撰文 | 神樂 編輯 | 秦言 出品 | 懂懂筆記
「樓別歪,爲啥電池一撞就起火?」
7月22日,藝人林志穎駕駛着一輛特斯拉撞上分隔島起火燃燒的新聞,引發廣泛熱議。根據目前公开的監控錄像顯示,林志穎所駕駛的特斯拉Model X,當時剛剛掉頭,車速似乎並不快,時速約爲60公裏左右,但車輛碰撞後過了35秒开始冒煙起火,隨後火勢迅猛蔓延。
最近一、兩年,新能源汽車因碰撞、充電不當導致起火自燃的現象並不罕見,然而,此次車禍事故,因爲林志穎藝人的身份而在網上得到廣泛關注。只是,仔細觀察部分媒體、網友關注事件的“樓”卻有些歪了。
“林志穎疑似未系安全帶。”
“特斯拉車主分析林志穎撞車可能誤觸了AP(輔助駕駛)功能。”
“有網友質疑林志穎違規駕駛。”
......
事故發生之後,關於“賽車手也駕馭不了特斯拉”的討論漸起。而特斯拉官方的回應,也只是強調駕駛位並無易燃材質。大部分輿論關注的焦點,仍在林志穎的身份,以及其是否存在違規駕駛的情況。
看到這裏,懂懂筆記不禁要問,林志穎是藝人還是賽車手,其駕車時是否未按規定佩戴好安全帶,又是否誤觸 AP 功能,甚至車技的高低,跟新能源汽車遭遇碰撞事故後極易起火自燃有關系嗎?
排除當事人的身份,這場車禍背後凸顯了整個新能源汽車行業面臨的共性問題——司機座位底下的那塊“大電池”的巨大安全隱患,是更值得所有人去思考的核心。我們也由此提出了這三個疑問……
「 01 」
一問結構安全:爲何“一撞即燃”
隨着新能源汽車滲透率的提升,車輛起火、自燃的事故也呈上升之勢。
國家應急管理部數據顯示:僅今年一季度,新能源汽車火災事故共計640起,相比2021年同期上升了32%;平均每天發生七起新能源汽車起火、自燃事故,凸顯動力電池的“脆弱”的現實。
有人不禁會問,如果此次特斯拉撞車事件的當事人不是林志穎的話,是否還會引起廣泛的關注與熱議?最終車企的處置結果,是否還會是大事化小小事化了?
早在林志穎發生車禍發生前一天,杭州城西西天目山西路與運溪路交叉口的杭徽高速高架橋下,也發生了一起車禍:一輛黑色的特斯拉轎車與一輛白色的豐田SUV相撞,特斯拉底盤瞬間竄出火焰,目前起火原因仍未有清晰結果。
盡管電動車輛國家工程實驗室統計數據,2021年電動車火災原因,交通事故佔比僅爲15%,但曾是一家自主新能源車企BMS(電池管理系統)研發工程師的鄒明(化名)透露,新能源汽車碰撞後起火的現象並不罕見。
“只要碰撞程度稍猛、翻車,傷及底盤電池包,都會有較大的起火風險。”相比傳統燃油車,新能源汽車底盤往往“掛着”碩大的電池包,一旦其受到擠壓、破損,電芯被擠壓破裂形成短路,都能引起火災。
而較爲猛烈的車禍撞擊,往往會導致車輛結構產生形變,即便有車頭潰縮、吸能部件減輕底盤形變量,但再輕微的形變,對設計相對緊湊的電池包而言,往往也是“滅頂之災”。
因此,對於新能源汽車而言,進一步強化車身結構、底盤以及電池包的剛度,是降低車禍起火最有效的手段。
但鄒明同時也強調,基於新能源汽車自身重量、續航裏程、成本等問題的考量,對於底盤、電池包的強化,也不是永無止境的。
“強化底盤、電池包,需要更多高強度的鋼材料,自重勢必會增加,因而影響整車續航裏程。如果用高強度、低輕量化的鋁合金材料,成本又難免會飈升。畢竟,鋁合金用得多的幾乎是價格很貴的車。”
鄒明告訴懂懂筆記,最近幾年,部分車企基於制造成本、續航裏程的考慮,非但沒有考慮提高底盤、動力電池包的結構強度、碰撞剛性,反而爲了增加裏程、降低車身重量以及成本,开始簡化底盤、電池包結構,推出了所謂底盤、車身一體化技術。
“盡管主機廠宣稱,電池一體化技術能減重、延長續航,但降低制造成本的結果也很明顯——少了電池包的上下蓋板,降低材料使用和工藝流程。”至於電池、電芯的保護,則完全依靠車身底盤結構,失去了“獨特”的保護。
據某自主新能源汽車品牌官方公布的資料顯示:相較傳統動力電池布置方案,使用“電池一體化技術”之後,整車零部件減少 20%,且結構件的成本降低了15%。
至於那些整車優秀的碰撞數據,或許只是“企業評測”下的必然結果罷了。
「 02 」
二問電池安全:強求續航何時休?
