威马召回了EX5,问题到底是不是供应商的锅?

威马EX5
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唐朝 编辑
2020-10-31 06:30 / 浏览

    [汽车之家 技术]  近日威马根据《缺陷汽车产品召回管理条例》和《缺陷汽车产品召回管理条例实施办法》的要求向国家市场监督管理总局备案了召回计划。原因在于电池制造过程疏漏,存在起火隐患。这再次将电动车安全性的话题推向台前。

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    ● 目前召回的动力电池组问题源自制造环节把控不严,具体讲是生产环节中混入了不应存在的杂质;

    ● 这些杂质在某些情况下会促使电池产生析锂现象,其一方面会降低临界温度,导致热失控提前到来,另一方面其引发的析锂也可能会刺穿薄膜,导致自燃;

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问题到底出在哪儿?

    进入10月份后,新闻媒体相继报道了在福建、北京,共3台威马EX5(参数|询价)发生了自燃现象,10月28日威马官方发布了召回通知,并给予车主每日500-700元的赔偿。这份文件显示了动力电池组可能因制造环节问题,存在隐患的情况:

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召回问题之:混入杂质导致异常析锂

    在召回原因中,第一条内容是混入杂质导致异常析锂。这涉及到威马使用的三元锂电池工作原理以及部分特点,为避免难以理解,这次咱们“说人话”。

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    当负极电流过大或温度过低时,就有可能会发生锂金属电池才有的锂转化反应,产生金属锂,这也就是所谓的析锂。

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    破拆观察会发现在负极极片表面出现一层灰色、灰白色或者灰蓝色物质,这些物质就是在负极表面析出的金属锂。

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    这次威马爆出的问题是生产环节把控失误,出现杂质污染的情况,会最终进一步促进了析锂情况的发生。

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召回问题之:电芯短路

● 隔膜失效失去电子绝缘性或空隙变大使正、负极微接触,出现局部发热严重,再进一步充放电过程中,可能向四周扩散,形成热失控;

● 正极浆料中过渡金属杂质未去除干净,刺穿隔膜、或促使负极锂枝晶生成导致内短路;

    在去年我们进行的《寻电之路》节目中就提到,很长一段时间里,我国盐湖提锂技术仅能达到工业级材料标准,掌握的提取和生产技术无法达到“电池级碳酸锂”的要求。

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● 锂枝晶导致内短路

    锂枝晶这个析锂反应的产物放大看是不规则且坚硬的,它们很容易戳破隔膜,从而导致短路情况的发生。

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    上面提到的这些情况是导致报告中提到的电芯短路的几种成因之一,现实中造成车用动力电池组电芯短路的问题有很多,其中有一大部分是前期开发中难以模拟到的。

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结果之:热失控

    此次召回报告的第三个重点是热失控,电池出现这种情况,意味着已经距离自燃一线之隔。而更“可怕”的是在电池出现严重热失控后,基本会出现束手无策的情况。

● 为何热失控很可怕?

    我们有必要首先了解下什么是热失控,你就会理解它令电池闻虎色变的原因。

    从原理上看,锂电池发生氧化还原反应时会释放一定的热量和气体,当内部的热量高于散热速率,就会导致热失控现象。

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● 为何会产生热失控?

    那么第二个问题也就来了,什么因素会引发热失控呢?简单说可以归结为电池内、外短路、电气滥用和机械滥用三大种。

    这些问题如果进行归纳,成因包含车企电芯结构设计、电解液配方、隔膜特性、生产工艺模组和电池包的安全设计不合理等方面。

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    因此从功能上也不难看出,一套优秀的BMS系统同样也能在一定程度上减少热失控问题的产生。当然,在这次的召回报告中并未看到关于这部分结构的更改与调整。

    虽然前面提到了一些方法能够控制电池温度,但就像前面说的,电池组一旦出现严重的热失控,结果是可怕的。

    原因在于锂电池组内部既有催化剂,又有氧化剂,你可以将锂电池组内部想象成为一个封闭的小系统,燃油所需的一切材料都可以自给自足。

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    这也是锂电池组出现自燃后,难以用少量水扑灭的原因之一。因此从结果上看,锂电池组出现自燃后车主能做的只有快速撤离以及拨打报警电话了。

● 那么,我们就无力阻止热失控吗?

