夏日炎炎,特斯拉已多次起火。
【資料圖】
7月22日,曾當(dāng)眾表達(dá)喜愛(ài)特斯拉的林志穎駕駛著特斯拉Model X遭遇車禍,此后車輛燃起大火。在此前后,7月21日與26日,杭州、廣州先后有特斯拉Model 3起火。目前人們尚且不知上述特斯拉出現(xiàn)車禍或自燃的原因,但電動(dòng)車在這個(gè)夏天多次起火是不爭(zhēng)的事實(shí)。
多位專家向貝殼財(cái)經(jīng)記者表示,電池?zé)崾Э厥请娷嚻鸹鸬闹饕颍姵剡^(guò)充、短路、擠壓等情況,都可能導(dǎo)致熱失控。中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高也曾表示,熱失控有三種主要機(jī)理,分別為隔膜刺穿導(dǎo)致內(nèi)短路、快充過(guò)充引起負(fù)極析活性鋰以及正極析釋活性氧時(shí)析氧密度隨著比能量提升不斷下降。
在安全性愈發(fā)重要的當(dāng)下,固態(tài)電池賽道被寧德時(shí)代、比亞迪、天齊鋰業(yè)等多家頭部公司看好,固態(tài)電池也被不少人稱為“鋰電行業(yè)顛覆者”,一場(chǎng)技術(shù)變革似乎正在到來(lái)。
中科院物理研究所博士生導(dǎo)師吳凡介紹,固態(tài)電池是解決安全性和提升能量密度的重要方向和技術(shù)。他稱:“有機(jī)電解液是電車起火爆炸的罪魁禍?zhǔn)祝虘B(tài)電池可以從根本上解決這個(gè)問(wèn)題,沒(méi)有起火燃燒爆炸的隱患,安全性大幅度提升。”
記者多次向特斯拉方面求證上述數(shù)起車禍原因,截至發(fā)稿時(shí)其尚未有進(jìn)一步回復(fù)。
熱失控成電車起火真兇?車輛碰撞可引發(fā)短路
電車為何頻繁起火 ?多位專家向記者表示,這種情況與熱失控有關(guān)。
“具體到林志穎的事件中,車輛撞擊后電池包的隔膜可能破損,會(huì)導(dǎo)致正負(fù)極短路,電流增大,從而溫度升高燃燒,這不僅僅是單一品牌的問(wèn)題,而是電車的共性”,中博聯(lián)智庫(kù)特聘專家張翔表示。
隆眾資訊鋰電池分析師王娟向記者表示,電池起火一般都是因?yàn)殡姵貎?nèi)部發(fā)生了熱失控,而熱失控的原因有很多種,比如撞擊、擠壓、充電過(guò)程中的過(guò)充、短路,都有可能起火。
上海汽車零部件檢測(cè)試驗(yàn)室的工程師夢(mèng)威(化名)也分析稱,在汽車碰撞后,電池、汽車各個(gè)零部件都可能產(chǎn)生變形,這會(huì)使得汽車熱管理系統(tǒng)失效,電池?zé)崾Э厥瞧囀Щ鸬脑蛑弧?/p>
“電動(dòng)汽車不可能做到裝甲車那般防護(hù),最怕是路上有凸起尖銳物劃過(guò)底盤(pán)上的電池包塊,直接讓電池包開(kāi)膛,引發(fā)短路,從而發(fā)熱著火”,汽車行業(yè)分析師鐘師表示,如果車輛直接開(kāi)到路中央的隔離帶上,大沖擊力的受力點(diǎn)和車自重都可能瞬間作用于電池包塊的局部,即便是銳物,但也可能直接擠壓破了電池包塊的保護(hù)金屬殼,造成電池短路發(fā)熱著火。
他表示,在普通事故中,電動(dòng)汽車的碰撞不用過(guò)于擔(dān)心電池受損問(wèn)題。因?yàn)殡姵囟际前仓迷谲嚿碇胁浚闹芏际艿杰圀w足夠保護(hù),不過(guò)這個(gè)安全的前提,是車在道路或停車場(chǎng)等平面上移動(dòng)。
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高也曾表示,高比能量動(dòng)力電池有三種主要熱失控機(jī)理,第一種是隔膜刺穿導(dǎo)致內(nèi)短路引發(fā)熱失控。第二種是高比能量電池正極析釋活性氧,析氧密度隨著比能量提升在不斷下降。第三種是負(fù)極析活性鋰,是快充或過(guò)充引起的。
此外,還有業(yè)內(nèi)人士提出疑惑,特斯拉頻繁起火,是否是因?yàn)樘厮估非笞畲笙薅鹊妮p量化,對(duì)底盤(pán)電池組的保護(hù)沒(méi)有冗余,難以在車輛碰撞時(shí)更好保護(hù)電池。“反觀燃油車,即使發(fā)生車速很高的碰撞,造成起火事故并不多,因?yàn)橛拖涠急槐Wo(hù)在車輛底盤(pán)的后部里側(cè),除非直接破損并遇明火,都不易起火”。
但在特斯拉中國(guó)官網(wǎng)上,特斯拉聲稱Model X車型“設(shè)計(jì)以安全為先”。具體來(lái)看,Model X Plaid 版是三電機(jī)全輪驅(qū)動(dòng)車型,搭載 3 個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)單元,可實(shí)現(xiàn)扭矩矢量控制,每個(gè)單元均包含帶碳纖維保護(hù)套的電機(jī)轉(zhuǎn)子,能夠在全速行駛時(shí)持續(xù)輸出最大功率。
此外,Model X 基于純電動(dòng)平臺(tái)打造,擁有高強(qiáng)度車身架構(gòu)和位于底盤(pán)的堅(jiān)固電池組,可有效降低側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn),保證車內(nèi)人員安全。
特斯拉中國(guó)官網(wǎng)顯示,Model X“設(shè)計(jì)以安全為先”。圖源:特斯拉中國(guó)官網(wǎng)
