近段時間以來,國內(nèi)頻頻出現(xiàn)電動汽車起火燃燒事件,有專家認為,我國追求電池高比能量密度是導致起火的主要原因。不過,也有專家有不同觀點,日前,記者采訪了某電池行業(yè)相關專家,他告訴記者,每次發(fā)生電動汽車起火事件時,汽車及電池企業(yè)的相關研究人員一定會進行全面分析,他便是參與分析的研究人員之一,而他們在經(jīng)過了多次研究后發(fā)現(xiàn),大多數(shù)電動汽車起火的主要原因不在電池,而在電池包。
行業(yè)普遍關注能量密度
8月31日,一輛力帆650電動汽車在廣州增城區(qū)起火燃燒;9月10日中午12時左右,福州市江濱路一輛比亞迪電動汽車在撞上路邊護欄之后自燃;9月5日,在珠海香洲某停車場內(nèi),兩輛眾泰云100系列共享電動汽車在充電時起火燃燒。
也是不久前的8月25日,位于成都的威馬研究院園區(qū)內(nèi),一輛威馬EX5電動汽車突然起火自燃;8月26日約18時22分,安徽省銅陵市公交公司一輛公交車在行駛過程中突然發(fā)生起火燃燒事故。
近段時間以來,國內(nèi)頻頻發(fā)生電動汽車起火燃燒事故,據(jù)不完全統(tǒng)計,今年上半年以來,我國已發(fā)生十多起電動汽車自燃事件,并且主要集中在電動乘用車領域,這些起火車輛分別處于停駛狀態(tài)、正在充電或者行駛過程中。
頻頻發(fā)生起火事故,有些專家將其歸因于行業(yè)過于追求電池高比能量密度。前不久,中國工程院院士楊裕生指出,電池高鎳化提高了比容量,也讓電池的熱失控溫度和安全性逐步下降。三元鋰離子電池熱失控溫度不足200℃,尤其是三元材料在達到一定溫度時分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧,即使在沒有外界氧氣供應的情況下,電池內(nèi)部也已經(jīng)完整地具備了燃燒要素,這也是三元鋰離子電池起火后,火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。
楊裕生認為,由于片面追求純電動車高續(xù)駛里程,三元材料的高鎳之風越刮越烈。三元電池或許是定時炸彈,磷酸鐵鋰電池不應該被埋沒。還有專家認為,從理論上看,三元電池的安全性就低于磷酸鐵鋰,加大三元電池中鎳的含量必然帶來更大的安全隱患。
電池包設計缺陷不能忽視
三元電池高鎳化降低了電池的安全性,但也正如楊裕生所言,這是三元電池起火后,火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。那么,真正引起電池起火的直接原因是什么?
上述電池行業(yè)專家告訴《中國汽車報》記者,每次電動汽車起火時,無論是整車企業(yè)還是配套的電池企業(yè)都非常重視,都會派技術專家前往現(xiàn)場了解情況,并且把起火之后的車輛運回來進一步拆解,尋找起火的真正原因。他告訴記者,從拆解分析結果來看,絕大多數(shù)電動汽車起火事故的原因不是電池本身,而是因為電池包各種缺陷引起的。他說,電池包設計之初就存在很多缺陷,這些缺陷的存在埋下了安全隱患,安全隱患累積到一定程度之后,最終會引發(fā)電動汽車起火燃燒。
不難發(fā)現(xiàn),最近發(fā)生的電動汽車起火事故大多數(shù)位于我國南方,這與南方近期大范圍的降雨有較大關系。該專家表示,電動汽車有較高的防水要求,如果達到IP67防水等級,電動汽車的安全將有保障。如果電動汽車的防水等級沒有達到要求,長時間使用之后,電動汽車的防水效果會有所減弱,雨水、路面積水等就有可能侵蝕電池系統(tǒng),從而導致電池發(fā)生短路。該專家告訴《中國汽車報》記者,電動汽車的防水性能減弱導致的電池短路不是發(fā)生在電池內(nèi)部,而是在電池包中就產(chǎn)生了短路,從而導致燃燒事故。
