为啥新能源汽车频繁着火?原来它才是幕后真凶

汽车 2018-11-05 19:26:32

  【EV视界报道】新能源汽车作为我国战略性新兴产业之一,产业规模和技术水平均得到了迅速发展。据统计,截至2017年底,国内新能源汽车保有量已超过160万辆,占全球新能源汽车保有量的50%。但是,随着保有量的增加,新能源汽车安全问题却显得日益突出,其中起火事件尤为受到社会关注。前几日,国家质检总局缺陷产品管理中心发布了一则公告称:“据我们掌握的舆情信息显示,2018年已发生新能源汽车起火事件40余起。”

  2018年1月,重庆某小区车库,一辆特斯拉Model S发生自燃。因为该小区的消防设施比较到位,烟雾探测器监测到火情后报警。

  2018年5月,一辆野马U能E350新能源汽车在充电时发生自燃,由于火势过猛,该车被烧得只剩下空架子。

  2018年8月31日,一辆力帆650EV在边燃烧,着火声四起,汽车都燃着大火,现场有滚滚浓烟。

  其实很多人都注意到,在2018年有关新能源汽车起火的报道显得非常之多。那么,为什么2018年的这些火,来的比2017年迅猛那么多呢?

  其实,对于新能源汽车起火事件,很大一部分原因是搭载的动力电池所引发的。目前,我国新能源汽车搭载的动力电池主要有两种,其一是磷酸提锂电池;其二则是三元锂电池,而对于这两种电池则各有优势。

  其中,磷酸提锂电池指的是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,这类电池不含贵重金属元素。而由于不含有贵重金属材料,所以磷酸铁锂电池的原材料成本就可以被压缩的非常低。在实际使用中,磷酸铁锂电池则具有耐高温,安全稳定性强,价格便宜,循环性能更好的优势。

  而三元锂电池指的是使用镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。三元锂电池电压平台很高,这也就意味着在相同的体积或是重量下,三元锂电池的比能量、比功率更大。并且在大倍率充电、和耐低温性能等方面,三元锂电池也有很大的优势。目前,三元锂电池被采用的程度明显高于磷酸铁锂电池。

  对此可能有人会问,既然磷酸铁锂电池和三元锂电池各有优势,为什么市场中三元锂电池的使用率远远高于磷酸铁锂电池呢?

  众所周知,目前纯电动汽车的基础设施建设还不是很完善,消费者对纯电动汽车充电远没有达到燃油车加油那样便捷,并且由于现在我国对于纯电动汽车的补贴仍然以续航里程为主要标准,所以无论是消费者还是新能源造车企业,对于车辆的续航里程都有一定的要求。因此,拥有重量轻、电量大等优点的三元锂电池显然要比磷酸铁锂电池更具优势。但是值得注意的是,相较于磷酸铁锂电池,三元锂电池在车辆发生碰撞后容易引发起火事故,而究其原因,主要是受到电池过热而造成的热失控。

  在纯电动汽车中,动力电池系统是由多个动力电池单体电芯构成,在工作过程中会产生大量的热量聚集在狭小的电池箱体内。而如果热量不能够及时地快速散出,不仅会影响动力电池寿命,而且严重情况下还会出现热失控的现象,从而引发起火爆炸等事故。而如果从原理上说,造成热失控的原因主要有四种情况,即机械、电、热以及内部短。

  其中,机械主要是指当汽车发生碰撞时,由于受到外力的作用,锂电池单体、电池组发生变形,自身不同部位发生相对位移,导致电池隔膜被撕裂并发生内部短,易燃电解质泄漏最终引发起火。在机械中,穿刺最为严重,它可能会引发导体插入电池本体,造成正负极直接短。

  而电主要是对电池的使用不当造成的,有外部短、过度充电和过度放电几种类型。其中,因为过渡放电导致的危害最小,但是由于过度放电造成的铜枝晶的增长会降低电池的安全性,从而增加热失控的几率。而外部短是在两个存在压差的导体在电芯外部接通导致的结果,当外部短发生时,电池产生的热量无法很好的散发,电池温度也会随之上升,高温触发热失控。最后,过度充电是电中危害最高的一种。由于过量的锂嵌入,锂枝晶在阳极表面生长。而锂的过度脱嵌导致阴极结构因发热和氧而崩溃。氧气的加速了电解质的分解,产生大量气体。由于内部压力的增加,排气阀打开,电池开始排气。电芯中的活性物质与空气接触后,发生剧烈反应,放出大量的热,从而引发电池包燃烧起火。