既然能源車的底盤結構、電池包強度需要面對“續航裏程、制造成本”做出妥協,那么物理強度不夠,安全性能否以電池的化學性質來湊?
經過好幾年的宣傳,相信不少用戶都知道,磷酸鐵鋰電池比三元鋰更安全的道理。
相關數據顯示:碰撞車禍中外力撞擊會損壞電池隔膜,從而導致電池短路,短路時電池所發出的熱量,會造成電池熱失控,並迅速將溫度升至300℃以上。
而三元鋰電池熱失控溫度在200℃左右,磷酸鐵鋰熱失控溫度約爲800℃。
可見,在碰撞車禍中,採用磷酸鐵鋰動力電池的新能源汽車,其安全性會明顯高於搭載三元鋰電池的車型。
那么問題就來了:爲何新能源汽車不優先採用熱失控極限更高的磷酸鐵鋰呢?
“目前,不少新能源汽車型均配備了磷酸鐵鋰和三元鋰兩款動力電池,而較爲高端的新能源車型,幾乎都是採用三元鋰,這與其特質有很大關系。”鄒明告訴懂懂筆記,相比更安全的磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池有幾方面的優勢。
首先,三元鋰電池的能量密度往往比磷酸鐵鋰電池更高,因此同質量下,搭載三元鋰電池的新能源汽車,續航裏程明顯高於磷酸鐵鋰電池車型,“目前三元鋰的單體能量密度,輕松突破200(Wh/kg),磷酸鐵鋰只有160左右。”
因此,爲了讓新能源汽車續航盡可能提高,甚至是突破600公裏續航的大關——部分車企只能將能量密度更優秀但也更“暴躁”的三元鋰電池,默默塞進有限的底盤空間裏,以提高自身車型的競爭優勢,滿足當下市場對高續航產品的需求。
懂懂筆記在汽車資訊平台篩選“純電”、“續航600公裏以上”等幾個條件,所得到的主流車型中,有超過六成搭載三元鋰電池。而主打豪華定位的新能源車型,更是清一色的三元鋰。
“而且相比磷酸鐵鋰電池,三元鋰低溫環境下性能好,冬季續航影響小。”鄒明透露,正因爲行業追求極致長續航裏程的風氣,使得穩定性、安全性低於磷酸鐵鋰的三元鋰盛行,大部分車企也不敢摒棄三元鋰電池而去All in磷酸鐵鋰。
在行業管理層面上,目前規定只能使用磷酸鐵鋰電池的車型,只有載客量比較大、涉及公衆安全的商用車型(貨車及大客車),至於普通乘用車型,至今仍沒有強制要求。
在過去一、兩年,一部分主打“長續航”並搭載三元鋰電池的純電動汽車,通過“鎖電”的方式確保車輛充電、行駛安全的爭議,也常有耳聞,站在車企的角度,續航裏程也不得不爲了安全而有所妥協。
但是續航焦慮一詞,一直伴隨着新能源汽車行業的發展。爲了減輕用戶的續航焦慮,盲目用高能量密度、熱失控極限低的三元鋰電池,提高新能源汽車的續航裏程最終忽視安全性,顯然是本末倒置的做法。
在更新的、更爲安全的動力儲能材料推出之前,新能源汽車安全性與續航之間如何取得平衡,值得新能源汽車行業深思。
追求續航能力固然重要,但是把續航焦慮變成了安全焦慮,令車主談“燃”色變,無疑是本末倒置。
「 03 」
三問逃生窗口:如何延阻電池自燃?
