鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:770次 | 2019年02月16日
電動汽車連環(huán)起火 安全事故不是電池原罪
據(jù)不完全統(tǒng)計,近期已經(jīng)發(fā)生了十幾起電動汽車著火事故,涉及乘用車、客車等領(lǐng)域。頻繁發(fā)生的著火事故將電動汽車推到了風(fēng)口浪尖,給人留下電動汽車并不安全的印象。而事故背后的元兇,大多指向了動力電池,一時間關(guān)于電池安全的討論引得廣泛關(guān)注。
燃油車也自燃,著火不是電池原罪
事實(shí)上,夏季本就是汽車自燃高發(fā)期,這一難題不限于電動汽車,有關(guān)燃油車自燃等事故的報道也是屢見不鮮,只是電動汽車是新興事物而更受關(guān)注罷了,電動汽車著火倒不見得全是電池的“原罪”。
比如今年以來,韓國已發(fā)生了30起寶馬自燃事件,尤其是入夏以來,相關(guān)起火事故更為頻繁,僅7月以來發(fā)生的起自燃就達(dá)十余起。僅在韓國,寶馬因“發(fā)動機(jī)自燃”事件已召回了10萬輛車,此外,自去年開始,寶馬在歐美等地召回的車超過了百萬輛,相當(dāng)一部分是因?yàn)榘l(fā)動機(jī)存在起火隱患。
當(dāng)發(fā)生著火事件時,電動汽車要比燃油汽車更安全。首先是兩者起爆時間是有一定差距的,燃油車會瞬間爆炸,而電動汽車有個反應(yīng)過程,從起火到爆炸有一定時間,可以預(yù)留給車主一定的逃生時間,比如特斯拉是8分鐘,威馬汽車是10分鐘。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
此外,電動汽車通過先進(jìn)的傳感器技術(shù)以及移動通信技術(shù),在電池開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,就將危險提前告警給車主,車主可以有足夠的時間遠(yuǎn)離即將啟燃的電動汽車。
電動汽車著火的原因追溯
說回電動汽車著火事故,一般分為充電時燃燒、電池行駛或放置時燃燒、碰撞燃燒或者涉水燃燒等幾種場景,其中以第一種最為常見。電池安全問題可以歸結(jié)為熱失控,也就是說在超過某個特定臨界點(diǎn)后,溫度就不可控地直線上升直至最后燃燒爆炸。過充、過熱、短路、碰撞等因素都是引發(fā)電池?zé)崾Э氐年P(guān)鍵因素。
除了碰撞引發(fā)的著火外,如果是自然狀態(tài)下起火,應(yīng)該是電池本身或者整個系統(tǒng)的問題,因?yàn)樵趶?qiáng)烈撞擊下燃油車也有爆炸的可能性。就電池本身,可能存在以下問題:
電池質(zhì)量問題
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
中科院院士歐陽明高認(rèn)為,近期電動汽車起火事件的主要原因還是產(chǎn)品質(zhì)量問題,主要還是電池產(chǎn)品測試驗(yàn)證不足、車輛使用老化過程中可靠性惡化、充電安全管理技術(shù)水平低下,以及部分產(chǎn)品在設(shè)計驗(yàn)證使用過程中沒有嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等因素造成的。
業(yè)內(nèi)確實(shí)存在在整車廠降成本,電池廠商為保持利潤,進(jìn)行偷工減料,在沒有充分驗(yàn)證情況下就批量供貨的情況。
電池化學(xué)特性
電池內(nèi)阻也會生熱。在達(dá)到一定溫度時,正極上的氧化劑會與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而電解液是用有機(jī)溶劑配制而成,其易燃的程度不亞于汽油。大量的化學(xué)反應(yīng)熱會造成熱失控,產(chǎn)生大量氣體,進(jìn)而導(dǎo)致氣壓升高,電池破裂,繼而出現(xiàn)車輛燃燒、爆炸情況。