  接下来是热,这主要指在电池中的局部过热,这种情况很少存在,往往是通过机械和电发展而来,并且是最终直接触发热失控等事故的一种情况。热一般多为外部温度过高,或者在温度控制系统不起作用下导致的电池热量过高从而造成的短,从而引发热失控。从原因上说,电池包的碰撞、损坏,电池内部的结构、性能或是其他热管理系统、空调系统的失灵都可能导致热的发生。

  最后是内部短,该情况是由电池的正、负极直接接触所造成的,通常由机械和热引起。引发内部短原因同样复杂,比如锂离子电池过度充电,枝晶积累到一定程度导致刺穿电池隔膜,从而发生内部短或是碰撞、穿刺之后直接导致正负极接触而导致热失控。

  由此可以看出,在纯电动车起火事故中,通常都是由以上四种情况所引发的,而外部事故则是引发上述几种情况的主要因素。那么,怎样才能防止动力电池起火事件的频繁发生?在面对电池起火的事件中,我们又应该怎么做呢?

  正如我们之前所提,目前市场中大部分汽车装载的都是三元锂电池,但是这并不意味着搭载三元锂电池的汽车就一定会发生起火事故。而如何杜绝或减少这种事故的发生,还需要从多个环节下手。

  首先,在相关生产企业方面,要对新能源汽车以及电池的研发生产更加负责。据悉,有些企业为了缩短开发周期,把电池活性材料增厚、隔膜减薄,虽然这样电池比能量会上升,但是安全性能却下降。同时,在电池测试验证方面,部分企业也未建立自己内部的电池安全测试标准,甚至没有电池安全测试能力,生产出来的产品质量自然就会参差不齐。

  其次,新能源汽车起火事件也不全是车辆自身能完全杜绝的问题,所以需要一些亡羊补牢的应急救援办法和广泛的科普办法。例如,美国的交通应急救援,不管是技术、科普方面,都值得借鉴。美国消防协会(NFPA)早在2010年就启动了新能源安全的网上培训、教学,并得到美国能源部的资金支持。同时,其联合整车企业,开展针对不同车型的救援技术在线培训。

  编辑点评:当前很多电池企业和车企都在追求更高的能量密度以获得更多的补贴,却忽视了动力电池最根本的安全属性的问题,而今年频繁的事故也将动力电池的安全性再一次带到大众的视野中。而对于新能源汽车的发展,安全永远是第一位的。任何政策、标准、法规、设计、制造环节,都不能脱离这个原则和底线。

  【EV视界报道】每年的9月和10月都是汽车销售市场的旺季,由于在这两个月中,大部分车型的销量都会超过全年其他月份,所以这两个月也被称为“…[详细]

  【EV视界综合报道】日前,特斯拉在向提交给美国证券交易委员会(SEC)的一份监管文件中表示,公司计划未来将在工厂和设备上花费高达60亿美…[详细]

  【EV视界报道】新能源汽车作为我国战略性新兴产业之一,产业规模和技术水平均得到了迅速发展。据统计,截至2017年底,国内新能源汽车保有量…[详细]

  【EV视界报道】近日从从电咖汽车获悉,旗下高端品牌ENOVATE将于11月13日正式公布其中文名称。新车定位纯电动中型SUV,该车将…[详细]

  【EV视界综合报道】EV视界从外媒获悉,一组宝马iX3纯电动SUV的轻伪谍照,目前该车正在进行试,并于明年发布。宝马iX3将于…[详细]

  【EV视界报道】近日,我们从获得消息称:北汽新能源全新车型ARCFOXLITE的升级版将在广州车展预售。新车是现款ARCFOXL…[详细]

  【EV视界综合报道】近日,EV视界从相关渠道获悉,此前在车展上亮相的卡罗拉PHEV车型将在2019年3月份正式上市。新车外观上延续现…[详细]

  【EV视界综合报道】日前,Hispano Suiza发布了一张旗下首款电动超跑的预告图,并称新车将于2019年3月在车展上正式亮相…[详细]

  【EV视界综合报道】据外媒报道,当地时间10月31日,现代汽车公司已与韩国SK集团的贸易部门SK Networks签署意向声明,以便在韩…[详细]

  【EV视界小王说】作为电动汽车的核心之一,电驱系统的技术从早期的“二合一”在到如今的“三合一”,这种把电控、电机和减速器集成为一体的技术…[详细]

  【EV视界综合报道】11月2日,FF(Faraday Future)相关负责人对外表示,已于日前正式签约拥有超过百年历史的美国投资银行S…[详细]