电动汽车频起火,半数发生在充电场景,电池安全成行业瓶颈

电动汽车频起火,半数发生在充电场景,电池安全成行业瓶颈
2019年05月19日 12:00 AI财经

新能源汽车又一次“火了”,而且“热度”似乎越来越高。

5月17日下午,河北定州一辆当天刚从4S店开出不久的吉利星越1.5T插混版突发自燃,现场火势猛烈,浓烟滚滚。大火被扑灭后,车辆已完全烧毁,具体起火原因仍在调查中。

5月16日下午6点多,上海嘉定区一辆停放在小区地下车库的蔚来ES8突然冒烟,邻近蔚来总部安亭。消防官兵第一时间赶到现场及时将烟雾扑灭,现场未出现人身和其他财物损失,事故原因尚未查明。

被多家造车新势力视为标杆的行业“领头羊”特斯拉,最近也遭遇了今年至少第五起自燃事件。5月12日,一辆停放在香港新浦港广场的Model S突然电池起火冒烟,燃烧过程中出现3次爆炸,消防队员用了45分钟才扑灭大火。5月16日,特斯拉表示正在调查起火事件。

在此之前,据充电运营商特来电统计,从4月21日到5月11日,国内已接连发生了11起新能源车“自燃”事故,且大多是电池着火。

这意味着,历经10年发展,电池安全这道残酷的红线,仍然是横亘在新能源汽车产业面前,一道尚未跨过的门槛。

电池成为“重灾区”

最近的蔚来自燃事故发生后,车主在蔚来App上讲述了整件事的来龙去脉。

据她透露,这辆车没有改装过,之前都正常行驶,冒烟前已经在车库停了4天。当天下午4点左右,车库门口的商铺店主闻到了异样气味,物业到6点多看到很多烟冒出。几乎在同一时间段,她接到蔚来客服电话,被告知后台收到故障报警,App显示断网。

消防车在大约6点40分赶到,蔚来工作人员随后也赶到现场,据称是电池故障。让车主感到尴尬的是,尽管外界对蔚来ES8评论褒贬不一,但她一直认同并向身边亲友“安利”这款车,如今却被“瞬间打脸”。

蔚来董事长李斌和总裁秦力洪在回复中承诺,将详细调查事故原因,让用户安心。蔚来官方微博也回应称已经启动调查,待原因查明后将及时进行公布。

虽然事故原因尚未查明,但不可否认,在近期频发的电动自燃事故中,电池的确是“重灾区”。

4月22日,一辆蔚来ES8在西安服务网点更换挡风玻璃和维修保险杠后,在停车场突然起火自燃。4月30日,蔚来公布的初步调查结果显示,该车辆在送修前底盘曾经遭受过严重撞击,导致动力电池包左后部外壳与冷却板大面积变形。电池包内部结构在被挤压的状态下经过一段时间后形成短路,最终引发火情。

就在此前一天的晚8点半左右,上海徐汇区某小区地下车库内的一辆特斯拉轿车突然冒出白烟,进而起火燃烧,火势殃及周围停泊的一辆奥迪和一辆雷克萨斯。车主事后透露,这辆车在起火自燃前刚完成过一次超级充电,用最短时间将电池充到接近满电。

据车主介绍,5月12日在香港自燃的特斯拉Model S车龄已近4年,早就出现过电池故障,他曾两度因此向厂方投诉。事发前,这辆车曾使用超充充电到97%。

更多的自燃事件还未能找到明确原因。

5月3日,美国旧金山一辆停放在私人车库中的特斯拉Model S自燃,消防员及时扑灭火势,没有出现人员伤亡。4月,一辆特斯拉Model S在美国匹兹堡附近起火。3月26日,一辆特斯拉Model S在广州市某小区地下停车场自燃,随后被停车场自行启动的消防喷淋设施灭火,车辆受损严重。去年年初,重庆某小区地下车库中也有一辆特斯拉Model S毫无征兆地冒烟起火。

更早以前的12月18日,一辆银色的特斯拉Model S在美国加利福尼亚州一家汽车修理店中起火。据美国广播公司报道,这辆车是因低胎压警报送修,当时周围人听到汽车发出嘶嘶声,随后不久就发生了自燃。

与蔚来汽车迅速回应的积极态度不同,迟迟未能公开事故原因的特斯拉,因“傲慢”或多或少地引来了外界的诟病。

但就在不久前的美国当地时间5月15日,据美国Electrek网站报道,特斯拉出于“极大的谨慎”采取行动,修改Model S和Model X车型上的热管理系统及充电控制系统,以帮助进一步保护电池,提高电池寿命。

此外,特斯拉还发表声明称,虽然调查仍在进行中,但该公司发现只有少数电池组件在事故中受到影响,大部分电池组并没有损坏。“特斯拉电池组的设计采用了最先进的技术,所以只有在非常罕见的情况下才会起火,而且火势蔓延非常慢,给乘客足够多的时间离开汽车,保证安全。”

不过,美国“Car Driver”网站指出,电动汽车锂电池起火的主要原因是热失控,特斯拉升级软件相当于变相承认了事故原因与电池相关。

达摩克利斯之剑

这并非特斯拉首次采取措施,改进电池安全问题。

据美国福克斯新闻网报道,2013年,特斯拉提高了Model S在高速公路行驶时的行驶高度,以降低电池组被尖锐物体刺穿的风险。2014年,美国国家公路交通安全管理局对多起特斯拉起火事件进行调查,特斯拉决定为电池组增加更多物理保护。2016年,一辆Model S在挪威起火,特斯拉随后发布了一项软件更新,“在充电期间提供额外的安全保障”。