工信部發(fā)文關(guān)注電車熱失控監(jiān)測(cè)預(yù)警?新能源車自燃切勿自行滅火
實(shí)際上,隨著新能源車不斷普及,車輛自燃現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
“新能源車一旦發(fā)生自燃,火勢(shì)十分兇猛,大火往往在10秒至60秒間騰空而起”,東方時(shí)尚駕駛學(xué)校股份有限公司首席安全官柳實(shí)向記者表示,面對(duì)新能源車自燃,不主張人員自行滅火,也不主張按照燃油車的傳統(tǒng)滅火方式去控制車輛,以免造成人員傷亡。
柳實(shí)表示,燃油車驅(qū)動(dòng)靠?jī)?nèi)燃機(jī),電車驅(qū)動(dòng)靠電機(jī),內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力是由小到大的曲線,車主踩油門(mén)能感受到車速提升,而電機(jī)瞬間就能達(dá)到最大峰值,有消費(fèi)者開(kāi)慣了燃油車,用不習(xí)慣電機(jī),可能會(huì)發(fā)生“瞬間沖出去”的情況。
柳實(shí)介紹,電車并沒(méi)有比燃油車更危險(xiǎn),只是在車輛撞擊、翻車、充電樁老化、充電接口沒(méi)有銜接好等情況下,會(huì)出現(xiàn)自燃。而電車自燃后,火勢(shì)十分迅猛,很難控制住,人員應(yīng)該迅速撤離。
張翔則表示,電動(dòng)車之所以可能給消費(fèi)者造成了“危險(xiǎn)”的印象,一方面是此前開(kāi)燃油車的車主比較多,電動(dòng)車作為新生事物,在操作等方面都還需要消費(fèi)者熟悉;另一方面,電動(dòng)車一旦發(fā)生自燃,燃燒速度更快,也可能出現(xiàn)爆炸,情況相對(duì)嚴(yán)重。燃油車滅火只需要將起火位置熄滅即可,但電動(dòng)車起火會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),需要盡快遠(yuǎn)離,而且即使表面火滅了,車輛內(nèi)部也可能還在進(jìn)行反應(yīng),需要再觀察。
針對(duì)新能源車自燃問(wèn)題,2021年10月19日,工信部公開(kāi)征求對(duì)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)新能源汽車安全體系建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》(征求意見(jiàn)稿)的意見(jiàn),其中就提及,要提高動(dòng)力電池安全水平,要求企業(yè)提高動(dòng)力電池的安全防護(hù)能力,并研究應(yīng)用熱失控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置和早期抑制及滅火措施。
征求意見(jiàn)稿還指出,企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立健全事故調(diào)查分析制度,車輛發(fā)生起火燃燒、涉嫌失控等安全事故時(shí),應(yīng)積極配合相關(guān)管理部門(mén)開(kāi)展事故調(diào)查,深入研判事故原因,并按照相關(guān)要求提交車輛事故數(shù)據(jù)、事故分析報(bào)告。
另一方面,在新能源車銷量不斷增長(zhǎng)的同時(shí),2021年12月,我國(guó)出臺(tái)新能源車保險(xiǎn)專屬條例。
這款條例將電機(jī)、電池、電控納入了保障范圍,更具有針對(duì)性,也意味著未來(lái)新能源車與燃油車不再共用同樣的車險(xiǎn)條款。在過(guò)去的近8個(gè)月時(shí)間內(nèi),有不少車主發(fā)現(xiàn)自己的新能源車保費(fèi)出現(xiàn)了上漲。
張翔向記者表示,目前新能源車技術(shù)尚未能像燃油車一樣成熟,還處于發(fā)展階段,再加上車主習(xí)慣問(wèn)題,自燃、交通事故的出險(xiǎn)率是高于燃油車的。保險(xiǎn)公司考慮到賠付額、出險(xiǎn)率的情況,上調(diào)了保費(fèi)。不過(guò)張翔也指出,將高維修費(fèi)轉(zhuǎn)嫁到全體消費(fèi)者身上并不合適,有部分消費(fèi)者并未出險(xiǎn),但依舊被上調(diào)了保費(fèi),保險(xiǎn)公司還應(yīng)當(dāng)慎重考量。
他介紹稱,保險(xiǎn)公司可以使用UBI保險(xiǎn),即基于使用量來(lái)確定保費(fèi)。如果消費(fèi)者沒(méi)有出險(xiǎn),可以在次年降低保費(fèi),調(diào)動(dòng)消費(fèi)者的積極性,用這條商業(yè)邏輯來(lái)倒逼行車安全。
而柳實(shí)則建議,新能源車是新生事物,車企和4S店應(yīng)該針對(duì)消費(fèi)者開(kāi)展講解和安全培訓(xùn),這可以在一定程度上減少事故的發(fā)生,“燃油車很難實(shí)現(xiàn)百公里4秒的加速,但新能源車非常容易,我們的消費(fèi)者需要對(duì)新能源車與燃油車的區(qū)別有更加全面的認(rèn)知”。
三元鋰電池燃點(diǎn)更低?固態(tài)電池商業(yè)化在即?