有人說,盡管新能源汽車起火、自燃的概率,遠比傳統燃油車低很多,但是新能源汽車遭遇嚴重碰撞事故之後起火的速度,卻比傳統燃油車更快,火勢蔓延也比傳統燃油車更猛。
這或許是新能源汽車發生火災時,最讓人害怕、擔憂的關鍵問題。
“傳統燃油車若是起火自燃,通常是從發動機艙开始的,往往會有局限性,先是冒煙,然後才會有火苗躥出來,即便火勢猛,乘員也有幾分鐘能逃生。”鄒明表示,燃油車除非發生罕見的爆炸,否則起火後成員逃生時間較爲充足。
但無論是林志穎的撞車事故,還是浙江城西發生的車禍,涉事的純電動車均在發生碰撞後不久起火燃燒,火舌均從底盤電池包躥出,而且蔓延速度較快,“電解液極易燃,且底盤先起火,往往會妨礙車上乘員逃生。”鄒明表示。
相比傳統燃油車,新能源汽車起火後,火勢一旦蔓延就很難短時間撲滅:
林志穎發生車禍後,車頭燃燒殆盡的特斯拉在被拖車吊掛放置時,底盤電池位置又發生起火燃燒現象;
6月27日,株洲的一台新能源汽車起火後,消防員花了1個小時左右才將火勢撲滅,難度可想而知。
新能源汽車動力電池起火,火勢兇猛、蔓延較快、撲滅困難等問題,讓乘員逃生窗口大大縮小,尤其是發生車禍後,車輛結構發生形變,若乘員無法及時脫困逃離或者昏迷失能,後果不堪設想(林志穎的座駕從碰撞到火勢蔓延僅僅45秒左右)。
因此,2020年5月,工信部制定發布了《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,規定電動汽車的電氣安全和功能安全要求,增加電池系統熱事件報警信號要求,能夠第一時間給成員安全預警。
同時,“安全要求”規定電池單體發生熱失控後,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,爲乘員預留安全逃生時間。
在鄒明看來,要求新能源汽車起火後給乘客“足夠的逃生時間”,對於車企動力電池的設計、BMS、熱管理系統的研發能力都是一項重大考驗。
“動力電池之所以會爆炸、起火,最大的原因是電芯短路之後,溫度快速上升,殼體內部壓力太大。因此,爭取逃生時間需要降低電芯溫度,釋放內部壓力,延緩起火和爆燃。”
也就是說,一旦車輛發生了碰撞,BMS應及時切斷整車高壓電源,熱管理系統應快速給電池包、電芯降溫,同時令受損電芯釋壓,只有“三管齊下”才能確保車內的乘員擁有相對較長的逃生時間。
然而,在新的國標要求出台之前,很多已經銷售出去的新能源車型,都不具備以上的強制標准,至於新規之後上市銷售的車型,目前也尚未看到、查詢到相關安全測試結果。
可以說,每天有數百萬輛(三元鋰電池)新能源汽車在路上行駛,的確是一個隱憂。
因爲藝人身份的影響力,林志穎駕駛特斯拉汽車碰撞起火的新聞備受關注。但無論新聞媒體、消費者、行業人士關注事件的焦點,都不該僅僅局限於車主身份,更多的應該是對駕駛安全問題的思考。
簡而言之就是:動力電池在碰撞後如何避免或延阻起火燃燒?
【結束語】
摸着石頭過河卻在快速奔跑的新能源汽車,難免會伴隨着或多或少的問題和缺陷。公衆最怕的並不是問題的出現,而是問題發生後,遲遲得不到應有、妥善地解決,甚至連事故的原因都“不了了之”。
此外,行業內對於新能源汽車安全性的測試,是否能在傳統的結構安全碰撞之外,增加具有特殊針對性的“電氣化安全”測試?隨着新能源汽車滲透率的逐漸提升,相關行業的安全標准也該與時俱進了。
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標題:林志穎駕車碰撞起火的背後:誰來關心電池自燃?
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