电动汽车百人会执行副理事长、中国工程院院士欧阳明高曾公开表示,电动汽车失火事故频发有验证、测试不足原因,但主因在于电池热失控。美国“Car Driver”网站则指出,许多因素可能导致电动汽车电池热失控,包括充放电历史、车龄、所处环境等。

现阶段,大部分新能源汽车使用的是三元锂电池,锂是一种非常活泼的金属,一旦暴露在空气中就会与氧气反应燃烧。锂电池鼓包 、异物穿刺、外力冲击、内部短路和过充过放都有可能起火。电动汽车内的关键部件高压线束,也对散热、阻燃、使用寿命、导体电阻方面有极高的技术要求。

在消费者需求和国家政策补贴的双重推动下,新能源汽车对高续航里程的追求,导致了电池能量密度不断提升。然而,行业的野蛮发展,为如今的安全事故埋下了隐患。

随着能量密度的提高,热失控几率呈上升趋势。电池数量越多、能量密度越高、充放电功率越大,就意味着发生故障的概率越高。如特斯拉Model S上安装了超过7000多节18650电池,导致故障发生的几率明显提高。

欧阳明高还在今年1月举办的中国电动汽车百人会年会上提到,国家补贴政策的快速调整与动力电池系统开发周期不协调,导致产品无法得到充分验证,进而产生安全隐患。

在高续航里程和车辆安全之间寻找平衡点,是个艰难而危险的任务。

此外,据前瞻产业研究院对2017年以来新能源汽车的起火事故分析统计,充电场景是起火的高发场景,占比达50%。特来电通过大数据统计发现,80%的电动汽车燃烧发生在充电过程中和充满电后的一个小时内,特别是通过超级充电桩充电。截至目前,最近几起新能源汽车起火原因并未全部查明,但值得注意的是,大部分车辆在自燃前都进行了快速充电。

除了起火事故多发生在充电场景外,特来电研究发现,新能源车的起火事故还有两个共性特点。一,主因是电池系统质量缺陷或者BMS设计缺陷导致;二,车一旦烧起来无法快速扑救,容易爆燃殃及周边车辆起火燃烧。

值得一提的是,今年发生自燃事故的几辆特斯拉均是早期车型。在不久的将来,当新能源汽车电池及元器件老化成为普遍现象,自燃概率是否会增加,成为业界担忧的问题。

不得不承认,电池安全已成为悬在新能源汽车企业头顶的达摩克利斯之剑。

最理想的目标应该是零

特斯拉自燃事件被全球媒体广泛关注,让平日里在网络上出惯了风头的特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)“非常失望”。

他抱怨,媒体报道对特斯拉自燃事件过分渲染,却对每年数千起燃油车起火视而不见,这无疑是双标。在他看来,燃油车着火的频率远高于特斯拉汽车,甚至高达后者的5倍。

的确,起火并不是电动汽车的“专利”。单从比例来看,电动汽车自燃的概率并不明显高于传统燃油车。特斯拉多年来累计售出50多万辆,发生自燃事故约50起,相当于自燃率约万分之一。国家市场监管总局的数据显示,去年前8个月国内累计发生40余起电动车起火事件,而新能源汽车保有量为260万辆,其中大多数为纯电动车。

但这并不意味着,电动汽车起火的问题可以被忽视。

一方面,电动汽车很多是在静止状态下着火,燃烧起火速度快、温度高,燃烧过程中还会释放有毒气体,且自燃后无法用泡沫或其他物质扑灭。

另一方面,新能源汽车作为新事物本身面对更多质疑和挑战,在培育市场的初期发生安全问题很容易对行业发展产生影响。尤其是当自燃事故频频发生在特斯拉、蔚来这样价格不菲的高端电动车品牌上,更容易引发消费者的信任危机。关于这一点,中国电动汽车百人会理事长陈清泰早在2016年就曾发出过警告。

正如特斯拉在一份声明中所说:“尽管涉及特斯拉汽车的自燃事件已经非常罕见,但我们认为,最理想的目标应该是零。”

欧阳明高曾呼吁产业链上的相关企业,加强技术研发和投入,以先进的BMS和阻燃技术来应对,如在电池上铺设防火材料、在电池组之间加设防火材料,对电池内部的短路等情况提供预警技术干预等,在测试验证环节狠下功夫。

特来电则通过在充电侧的努力,为消费者安全使用电动汽车保驾护航。也就是说,电动汽车在充电时,如果出现超出安全阈值的异常数据,就会立即被终止充电。

根据企业公布的数据,特来电花5年时间研发的“两层安全防护体系”,在2018年有效预警并阻断可能导致事故的充电安全隐患16起,今年前3个月预防4到10起重大事故,减少了90%的烧车事故。5月11日,特来电在青岛召开技术鉴定评审会,宣布充电网两层防护技术可以减少烧车事故65%。此外,多位专家提醒消费者谨慎使用超级充电。

今年1月10日,工信部科技司已组织完成《电动汽车用动力蓄电池安全要求》等3项汽车行业强制性国家标准制定工作,并对其报批进行公示。按照规划,这些新的标准将自2020年7月1日起正式实施。

定期检查也能在某种程度上避免安全隐患。今年1月10日公布的《电动汽车安全指南》建议,电动汽车应定期在售后服务中心检查,建议保养周期为每5000公里或半年。定期保养的内容应包含均衡充电、气密性检测、绝缘性能检测、外观检查等。同时,欧阳明高提出,电动汽车应有黑匣子,电池包应设消防安全接口。

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