電池會在低溫、快充、微過充等情況下引發(fā)電池析鋰。導(dǎo)致鋰枝晶不斷生長直至刺穿電池隔膜造成短路,從而引發(fā)正負(fù)極接觸,熱量迅速集聚,導(dǎo)致電池包著火。
電池生產(chǎn)工藝
電池材料、隔膜、粘結(jié)劑、結(jié)構(gòu)、封口、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程控制等影響因素,都會造車起火事故發(fā)生。
比如電芯內(nèi)材料純度不夠,雜質(zhì)過多。在制造生產(chǎn)過程中,雜質(zhì)如混入電芯中,在充電過程中,雜質(zhì)可能會穿破隔膜,從而使得電池出現(xiàn)局部短路,引起自燃。
為電池安全護(hù)航,企業(yè)有招
除了追求能量密度,電池安全也越來越受到重視,企業(yè)可從材料選取、制造工藝、生產(chǎn)控制、電池安全管理等方面全面保障電池安全。
遨優(yōu)動力向起點(diǎn)鋰電大數(shù)據(jù)記者表示,遨優(yōu)電池產(chǎn)品推出了雙重保護(hù)模塊,該技術(shù)已取得了發(fā)明專利。雙重保護(hù)模塊利用雙重封裝的原理提高了軟包電芯的機(jī)械強(qiáng)度,保護(hù)了電芯不受水分滲透,在模塊上設(shè)計了安全閾值起到了安全泄壓的作用,并可以在模塊內(nèi)部填充阻燃劑等起到阻燃的效果,從設(shè)計、結(jié)構(gòu)、材料等多方面提高了產(chǎn)品安全可靠性。
同時,遨優(yōu)在控股股東之信集團(tuán)的大力支持下,引進(jìn)了自動化的產(chǎn)線及檢測設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品制造在線監(jiān)測,加強(qiáng)了粉塵監(jiān)控、極片毛刺等關(guān)鍵控制手段,建立了完善的產(chǎn)品檢測標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計到制造的閉環(huán)管理,為產(chǎn)品質(zhì)量保駕護(hù)航。
另外,遨優(yōu)致力于軟包電池的研發(fā)與制造,軟包電芯具有較低的安全泄壓能力,當(dāng)發(fā)生膨脹等安全問題時泄壓打開,更具有安全優(yōu)勢。
歐陽明高也曾提出現(xiàn)有動力電池提升安全性的措施,如高鎳三元鋰離子動力電池的正極釋氧,可以通過界面修飾延緩正極釋氧,提高電極熱穩(wěn)定性;對于電解液燃燒問題,則可以使用固態(tài)電解液代替有機(jī)電解液,從而徹底解決電解液燃燒的本征安全問題。
車企方面,為了減少電池短路的風(fēng)險,愛馳汽車自主研發(fā)了“三明治”結(jié)構(gòu)電池包,優(yōu)化了內(nèi)部結(jié)構(gòu),提升了電池安全指數(shù);特斯拉的電池包上方,有一層阻燃的鋁板,可以發(fā)生電池燃燒的意外是給車內(nèi)人員贏得關(guān)鍵的幾分鐘逃生時間。
豐田曾經(jīng)做過總結(jié),電池事故無外乎過充、外短路、碰撞、內(nèi)短路等幾種,并針對這些情況采取了應(yīng)對措施,為應(yīng)對過充,可以在系統(tǒng)層面,采用雙檢測系統(tǒng),對電芯、模組電壓進(jìn)行檢測;應(yīng)對外短路,可以在系統(tǒng)層面,關(guān)斷系統(tǒng)、主回路保險絲;在電芯層面,達(dá)到一定溫度時,能自動切斷電流,通過材料、結(jié)構(gòu)、電極來實(shí)現(xiàn);碰撞防護(hù)方面,通過車身、電池包結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn);應(yīng)對電芯內(nèi)短路,系統(tǒng)層面是毫無應(yīng)對方案的,電芯層面,可以通過材料、隔膜等防內(nèi)短路措施。