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(相關資料圖)
在開啟正文之前,我們先來看一組數據。根據國家應急管理部公布的數據,2022年第一季度全國新能源汽車起火事件共640起,平均到每天新能源汽車火災達到7起。而如果我們根據彼時新能源汽車達891.5萬輛的保有量來計算,可以粗略的得出新能源汽車起火概率為萬分之0.7,而在傳統燃油車上,這個數字是萬分之0.5。
在起火事件背后,三電系統故障是導致電動汽車起火的主要原因之一。在新能源廠商鋪天蓋地的電池安全推廣的今天,為何新能源汽車的起火事件依舊居高不下呢?
屢見不鮮的起火事件
對于普通消費者來說,這兩年層出不窮的新能源汽車起火事件可能是了解新能源汽車的重要途徑之一,我們在此就列舉幾個今年以來發生的事例。
1月11日,運送蔚來汽車的一輛板車起火,多輛蔚來受損。據目擊者描述,先是燒了一輛ES7,隨后一車蔚來相繼燃燒,包含2輛ES7,7輛ET5。
1月30日,一臺理想L9在山東濟南某條公路上發生起火事故。據網友表示,該事故并未發生人員傷亡情況。官方針對此事回應稱“當地消防部門已介入,事故的具體原因,需要等待消防部門進一步調查和分析。”
2月17日,一輛比亞迪唐新能源SUV在山東煙臺馬路中間的拖車上,突然冒煙起火。車友曝出的視頻顯示:這輛比亞迪唐當時趴在拖車板上,拖板的后端還沒有升起來,似乎正打算裝好拖走,周圍則是一片車水馬龍。火苗從車輛的頭部和車尾的底部同時噴出,伴隨著滾滾濃煙越來越大。直到消防車趕到,才將大火撲滅。
以上我們列舉的還只是單純的自燃事件,并不包括因為外力而導致動力電池受損后引發的起火事件。頻發的起火事件影響的不僅僅是廠家的形象,對于消費者來說更是會對人身安全造成直接影響。
近百萬輛新能源汽車被召回,三電系統相關問題占大多數
2022年,根據國家市場監督管理總局缺陷產品管理中心發布的召回公告,新能源車召回次數為31起,召回總量為96.78萬輛,較2021年增加16.6%。
特斯拉 Model 3
其中,特斯拉在中國市場前后開展了六次召回,基本貫穿全年。其中,4月、5月、11月、12月的召回都是軟件問題,主要召回的原因涉及電池、逆變器故障、安全帶、車窗以及尾燈等。12月更是因“示廓燈無法點亮”一舉召回超過43萬輛國產Model 3和Model Y。在此前的11月,特斯拉因相同問題在美國召回了超過32萬輛Model Y。
比亞迪唐DM
比亞迪也分別在4月及7月進行了比亞迪唐DM的召回,召回原因是部分車輛動力電池包托盤有進水風險,可能造成高壓系統拉弧,極端情況下存在動力電池熱失控自燃的風險,存在安全隱患。比亞迪前后兩次累計召回約6.26萬輛。
奔馳EQC
此外,奔馳的漏液問題也成為了引起了廣泛的關注。從2021年起,陸續有奔馳EQC車主在網絡上反饋,冷卻液滲漏導致驅動電機損壞,需更換電機。2022年2月8日,奔馳發布公告,召回部分EQC電動汽車,共計10,104輛。其原因在于部分車輛電動驅動模塊內的冷卻系統可能存在密封不足,導致冷卻液滲漏。
奔馳EQA
在10月,奔馳擴大召回范圍,涉及到部分EQC電動汽車、部分EQA和EQB電動汽車,共計11,423輛,召回原因也同樣是密封不足導致冷卻液滲漏。
除了上述召回超過萬輛的品牌外,寶馬、長安福特、林肯、奇瑞、保時捷等汽車品牌也均有新能源產品的召回記錄。
與新能源車輛召回數量一并增長的,還有用戶投訴量。2022年,車質網受理的新能源車有效投訴量20,446宗,較2021年增長1.75倍,引發質量投訴的故障集中在核心三電部件及車機系統問題等。
電池仍是造成起火的主因
新能源汽車電池起火可能是多種原因造成,例如電池老化、外部碰撞、極端高溫、短路、超負荷等多種情況。如果總結一下的話,新能源汽車起火占到較大比重的原因有二,一是過度充電起火,二是碰撞起火。
我們先來聊聊過充電起火,發生過充是因為充電過程中電池控制單元(BMS)未能準確的估算出電池的實際電量(即SOC)。比如,電池已經充滿時的實際SOC應為100%,但若估算得到的SOC小于100%,則繼續向電池中充電,繼續充電就會導致起火。
鋰枝晶
鋰枝晶生長刺破隔膜引發電池起火示意圖
具體分析的話,正常充電狀況下,電池中的鋰是以離子的形式存在,在過充電過程中,由于電池的負極隔膜內會形成枝晶,電解液與電極之間造成了電池的內部微短路現象,對電池內的放熱反應產生了加速的影響。隔膜間枝晶的不斷生長,將加劇電池內的微短路現象,造成電芯溫度迅速上升并且會催生一系列的副反應,觸發失控閾值,導致電池出現熱失控。
其次是碰撞起火,目前市面上主流使用的兩種動力電池:磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池,具有能量密度高,循環壽命長的優點。但是它們的缺點也非常明顯,就是鋰的金屬特性非常活躍,也極易燃燒,只要是電池單體發生破裂或者結構發生變化,那么將會在極短時間內發生氧化反應,熱量內聚,進而引發爆燃或者爆炸。
并且值得一提的是,相比傳統燃油車自燃只需阻斷氧氣滅火而言,新能源汽車自燃將需要完全釋放化學能量后才能徹底滅火,因此整體滅火難度也非常高。
政府監管和廠商革新雙重努力才能最大程度保障電池安全
2020年5月,國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會批準發布了《電動汽車安全要求》《電動客車安全要求》和《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制標準,于2021年1月1日起開始實施,這也是我國電動汽車領域的首批強制性標準。其中,《電動汽車用動力蓄電池安全要求》增加了電池系統熱擴散試驗,要求電池單體發生熱失控后,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間。
2022年3月,工信部發布的《2022年汽車標準化工作要點》中提出,要啟動電動汽車動力蓄電池安全相關標準修訂工作,進一步提升動力蓄電池熱失控報警和安全防護水平;加快推進電動汽車遠程服務與管理系列標準研究,修訂燃料電池電動汽車碰撞后安全要求標準,進一步強化電動汽車安全保障。
而對于新能源廠商來說,電池的安全性,需要從電芯、PACK、系統、功能安全這4個層面去考察。目前新能源廠商推出的多種電池解決方案,包括比亞迪刀片電池、長城大禹電池、廣汽彈匣電池等,都在電池熱管理上做出了一定的創新與改變。
說在最后:
無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,它們本身的材料特性決定了起火問題在可以預見的未來相當長一段時間里都仍會存在。對于新能源廠商來說,雖然電池安全方面無法做到絕對安全,但多一份思考就能規避一些錯誤的發生幾率,在未來研發電池時應做足夠的安全冗余,在面對緊急情況時多一份保障。而對于普通消費者來說,使用新能源汽車的同時,了解其電池特性,注意使用過程的安全,比如不要過度充電,不要長期使用快充等,也可以從自身的使用層面保障自己的安全。