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新能源汽车频繁起火平均每日超7例

2022-07-17

科学大观园 2022年14期
关键词:磷酸小鹏失控

6月24日:

三亚市消防救援支队指挥中心接到报警,三亚市吉阳区棕榈滩路附近,一辆新能源电动大巴车后右车轮发生冒烟。救援人员在现场发现,大巴车并没有人员被困。

6月23日:

一辆蔚来汽车从位于上海市嘉定区的蔚来汽车总部大楼坠落,造成两人死亡。事故发生时,一辆蔚来新能源电动车从蔚来汽车总部大楼冲出,坠落侧翻在地面。消防救援人员到场后,将车内两名被困人员救出后移交给120。两人均因抢救无效身亡。

近日应急管理部公布了2022年一季度新能源汽车火灾数据:共计640起,比去年同期上升32%,高于交通工具火灾平均增幅,平均每日超7例。

数据统计,截止到2022年3月底,我国新能源汽车保有量达891.5万辆,占汽车总量的2.90%;纯电动汽车保有量724.5万辆,占新能源汽车总量的81.27%。

伴随新能源汽车渗透率的不断提升,汽车自燃起火的情况也频繁出现,包括比亚迪、特斯拉、小鹏汽车、蔚来、理想汽车等。

那么新能源汽车频繁起火的原因是什么?

比亚迪是新能源汽车的领先企业,今年5月份,在零售量前10名的新能源汽车中,比亚迪有3款车型进入榜单,其中比亚迪汉和比亚迪秦销量均突破2万台,分别位居第2名和第3名,比亚迪海豚则是榜单第8名。

在销量大好的情况下,比亚迪车型频繁曝出自燃的新闻,其中比亚迪唐发生事故的情况最多,今年4月29日,比亚迪还发布唐DM的召回公告称,因电池包托盘制造问题,使得车辆电池包有进水风险,严重时甚至会发生热失控现象。热失控后,如果不及时加以控制,就会导致自燃。

今年6月6日,一辆比亚迪唐DM行经广西贵港市牛岭市场附近,就出现起火的情况,根据现场救援人员描述,此次事故的火是从底盘处开始烧起,并伴随噼里啪啦的爆炸声。

据分析,事发时正值雨天,路面能看到明显湿滑现象,这或许就如比亚迪官方召回公告所说,由于电池包托盘制造问题,车辆电池包不慎进水发生热失控,引起自燃。

不仅仅是比亚迪唐,比亚迪其他车型也发生起火现象,今年6月12日,一辆比亚迪宋Pro DM在广东珠海市银厦广场起火,从现场的情况来看,先是车辆冒烟,后起火,而且烟是从底盘位置往上扩散,火焰燃起后,车前舱和底盘处均有明显火苗。

比亚迪宋Pro DM和比亚迪唐DM采用的是同款三元锂电池包,目前还不确定这辆比亚迪宋Pro DM的事故原因是否与唐DM相似,也为电池包的托盘制造问题。

过去这些年,特斯拉也是频繁传出自燃引发火灾的情况,日前,一辆特斯拉Model S发生事故后,在美国萨克拉门托一个报废场停放3周后突然起火,起火始于车辆的电池舱。

今年5月,加拿大一车主表示,他购买仅8个月的Model Y,在行驶过程中,车辆在推送一则错误通知后,便全车断电、车门锁死,随后浓烟四起,起火的原因还在调查中。

2021年特斯拉更是發生多起事故,1月,上海一辆特斯拉Model 3起火,当时特斯拉给出的判断是车辆碰撞导致电池受损引发事故;7月,苏州一辆特斯拉Model 3行驶不久后,出现冒烟起火事故;8月,一辆停放在广州高档小区的特斯拉Model S,突然冒出大量浓烟,并伴有火光,右边车位上一个特斯拉充电桩被烧毁。

除了比亚迪、特斯拉,小鹏、蔚来、理想都发生过自燃的情况。2022年3月28日,在深圳市龙华区某小区,一辆2019款小鹏G3发生自燃,从现场画面来看,当时汽车底部有大量火苗蹿出,并伴随着浓浓的白烟,大火包围着整个车辆。

有统计显示,从2019年起,小鹏汽车已经发生过五次起火事故,其中小鹏G3发生过5次自燃,而小鹏P7发生一次。

2019年12月,广州一辆小鹏G3发生自燃;2020年8月,广州一辆小鹏G3发生冒烟起火,小鹏官方回应是由于电池箱底部受损导致;2021年4月,广州一辆小鹏G3在充电桩旁充电过程中发生自燃;2021年4月,在广州中国市长大厦停车场外,一台小鹏G3底盘起火,并冒出大量白烟;2021年2月,上海闵行区一辆小鹏P7突发起火事故。

