為啥電池一撞就起火？
編者按：本文來自微信公眾號(hào)懂懂筆記（ID：dongdong_note），作者：神樂，編輯：秦言，創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
(資料圖片僅供參考)
「樓別歪，為啥電池一撞就起火？」
7月22日，藝人林志穎駕駛著一輛特斯拉撞上分隔島起火燃燒的新聞，引發(fā)廣泛熱議。根據(jù)目前公開的監(jiān)控錄像顯示，林志穎所駕駛的特斯拉Model X，當(dāng)時(shí)剛剛掉頭，車速似乎并不快，時(shí)速約為60公里左右，但車輛碰撞后過了35秒開始冒煙起火，隨后火勢(shì)迅猛蔓延。
最近一、兩年，新能源汽車因碰撞、充電不當(dāng)導(dǎo)致起火自燃的現(xiàn)象并不罕見，然而，此次車禍?zhǔn)鹿剩驗(yàn)榱种痉f藝人的身份而在網(wǎng)上得到廣泛關(guān)注。只是，仔細(xì)觀察部分媒體、網(wǎng)友關(guān)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(wǎng)友質(zhì)疑林志穎違規(guī)駕駛。”
......
事故發(fā)生之后，關(guān)于“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(yīng)，也只是強(qiáng)調(diào)駕駛位并無易燃材質(zhì)。大部分輿論關(guān)注的焦點(diǎn)，仍在林志穎的身份，以及其是否存在違規(guī)駕駛的情況。
看到這里，懂懂筆記不禁要問，林志穎是藝人還是賽車手，其駕車時(shí)是否未按規(guī)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后極易起火自燃有關(guān)系嗎？
排除當(dāng)事人的身份，這場(chǎng)車禍背后凸顯了整個(gè)新能源汽車行業(yè)面臨的共性問題——司機(jī)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(gè)疑問……
一問結(jié)構(gòu)安全：為何“一撞即燃”隨著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(shì)。
國(guó)家應(yīng)急管理部數(shù)據(jù)顯示：僅今年一季度，新能源汽車火災(zāi)事故共計(jì)640起，相比2021年同期上升了32%；平均每天發(fā)生七起新能源汽車起火、自燃事故，凸顯動(dòng)力電池的“脆弱”的現(xiàn)實(shí)。
有人不禁會(huì)問，如果此次特斯拉撞車事件的當(dāng)事人不是林志穎的話，是否還會(huì)引起廣泛的關(guān)注與熱議？最終車企的處置結(jié)果，是否還會(huì)是大事化小小事化了？
早在林志穎發(fā)生車禍發(fā)生前一天，杭州城西西天目山西路與運(yùn)溪路交叉口的杭徽高速高架橋下，也發(fā)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(jié)果。
盡管電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年電動(dòng)車火災(zāi)原因，交通事故占比僅為15%，但曾是一家自主新能源車企BMS（電池管理系統(tǒng)）研發(fā)工程師的鄒明（化名）透露，新能源汽車碰撞后起火的現(xiàn)象并不罕見。
“只要碰撞程度稍猛、翻車，傷及底盤電池包，都會(huì)有較大的起火風(fēng)險(xiǎn)。”相比傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車底盤往往“掛著”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(zāi)。
而較為猛烈的車禍撞擊，往往會(huì)導(dǎo)致車輛結(jié)構(gòu)產(chǎn)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(duì)設(shè)計(jì)相對(duì)緊湊的電池包而言，往往也是“滅頂之災(zāi)”。
因此，對(duì)于新能源汽車而言，進(jìn)一步強(qiáng)化車身結(jié)構(gòu)、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(shí)也強(qiáng)調(diào)，基于新能源汽車自身重量、續(xù)航里程、成本等問題的考量，對(duì)于底盤、電池包的強(qiáng)化，也不是永無止境的。
“強(qiáng)化底盤、電池包，需要更多高強(qiáng)度的鋼材料，自重勢(shì)必會(huì)增加，因而影響整車?yán)m(xù)航里程。如果用高強(qiáng)度、低輕量化的鋁合金材料，成本又難免會(huì)飚升。畢竟，鋁合金用得多的幾乎是價(jià)格很貴的車。”
