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特斯拉又起火,是时候给新能源车浇一瓢冷水了

2019-03-08 09:41
智能相对论
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高频起火事故的背后,电池到底怎么了?

面对新能源车电池起火事故高发的现状,中科院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高就公开表示“电池热失控是电动汽车自燃起火的主因之一”,所谓电池热失控,即电池在短时间内到达一定温度,会产生连锁热反应。

以特斯拉为例,该品牌车型普遍采用的是18650锂电池——一种长得像五号电池的东西,通过BMS(电池控制系统)对7000多节18650锂电池组成的电池包进行控制。这种电池动力总成结构的最大缺陷在于,当车辆发生碰撞时,电芯或模组是非常容易移位,从而导致连接电芯的导线脱落和短路,自燃就难以避免了。同时,由于电池被密封在电池包中,外界无法直接接触,如果已经出现过热起火情况,即使灭掉了明火,但电池仍然在电池包内继续发热,这也是为什么特斯拉发生起火事故后又会经常复燃的原因。

虽然中国的新能源车在电池动力总成的结构设计上相比特斯拉要保守许多,但车辆经过碰撞后,其电池的安全性也会受到很多不可预测因素影响,国内车企对此也缺乏足够的信心,一个明显的例证在于,去年年初有疑似蔚来ES8的车型参与碰撞测试的视频片段在网络上流传,但蔚来官方对碰撞测试分数讳莫如深,截止2018年年底,C-NCAP公布分数的新能源车型仅有3款,除了比亚迪唐DM拿到了五星高分外,云度π3和北汽EX360都只拿到了两星评价。

对于新能源车来说,车辆的安全性并不光光是电池这一个配件的安全性,而是围绕着电池这一核心配件的整套动力系统的安全性,其中应包括:触电保护性能、电压安全、电能安全、物理防护、电力系统负载端绝缘电阻、电解液泄漏、REESS安全评价(REESS的位置、REESS起火、爆炸)、高压自动断开装置等。对此最好的解决方案应是从电池管理系统入手。

都知道电池有安全隐患,厂家为何不做改进?

新能源车的电池问题由来已久,厂家对于自己电池技术的优劣心中也有一本明账,但为何少有厂家对此有所行动,或者说厂家对解除电池安全隐患的动作迟迟不见成效呢?智能相对论认为,原因或在以下三个方面。

1、竞争导向下的电池能量密度与安全性之间的平衡选择

在现有技术下,电池能量密度与车辆的动力表现和续航里程关系密切,然而在电池密度的另一面则是电池的安全系数。站在营销的角度,动力表现和续航里程这两项数据占有非常重要的位置,因而厂家在电池结构的设计上,更倾向于提高电池能量密度,而这一做法的直接后果是以牺牲电池的安全性为代价。或许我们无法苛求电池技术能够保证百分百的安全,但我们希望能够在性能和安全之间有一个可以接受的事故发生比例,可是性能可以用参数数据进行精准画像,但是安全系数却难以量化,在这方面,新能源汽车厂家显然还没有找到这两者之间的平衡。

首先从电池制作原理上来看,如果提高锂电池的镍化程度,电池的比容量也将随之提高,但电池的热失控温度和安全性会下降。像三元锂电池的热失控温度不到200度,尤其是三元材料在达到一定温度时可以分解释放出氧元素,这使得电池包即便在密封的状态下,电池内部也具备了完整的燃烧要素。对于锂电池的镍化比例,行业并没有达成共识。其次,电池厂家为提高电池能量密度,还在电池结构上做文章,一些极端的做法甚至不惜牺牲安全控件的设计冗余来满足能量密度的提高。这些都大大增加了新能源车的安全隐患。

2、提供样品认证与实际生产标准存疑

根据国家标准,新能源车所使用的动力电池都必须通过过充实验,即电池在过充的情况下,必须做到不起火、不爆炸,因而电池厂家在进入汽车厂家的供应商名单之前必须完成相关的技术认证。然而,目前的行业现状是,电池厂家的样品都能通过认证,但在生产过程中,是否按照样品标准进行生产却缺乏有效的监管。制度上的漏洞在一方面也扩大了新能源车的电池安全漏洞。

3、政策和技术发展的不明确性导致厂商不敢加大电池技术研发投入

在技术层面,虽然目前行业主流采用的锂电池,但在锂电池方案中,又有磷酸铁锂电池、三元锂电池,18650锂电池等几个分支,这些方案各有优劣,同时,像镍钴铝三元电池、镍钴锰三元电池、燃料电池、固态电池等方案也有相当的声量,而在未来,还有石墨烯电池、氢燃料等备选方案。电池作为新能源车的核心配件,在没有获得行业一致认可的技术方向之前,电池和汽车厂家缺乏足够的自信扛起电池技术进化的旗帜,在进行技术研发时畏手畏脚,不敢放手一搏,正是因为这种想赢怕输的心态,大大拖慢了电池研发的速度。

在政策层面,国内很多新能源车厂家都是瞄准国家的补贴政策来“定制”产品,但由于国家新能源车的补贴政策周期是一年一次,每年都变,从产品的开发周期来看,产品的测试验证,特别是电池的测试验证很难与政策要求相匹配。比如,像化学材料体系的改进一般要一年以上,如果参照这样的研发标准,新能源车电池的安全性能自然缺乏有效保证。

结论:诚然,相比传统燃油车,新能源车电池的安全问题确实多了一些,其中有技术的原因,也有政策的原因和人为因素。这是任何一项新事物在发展过程中都必须经历的过程,我们不必因此对新能源车失去信心。只是,在技术尚未到达的情况下,我们是否先将那些已经发现并且可以解决的漏洞堵上,比如电池质量的抽检制度,比如新能源车的年检标准。任何一个小小的改进都将推动新能源车的安全向前迈步。

【完】

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