对于小鹏G3这款车型的自燃情况,官方事后调查结果显示,大部分自燃都由外部火源引起,或者电池遭受外力碰撞所致。

从2019年到现在,蔚来也发生多起事故。2019 年4月,西安蔚来授权服务中心一辆正在维修中的ES8发生自燃。根据官方说明,车辆底盘曾遭受严重撞击,电池包外壳与冷却板变形,电池包内部结构被挤压一段时间后短路着火。

2019年5月,上海嘉定区安亭镇一居民小区,一辆蔚来ES8在充电时发生自燃;2019年6月,武汉汉西三路建材市场停车场,一辆蔚来ES8电动车发生燃烧。2021年7月,上海市浦东新区临港大道,一辆蔚来EC6撞击石墩后车辆损毁严重并起火,车主不幸遇难。

理想汽车公开报道已经有5起起火事故,2020年5月8日,在长沙的街头,一辆理想新能源汽车发生了自燃,从现场图片和视频来看,火势凶猛,并且有大量浓烟,车辆前机舱部分烧损严重,理想汽车官方回复称,电池系统未出现问题。

2022年2月25日,網传视频显示,一辆理想ONE撞上道路中间的水泥墩,车身出现起火,整个车身被大火完全覆盖,火势凶猛,现场浓烟滚滚。前一日,理想ONE也曝出自燃起火事件,一辆理想ONE在室外停车场中,起火燃烧,起火部位主要是车辆的前舱位置。

新能源汽车起火的原因跟电池有关,但又不仅仅跟电池有关,引起新能源汽车起火的因素有很多,目前来看,主要可以总结为几点:电池部件老化、外部碰撞、高温天气、电池热失控、高负荷等。其中包括用火用电因素导致的火灾,也有外部碰撞引发的起火。

从上述案例来看,因为汽车碰撞而出现起火的情况不在少数,新能源汽车的电池普遍安装于底盘,很多车主在驾驶过程中底盘难免会受到磕碰,严重碰撞的当场起火,有些轻微碰撞的当时没有起火,也为之后起火埋下隐患。

当车辆发生碰撞的时候,电池组可能变形,从而导致电池隔膜撕裂短路,可燃电解液泄漏引发火灾。目前新能源汽车主要使用三元锂电池,部分车型使用磷酸铁锂电池,两者都属于液态锂离子电池,比如比亚迪唐和比亚迪宋搭载的是三元锂电池包,小鹏G3搭载的有磷酸铁锂和三元锂电池。

与燃油车起火有所不同,从上述起火的情况来看,有些是发生在行驶中,有些是静止状态,有些是充电的时候,此前有数据统计,在已查明原因的事故中,约有40%发生在车辆行驶时,有40%发生在停车静止状态,剩余的20%发生在车辆充电中。

纯电动车与充电相关的自燃情况较为常见,原因是,目前大部分充电桩,都在通过提高电流来实现大功率充电,电流越大,电缆发热量也越大,这对工作温度极为敏感的电池来说,非常危险。对于液态锂离子电池来说,充放电反应就是内部锂离子的运动过程,在长期充电过程中,内部化学反应加剧,温度逐渐升高,容易导致火灾的发生。

因此对于厂商来说,需要提高动力电池的稳定性和保护能力,保护能力主要表现在对底盘的保护上,比如此前比亚迪召回唐的时候,就是因为电池包托盘制造问题,使得车辆电池包有进水风险,严重时会发生热失控现象。

对于用户来说,新能源汽车在后期使用过程中需要定期保养,注意动力电池和相关电路的检查,避免使用快速充电桩长时间充电,选择好的路线,避免碰撞,底盘剐伤,等等。

新能源汽车起火的主要原因与电池有关,包括电池部件老化、外部碰撞、高温天气、电池热失控、高负荷等。

按应急管理部公布的2022年第一季度的新能源汽车起火数据来看,今年1—3月份新能源汽车起火640起,平均每天发生超7例火灾,很多人看到这个数据都非常震惊,直呼狼来了。但实际上截止到2022年3月底,我国新能源汽车的保有量已经达到了891.5万辆,折算一下火灾事故率约为万分之0.71。

车企在提升安全性能方面也在积极探索,并取得了实际成效。

今年4月份,中央电视台举办了第二届《中国汽车风云盛典》,找来了中国汽车技术研究中心、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会等五大权威机构做评委,最终广汽埃安的“动力电池技术群”获得了最尊崇的“评委会特别奖”。

动力电池技术获得2021年度的科技类最高奖项,足可见业内对电池技术发展的重视。

埃安最广为人知的技术应该是弹匣电池技术,它的出现奠定了动力电池安全新标准,从三个维度出发解决电池安全问题。

首先是采用超高耐热的稳定电芯,通过对正极材料、隔膜材料以及电解液的优化,让电芯耐热温度提升了30%,这样整个热管理系统的防控压力就大大下降;