鄒明告訴懂懂筆記，最近幾年，部分車企基于制造成本、續(xù)航里程的考慮，非但沒有考慮提高底盤、動(dòng)力電池包的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、碰撞剛性，反而為了增加里程、降低車身重量以及成本，開始簡(jiǎn)化底盤、電池包結(jié)構(gòu)，推出了所謂底盤、車身一體化技術(shù)。
“盡管主機(jī)廠宣稱，電池一體化技術(shù)能減重、延長(zhǎng)續(xù)航，但降低制造成本的結(jié)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。”至于電池、電芯的保護(hù)，則完全依靠車身底盤結(jié)構(gòu)，失去了“獨(dú)特”的保護(hù)。
據(jù)某自主新能源汽車品牌官方公布的資料顯示：相較傳統(tǒng)動(dòng)力電池布置方案，使用“電池一體化技術(shù)”之后，整車零部件減少 20%，且結(jié)構(gòu)件的成本降低了15%。
至于那些整車優(yōu)秀的碰撞數(shù)據(jù)，或許只是“企業(yè)評(píng)測(cè)”下的必然結(jié)果罷了。
二問電池安全：強(qiáng)求續(xù)航何時(shí)休？既然能源車的底盤結(jié)構(gòu)、電池包強(qiáng)度需要面對(duì)“續(xù)航里程、制造成本”做出妥協(xié)，那么物理強(qiáng)度不夠，安全性能否以電池的化 學(xué)性質(zhì)來湊？
經(jīng)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(guān)數(shù)據(jù)顯示：碰撞車禍中外力撞擊會(huì)損壞電池隔膜，從而導(dǎo)致電池短路，短路時(shí)電池所發(fā)出的熱量，會(huì)造成電池?zé)崾Э兀⒀杆賹囟壬?00℃以上。
而三元鋰電池?zé)崾Э販囟仍?00℃左右，磷酸鐵鋰熱失控溫度約為800℃。
可見，在碰撞車禍中，采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的新能源汽車，其安全性會(huì)明顯高于搭載三元鋰電池的車型。
那么問題就來了：為何新能源汽車不優(yōu)先采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(dòng)力電池，而較為高端的新能源車型，幾乎都是采用三元鋰，這與其特質(zhì)有很大關(guān)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(yōu)勢(shì)。
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(zhì)量下，搭載三元鋰電池的新能源汽車，續(xù)航里程明顯高于磷酸鐵鋰電池車型，“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，為了讓新能源汽車?yán)m(xù)航盡可能提高，甚至是突破600公里續(xù)航的大關(guān)——部分車企只能將能量密度更優(yōu)秀但也更“暴躁”的三元鋰電池，默默塞進(jìn)有限的底盤空間里，以提高自身車型的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，滿足當(dāng)下市場(chǎng)對(duì)高續(xù)航產(chǎn)品的需求。
懂懂筆記在汽車資訊平臺(tái)篩選“純電”、“續(xù)航600公里以上”等幾個(gè)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(huán)境下性能好，冬季續(xù)航影響小。”鄒明透露，正因?yàn)樾袠I(yè)追求極致長(zhǎng)續(xù)航里程的風(fēng)氣，使得穩(wěn)定性、安全性低于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(yè)管理層面上，目前規(guī)定只能使用磷酸鐵鋰電池的車型，只有載客量比較大、涉及公眾安全的商用車型（貨車及大客車），至于普通乘用車型，至今仍沒有強(qiáng)制要求。
在過去一、兩年，一部分主打“長(zhǎng)續(xù)航”并搭載三元鋰電池的純電動(dòng)汽車，通過“鎖電”的方式確保車輛充電、行駛安全的爭(zhēng)議，也常有耳聞，站在車企的角度，續(xù)航里程也不得不為了安全而有所妥協(xié)。
但是續(xù)航焦慮一詞，一直伴隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。為了減輕用戶的續(xù)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(xù)航里程最終忽視安全性，顯然是本末倒置的做法。
在更新的、更為安全的動(dòng)力儲(chǔ)能材料推出之前，新能源汽車安全性與續(xù)航之間如何取得平衡，值得新能源汽車行業(yè)深思。
追求續(xù)航能力固然重要，但是把續(xù)航焦慮變成了安全焦慮，令車主談“燃”色變，無疑是本末倒置。