那么,為什么不提升電池的防水等級?該專家說,達到較高的防水等級將加大電動汽車的成本,削弱產(chǎn)品的價格競爭力。該專家給《中國汽車報》記者舉例稱,電池中要使用線束,防水達標線束的價格約為1200元,而普通線束的價格約為500元,兩者價格相差一倍多。
“目前市場上,A0或者A00級電動汽車的價格較低,這與企業(yè)特別強調成本節(jié)省有一定關系,但企業(yè)在強調節(jié)省成本時,可能對安全的警惕性就會有所放松。”該專家說,還有一種情況值得注意,有的企業(yè)采購人員把線束價格相差太多的原因歸咎于配套企業(yè)虛報價格,而拒絕購買防水達標線束,這種認識上的誤區(qū)也會造成電池包在一開始設計時就存在安全上的缺陷。
另外,為了推動電動汽車發(fā)展,我國制定了較高的補貼標準,中央和地方兩級補貼均提出了續(xù)駛里程要求。為了滿足續(xù)駛里程要求,汽車企業(yè)一般采取兩種方法,一是提高電池的能量密度(有相當高的技術難度);二是多裝電池。“多裝電池就意味著成本會提高,產(chǎn)品就會缺少市場競爭力。為了達到補貼標準又確保成本不大幅提升,有些企業(yè)采用放松BMS(電池包成組的一部分)管理的辦法,但這就意味著降低了電池的安全管控。放松BMS要求難免帶來安全隱患,在BMS突然出現(xiàn)問題時就會導致電動汽車起火燃燒。”該專家說。
有資料顯示,在電動汽車起火燃燒的原因中,70%以上為熱失控。該專家告訴《中國汽車報》記者,電池內(nèi)部的熱失控很少是電池本身的原因引起的,大多數(shù)情況下,是外部因素引發(fā)了電池內(nèi)部的熱失控,而外部因素均與電池包有密切關系。比如,安裝在電池包中的電池,由于車輛在行駛過程中會發(fā)生震動導致電池之間發(fā)生摩擦,這種摩擦看似很細微,但日積月累就可能發(fā)生質變,導致電池包中的電池發(fā)生短路。該專家告訴《中國汽車報》記者,車輛無論在何種狀態(tài)下都不可避免會震動,這對電池包中電池的固定提出了較高要求,尤其是圓柱電池的固定更需要加強。
電池內(nèi)短路也應重視
該專家告訴記者,目前,由于電池包的原因引起的起火事件占據(jù)大多數(shù),但也有少部分是電池本身的問題,這與電池市場的不規(guī)范有關。他說,我國動力電池的集中度較高,排名前十的企業(yè)市場占有率超過80%,這些企業(yè)技術實力都較強,并且重視電池生產(chǎn)質量。但我國有上百家電池生產(chǎn)企業(yè),他們在不同的細分領域尋求自己的生存之道,有些二流電池企業(yè)的產(chǎn)品仍然會流入市場,這些企業(yè)的產(chǎn)品可能存在電芯本身的問題。比如,電芯中雜質含量過高,不需要外部因素就可能產(chǎn)生電池內(nèi)短路,導致電池熱失控從而起火燃燒。
“電池的內(nèi)短路不能忽視。”蘇州宇量電池有限公司董事長毛煥宇說,“電池在設計和制造過程中有很多的機會會留下內(nèi)短路的安全隱患,目前的技術還無法完全消除和防止出現(xiàn)內(nèi)短路,也在事故發(fā)生之前無法探測到。盡管電池的內(nèi)短路是小概率事件,但也不能忽視,一旦發(fā)生內(nèi)短路將是災難性的。”
毛煥宇說:“內(nèi)短路無法克服,但可以采取兩個措施保障電池的安全,一是降低熱失控的強度;二是設置熱擴展屏障。”為了達到這個目的,蘇州宇量電池有限公司探索出了自己的一套預防措施:通過化學方法控制來降低熱失控電池的反應能量,設置熱傳遞障礙等。
目前,電池安全越來越引起行業(yè)關注,國內(nèi)不少機構和企業(yè)也都致力于研究電池系統(tǒng)的安全性。中國大通戰(zhàn)略研究中心黨委書記、鐿鉻化學物理研究所所長高幼銀就曾向《中國汽車報》記者展示了他們關于電動大巴車電池系統(tǒng)安全的研究成果。他說,這套系統(tǒng)是在電池包中加入了一套消防子系統(tǒng),里面有滅火控制裝置,一旦電池包發(fā)生熱失控,滅火系統(tǒng)會迅速啟動,從而避免危害進一步擴大,確保電池系統(tǒng)安全。