其次是引入了超强隔热的电池安全舱,也就是“弹匣”,耐高温上壳体和网状纳米孔隔热材料构成的安全舱,可以保证热失控不蔓延到相邻的电芯;

最后是主动降温系统,速冷系统的存在提升了40%的散热面积,可以更好地阻断热扩散。

从结果来看,弹匣电池实现了三元锂电池整包针刺不起火,并且是唯一能同时适用磷酸铁锂电池和三元锂电池的安全技术。

除此之外,埃安还有业内领先的超倍速电池技术,全球最高900V高电压平台技术和三维结构石墨烯制备技术结合,再加上A480超充桩,可以实现“充电5分钟,续航207公里”。而它的纳米海绵硅负极片电池,则一举让Aion LX PLUS续航里程突破了1000km,同样打破了世界纪录。

2021年5月,磷酸铁锂电池的产量重新超越三元锂电池,从市场边缘化地位再度走回了主流,它用了3年的时间。实现这一目标,比亚迪和宁德时代两大巨头可以说厥功甚伟。

先说比亚迪,它其实算是磷酸铁锂电池的开创者,这种电池安全性高、成本低、循环寿命长,非常适合车用。但它有两个致命的弱点,那就是能量密度低和低温性能差,比亚迪通过两种手段来解决该问题。

首先是能量密度的提升,比亚迪对电池结构进行了大幅度的创新。传统动力电池都是用电芯组成模组,用模组组成电池包,比亚迪则直接用电芯组成电池包,将电池做成了“刀片”状,大大节约了空间占用。这样一来,虽然电芯本身的能量密度并没有改变,但同样的体积却能放入更大的电芯了,提升了电池包的能量密度。

以比亚迪汉EV为例,它可以实现600km+的纯电续航,与主流的高性能电动车已经相差无几,可以说让更安全的磷酸铁锂电池重获青春。随后比亚迪又开发了DM-i超级混动专用刀片电池,以及CTB电池车身一体化技术,都在安全性方面做了不少文章。

引起新能源汽车起火的因素主要可以总结为几点:电池部件老化、外部碰撞、高温天气、电池热失控、高负荷等。其中包括用火用电因素导致的火灾,也有外部碰撞引发的起火。

在磷酸铁锂电池的推广方面,另一家电池巨头宁德时代也不甘示弱。在海外,特斯拉采用的都是LG新能源和松下的动力电池,而在Model 3和Model Y先后国产之后,特斯拉为它们引入了宁德时代的磷酸铁锂电池。

其次是技术领域,宁德时代基于CTP技术的磷酸铁锂电池非常成熟,不仅能量密度高,可靠性也相当出色。也能支持将电芯装入车辆底盘的CTC技术,适应性非常好。

总体来说,随着磷酸铁锂电池重新夺回市场主动权,电池安全的提升也是必然的。

前几年,动力电池热失控的问题确实非常严峻,其中很大一部分来自NCM811电池。与传统的三元锂电池相比,这种电池降低了价格昂贵的钴的比例,提升了镍的比例,这让它的正极材料镍、钴、锰配比为8:1:1,用更低的成本实现了更高的电池能量密度。

但由于锰的比例降低,电化学反应变得更加剧烈,NCM811电池的安全性一直被人诟病。这么好的东西难道就不能用了吗?长城最近推出的大禹电池,啃下了这块硬骨头。

刀片电池安全,靠的是采用活性更低的磷酸铁锂电芯,弹匣电池安全,靠的是出色的隔热技术。而大禹电池,又换了另外一条思路,那就是像大禹治水一样“变堵为疏”。

具体做法是在热失控发生后,通过双向换流和热流分配,让热源对相邻电芯的热冲击大大减小。

也就是说,一旦热失控出现,电池系统会将这些热量迅速分摊到整个电池包上,从而让电池包的整体温升减小。

除此之外,大禹电池还会通过分流和导疏将热源迅速引导到灭火通道,再通过智能冷却功能提高热失控局部的冷却效率,最终保证电池的使用安全。

之前长城对搭载了大禹电池技术的NCM811电池进行了测试,工程师多次触发多个电芯集聚热失控,甚至电池内部的核心温度都已经达到了1037℃,电池状态却依然稳定,甚至电池内部的最高氣压仅为16kPa,可以算是极致的安全设计了。

虽然新能源汽车起火的新闻确实不少,但某种程度还是因为大家更关注这方面的新闻,以当前概率来看,其实新能源汽车已经足够安全。这背后得益于无数厂家的努力,宁德时代、比亚迪、长城、埃安这些电池巨头们,正在不断提升自己的技术。

毕竟对于厂家来说,安全绝对是第一要务,一旦出现大规模的安全问题,这个车企可就别想翻身了。

◎ 来源| 综合 新华社、南海网、南国都市报、电子发烧友

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