来关心电池自燃?】此外 , 行业内对于新能源汽车安全性的测试 , 是否能在传统的结构安全碰撞之外 , 增加具有特殊针对性的“电气化安全”测试?随着新能源汽车渗透率的逐渐提升 , 相关行业的安全标准也该与时俱进了 。
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