特斯拉銷售人員向記者介紹,目前特斯拉Model 3和Model Y的后輪驅(qū)動(dòng)版本都是采用磷酸鐵鋰電池,Model 3的高性能版本和Model Y的高性能版本、長(zhǎng)續(xù)航版本則是采用三元鋰電池。此前曾發(fā)售的Model X也是采用三元鋰電池,但目前Model X的預(yù)售車型具體搭載什么電池暫未公布。
那么,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在安全性上是否有不同?
王娟向記者表示,目前新能源車行業(yè)中,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池雙雄爭(zhēng)霸,其中三元鋰電池主要用于高端車型,但會(huì)更容易出現(xiàn)熱失控的情況。
“這主要是由于兩種電池的特性不同,磷酸鐵鋰電池一般在800攝氏度以上才會(huì)燃燒,且需要借助外部氧氣,但三元鋰電池一般在300攝氏度左右就可能發(fā)生燃燒,而且燃燒時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生氧氣,不需要外部供氧,更容易產(chǎn)生爆炸”,王娟表示。
那么,如果一定要采用三元鋰電池,是否有更好的選擇?如今,特斯拉更為看好4680電池。2020年起,特斯拉宣布推出4680電池,這個(gè)名稱代表著46mm、80mm的電池尺寸。
媒體報(bào)道稱,今年5月,特斯拉已經(jīng)郵件告知用戶,最新款Model Y全輪驅(qū)動(dòng)版(AWD)將搭載4680電池。夢(mèng)威介紹稱,目前的4680電池不僅成本更低,而且能量密度更高、續(xù)航里程更長(zhǎng),安全性更高。
除了上述方案,鋰電池是否還有更加安全的選擇 ?從很多公司近期發(fā)布的信息中,我們或許能一探究竟。
今年5月,國(guó)軒高科首次發(fā)布半固態(tài)電池,并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段,預(yù)計(jì)年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。7月,上汽集團(tuán)與清陶能源簽約成立固態(tài)電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,這種電池將在上汽集團(tuán)旗下新款車型上應(yīng)用。同月,當(dāng)升科技也與清陶能源簽訂合作協(xié)議。
不僅上汽集團(tuán)有所動(dòng)作,7月21日,蔚來(lái)汽車也宣布將于今年四季度交付150kwh固態(tài)電池,采用固態(tài)電解液、硅碳復(fù)合負(fù)極材料、超高鎳正極材料。此外,豐田汽車在2019年就表示,未來(lái)計(jì)劃從混合動(dòng)力車型開(kāi)始搭載全固態(tài)電池;寶馬正計(jì)劃建設(shè)固態(tài)電池試驗(yàn)生產(chǎn)線。
中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì),作為一項(xiàng)顛覆性技術(shù),若固態(tài)電池能在2022年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,逐步提升滲透率,到2025年固態(tài)電池在動(dòng)力電池中市場(chǎng)空間能達(dá)到60億元左右。
中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員李泓在今年3月舉辦的第八屆中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上曾指出,世界范圍內(nèi)都認(rèn)為,用不容易燃燒的固態(tài)電解質(zhì)替代容易燃燒的液態(tài)電解質(zhì),形成全固態(tài)電池的解決方案具有高安全性。固態(tài)電池不容易熱失控,不容易脹氣,高溫穩(wěn)定性好。
“研發(fā)固態(tài)電池的核心目的是為了提高安全性”,李泓表示,總體來(lái)說(shuō),未來(lái)的電池將朝著更高的比能量發(fā)展,同時(shí)電芯將從液體向著更安全的混合固液和全固態(tài)電池發(fā)展。
需要注意的是,蔚來(lái)汽車創(chuàng)始人李斌公開(kāi)表示,目前蔚來(lái)即將交付的電池還是帶有液體,全固態(tài)電池的量產(chǎn)還是很遠(yuǎn)的事情,真正的全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需5-10年。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者 林子