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(yuǎn)比傳統(tǒng)燃油車低很多，但是新能源汽車遭遇嚴(yán)重碰撞事故之后起火的速度，卻比傳統(tǒng)燃油車更快，火勢(shì)蔓延也比傳統(tǒng)燃油車更猛。
這或許是新能源汽車發(fā)生火災(zāi)時(shí)，最讓人害怕、擔(dān)憂的關(guān)鍵問題。
“傳統(tǒng)燃油車若是起火自燃，通常是從發(fā)動(dòng)機(jī)艙開始的，往往會(huì)有局限性，先是冒煙，然后才會(huì)有火苗躥出來，即便火勢(shì)猛，乘員也有幾分鐘能逃生。”鄒明表示，燃油車除非發(fā)生罕見的爆炸，否則起火后成員逃生時(shí)間較為充足。
但無論是林志穎的撞車事故，還是浙江城西發(fā)生的車禍，涉事的純電動(dòng)車均在發(fā)生碰撞后不久起火燃燒，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(huì)妨礙車上乘員逃生。”鄒明表示。
相比傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車起火后，火勢(shì)一旦蔓延就很難短時(shí)間撲滅：
林志穎發(fā)生車禍后，車頭燃燒殆盡的特斯拉在被拖車吊掛放置時(shí)，底盤電池位置又發(fā)生起火燃燒現(xiàn)象；
6月27日，株洲的一臺(tái)新能源汽車起火后，消防員花了1個(gè)小時(shí)左右才將火勢(shì)撲滅，難度可想而知。
新能源汽車動(dòng)力電池起火，火勢(shì)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(fā)生車禍后，車輛結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，若乘員無法及時(shí)脫困逃離或者昏迷失能，后果不堪設(shè)想（林志穎的座駕從碰撞到火勢(shì)蔓延僅僅45秒左右）。
因此，2020年5月，工信部制定發(fā)布了《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》，規(guī)定電動(dòng)汽車的電氣安全和功能安全要求，增加電池系統(tǒng)熱事件報(bào)警信號(hào)要求，能夠第一時(shí)間給成員安全預(yù)警。
同時(shí)，“安全要求”規(guī)定電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。
在鄒明看來，要求新能源汽車起火后給乘客“足夠的逃生時(shí)間”，對(duì)于車企動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)、BMS、熱管理系統(tǒng)的研發(fā)能力都是一項(xiàng)重大考驗(yàn)。
“動(dòng)力電池之所以會(huì)爆炸、起火，最大的原因是電芯短路之后，溫度快速上升，殼體內(nèi)部壓力太大。因此，爭(zhēng)取逃生時(shí)間需要降低電芯溫度，釋放內(nèi)部壓力，延緩起火和爆燃。”
也就是說，一旦車輛發(fā)生了碰撞，BMS應(yīng)及時(shí)切斷整車高壓電源，熱管理系統(tǒng)應(yīng)快速給電池包、電芯降溫，同時(shí)令受損電芯釋壓，只有“三管齊下”才能確保車內(nèi)的乘員擁有相對(duì)較長(zhǎng)的逃生時(shí)間。
然而，在新的國(guó)標(biāo)要求出臺(tái)之前，很多已經(jīng)銷售出去的新能源車型，都不具備以上的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，至于新規(guī)之后上市銷售的車型，目前也尚未看到、查詢到相關(guān)安全測(cè)試結(jié)果。
可以說，每天有數(shù)百萬輛（三元鋰電池）新能源汽車在路上行駛，的確是一個(gè)隱憂。
因?yàn)樗嚾松矸莸挠绊懥Γ种痉f駕駛特斯拉汽車碰撞起火的新聞備受關(guān)注。但無論新聞媒體、消費(fèi)者、行業(yè)人士關(guān)注事件的焦點(diǎn)，都不該僅僅局限于車主身份，更多的應(yīng)該是對(duì)駕駛安全問題的思考。
簡(jiǎn)而言之就是：動(dòng)力電池在碰撞后如何避免或延阻起火燃燒？
結(jié)束語(yǔ)摸著石頭過河卻在快速奔跑的新能源汽車，難免會(huì)伴隨著或多或少的問題和缺陷。公眾最怕的并不是問題的出現(xiàn)，而是問題發(fā)生后，遲遲得不到應(yīng)有、妥善地解決，甚至連事故的原因都“不了了之”。
此外，行業(yè)內(nèi)對(duì)于新能源汽車安全性的測(cè)試，是否能在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安全碰撞之外，增加具有特殊針對(duì)性的“電氣化安全”測(cè)試？隨著新能源汽車滲透率的逐漸提升，相關(guān)行業(yè)的安全標(biāo)準(zhǔn)也該與時(shí)俱進(jìn)了。
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