冷科技:冒烟爆炸仅4秒 从特斯拉自燃我们能得到什么?

Model S
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冷晓阳 编辑
2019-04-22 19:39 / 浏览

    [汽车之家 技术]  今天,电动车“自燃”这个话题又上了头条,这次的事件是发生在上海的一个小区地库,一台特斯拉电动车在地库里停车时突然发生了爆炸,从车子冒烟到发生爆炸只在短短的4秒钟之内,本期冷科技,我们就以此为事例,跟大家聊聊电动车自燃的这些事。(截至目前起火原因仍在调查中,我们将会持续关注)

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◆电动车自燃层出不穷

    就在此次自燃事件发生前不久的2019年3月26日,一辆特斯拉Model S(参数|询价)在广州某小区地下停车场,发生自燃事故,好在停车场消防喷淋设施自行启动将火势扑灭。此事一发,导致不少新闻记者不得不将报道文章标题写成“特斯拉又双叒叕自燃了”,恐怕再来几起自燃事件,“叕”字就不够用了啊。

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    而在世界各地,特斯拉因各种原因起火爆炸的时间也并不罕见,据autoblog汇总,从2013年至2018年全球特斯拉因各种事故起火的案例已经有十数起,遍布美国、法国、奥地利、中国等多个国家。


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    仅特斯拉一家的电动车带有自燃附加属性吗?并不是,仅在2018年,市场监管总局掌握的舆情信息显示,已发生的新能源汽车起火事件为40余起,涉及品牌包括威马、众泰、力帆、江淮等等。


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『4月21日上海特斯拉自燃视频』

    无独有偶,就在上海特斯拉自燃事件发生后仅一天,4月22号,西安蔚来授权服务中心一辆正在维修中的ES8发生燃烧。好在蔚来员工和当地消防部门迅速将火情扑灭,没有造成人员伤亡。这一事件的发生,不仅是又一个新能源车企在“电动车自燃群”喊了一句“+1”,也让消费者对电动车的安全问题又多了一分疑虑。

    目前此车库还在继续处理残局中,此刻我们先来列举一些在实践中我们应该了解的知识。    

◆核心问题分析:电动车为什么会自燃?

1)电池短路是个重要因素

    有了上面这些直观事例的展现,我们下面来聊聊最核心的问题,为什么电动车会出现自燃。 我们知道,一台电动车除了电机、电控,电池也是本身一个重中之重的点,作为动力源,很多隐患都与它有关,其重要性不言而喻。

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    磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。它的优势很明显,就是安全性能较高,从化学层面来说,磷酸铁锂中的磷酸铁锂晶体P-O键非常稳固,难以分解,因此表现出的化学特性就是在高温下不会崩塌,也就是不容易燃烧,因此使用的安全性较高。缺点也很明显,能量密度低,同样的电动车布置空间,三元锂电池的续航里程会比磷酸铁锂电池要高,毕竟三元锂电池的能量密度要高于磷酸铁锂电池,从数值上说,磷酸铁锂电池的能量密度基本可以达到120Wh/kg(2017年-2018年工信部数据),而三元锂电已经在140Wh/kg左右(同样工信部2018年数据),这也是为什么现阶段三元锂电池成为纯电乘用车的主流。而对于商用车,动力电池的使用情况正相反,主要是以磷酸铁锂为主,主要因为纯电动客车往往需要多块动力电池叠加,而磷酸铁锂电池安全性更高,出现安全事故的几率较低。

    说白了就是,电池的发展阶段和趋势就是向更高的能力密度走, 要有这个步伐,但过快的话,负面的影响也是相辅相成的,即能力密度越高越激进,不稳定性和风险也会随之增高,所以相关的配套安全设计和解决方案也需要更完善。

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    从基理上说,电池都有短路风险,小到平时玩的电动车大到今天聊得纯电动车,只要使用动力电池从理论上都可能发生短路,但动力电池从研发到量产,其实经过了大量的试验和验证,同时正规的纯电动车也会从单个电池包到整车都重新进行试验,因此对于动力电池包,它的安全性还是有一定保证,大家也不需要产生恐慌。

2)电控(BMS)和过充电可能是最大元凶

    当然,电池过充电也是造成静止状态下自燃的一个可能因素。因为过充电可能导致电池内压升高,同时电池内部也会产生大量气体,因此会有爆炸的隐患。这时我们会问了,BMS(电池管理系统)不是有过充保护吗?为什么还会出现这种情况,大家要清楚,电控系统的稳定性一直是工程师们研发和测试的重点。

    对于电动车来说,如果电池热失控,绝大部分都是充电过充引起,这就是充电自燃的重要原因。当然对于电动车来说,单靠BMS对电池进行安全控制,风险还是太大,BMS属于软件控制,不同厂家的电芯由于型号不同,性能差异性比较大,BMS需要根据不同情况进行调整,因此设计会十分复杂。

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    由于目前主机厂给供应商的成本压力,有些厂商会让供应商取消SSD,这样全靠BMS控制的风险太大了,当然,爆炸的这台老款特斯拉目前不确定是否只有BMS来控制过充,目前得到的信息是,车主在此之前刚刚进行了超充,当时的续航为350km,在回到地库后并未进行充电。(注:此为车主表述。)

3)外因同样不容忽视

    除了上面提到的一些电动车内部因素,其实外因也是造成电动车燃烧的重要因素。其中最常见也是破坏性最大的两类问题就是挤压和针刺,这两类问题中,挤压是最受关注的重点。

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    针刺说的白话点就是对电池包的某个小的区域进行挤压,从原理上跟碰撞近似,产生的后果自然也是发烟后燃烧。这些问题其实在电池包研发前期就会考虑,车企也会通过一系列相关的滥用试验进行测试,除此之外,包括低温、高温、耐久性试验都是出厂前的必要操作,但从之前发生的事故也表明,在受到严重撞击时电池自燃的案例也时常发生。

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