    答案当然不是,既然失控可怕,那想办法控制就能在很大程度上解决问题。经常被提到的BMS,也就是电池管理系统职责之一就是减少热失控情况的发生。

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    BMS作为电池的基层组织部,指挥着每一次行动的能量输出。身为领导的要时刻关注着每一位组织成员(电池模组)的能力水平(剩余电量,SOC)、身体健康(电池健康水平,SOH)、财产安全(防止过充过放、热管理)等。

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    威马也不例外,他们的工程师也进行了有针对性的开发,此前我们已经对这部分进行了详细解读,您可以点击《求生欲很强的威马 为我们安利了三电》阅读。

    由于热失控是一个逐渐反应的过程,因此理论上是可以进行监控,甚至是预警。研究表明,发生热失控前约10个小时,出现热失控的单体与其他单体电压极差最高达到482mv;同时,其香农熵Z分数多次超过±4区间,从数据上也可以判断出其具有高风险。系统提前提醒使用者,也可以为其最大程度预留逃生时间,以此确保人身安全。

    另外,国家层面也在针对电动车动力电池组状态进行数据分析。截止2019年8月15日,新能源汽车国家监管平台接入车辆250.9万辆,月均接入数量近15万辆,总运行里程为600亿公里。日上线率超过60%,实时在线率近22%,日均累计行驶里程达到7000万公里。

    这些不断更新的数据会被加以分析,建立预警模型。同时随着数据的不断累积,预警模型对于电池故障的预警也将更加准确和及时。

    针对目前电动车自燃问题,我们也进行过详细调查,您可以点击《电动车还安全吗?真相节目给你答案》阅读。

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平时使用中能做什么降低自燃几率吗?

● 适当改变充放电使用习惯

    前面我们提到了,过充、过放这样的高负载情况会让锂电池进入“紧绷的”状态,从而在某些极端情况下导致电池出现析锂现象。另外,高频的快充也同样会让动力电池组不堪重负。

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● 注意驾驶,避免碰撞

    今天很多纯电动车都将电池组放在底盘中部,除了这部分空间较大外,另一个重要的原因就是车辆发生碰撞后,这里出现变形、受损的几率比车头、车尾更低。这不仅是因为电池组受损,车辆就失去了储能机构,无法前进,更重要的一点就是严重的碰撞事故导致的变形会有引发自燃的隐患。

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● 车辆报警如何处理?

    虽然我们都不想碰到热失控或车辆自燃的情况,但若某一天不幸降临,车辆发出报警提示,我们万不可坐以待毙。

   首先我们需要在听到警报,确认是因为动力电池组出现隐患后,将车辆尽快停靠到安全区域,并及时离开车辆。

    如果电池已经出现冒烟,或您观察到火情,请在快速离开车辆,进入安全地带后拨打消防部门电话,请求救援。这是由于电池燃烧是化学反应,通常用阻燃物遮盖、撒沙子、干粉或泡沫灭火器等方式无法阻止动力电池组燃烧。

    后续保险索赔方面,需要明确责任,这部分内容我们此前进行过详细解读,您可以点击《小区舆情大事件,聊聊特斯拉“自燃”》阅读。

全文总结:

    从技术角度看,由加工环节疏漏导致混入杂质,使电芯出现异常析锂是最终出现热失控的主因。另外,电池整体控制环节,BMS的也就是电池管控系统是否还有值得优化的空间,也是消费者对威马官方提出质疑的环节。对此事件我们也将继续保持关注。(文/图 汽车之家 唐朝)

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