此外,最近發(fā)生的電動汽車起火事故已引起工信部的高度重視,明確要求新能源客車生產(chǎn)企業(yè)立刻開展安全隱患專項排查工作。有專家指出,相信在各界的共同關注下,新能源汽車會越來越安全。
行業(yè)普遍關注能量密度
8月31日,一輛力帆650電動汽車在廣州增城區(qū)起火燃燒;9月10日中午12時左右,福州市江濱路一輛比亞迪電動汽車在撞上路邊護欄之后自燃;9月5日,在珠海香洲某停車場內(nèi),兩輛眾泰云100系列共享電動汽車在充電時起火燃燒。
也是不久前的8月25日,位于成都的威馬研究院園區(qū)內(nèi),一輛威馬EX5電動汽車突然起火自燃;8月26日約18時22分,安徽省銅陵市公交公司一輛公交車在行駛過程中突然發(fā)生起火燃燒事故。
近段時間以來,國內(nèi)頻頻發(fā)生電動汽車起火燃燒事故,據(jù)不完全統(tǒng)計,今年上半年以來,我國已發(fā)生十多起電動汽車自燃事件,并且主要集中在電動乘用車領域,這些起火車輛分別處于停駛狀態(tài)、正在充電或者行駛過程中。
頻頻發(fā)生起火事故,有些專家將其歸因于行業(yè)過于追求電池高比能量密度。前不久,中國工程院院士楊裕生指出,電池高鎳化提高了比容量,也讓電池的熱失控溫度和安全性逐步下降。三元鋰離子電池熱失控溫度不足200℃,尤其是三元材料在達到一定溫度時分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧,即使在沒有外界氧氣供應的情況下,電池內(nèi)部也已經(jīng)完整地具備了燃燒要素,這也是三元鋰離子電池起火后,火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。
楊裕生認為,由于片面追求純電動車高續(xù)駛里程,三元材料的高鎳之風越刮越烈。三元電池或許是定時炸彈,磷酸鐵鋰電池不應該被埋沒。還有專家認為,從理論上看,三元電池的安全性就低于磷酸鐵鋰,加大三元電池中鎳的含量必然帶來更大的安全隱患。
電池包設計缺陷不能忽視
三元電池高鎳化降低了電池的安全性,但也正如楊裕生所言,這是三元電池起火后,火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。那么,真正引起電池起火的直接原因是什么?
上述電池行業(yè)專家告訴《中國汽車報》記者,每次電動汽車起火時,無論是整車企業(yè)還是配套的電池企業(yè)都非常重視,都會派技術專家前往現(xiàn)場了解情況,并且把起火之后的車輛運回來進一步拆解,尋找起火的真正原因。他告訴記者,從拆解分析結果來看,絕大多數(shù)電動汽車起火事故的原因不是電池本身,而是因為電池包各種缺陷引起的。他說,電池包設計之初就存在很多缺陷,這些缺陷的存在埋下了安全隱患,安全隱患累積到一定程度之后,最終會引發(fā)電動汽車起火燃燒。
不難發(fā)現(xiàn),最近發(fā)生的電動汽車起火事故大多數(shù)位于我國南方,這與南方近期大范圍的降雨有較大關系。該專家表示,電動汽車有較高的防水要求,如果達到IP67防水等級,電動汽車的安全將有保障。如果電動汽車的防水等級沒有達到要求,長時間使用之后,電動汽車的防水效果會有所減弱,雨水、路面積水等就有可能侵蝕電池系統(tǒng),從而導致電池發(fā)生短路。該專家告訴《中國汽車報》記者,電動汽車的防水性能減弱導致的電池短路不是發(fā)生在電池內(nèi)部,而是在電池包中就產(chǎn)生了短路,從而導致燃燒事故。
那么,為什么不提升電池的防水等級?該專家說,達到較高的防水等級將加大電動汽車的成本,削弱產(chǎn)品的價格競爭力。該專家給《中國汽車報》記者舉例稱,電池中要使用線束,防水達標線束的價格約為1200元,而普通線束的價格約為500元,兩者價格相差一倍多。
“目前市場上,A0或者A00級電動汽車的價格較低,這與企業(yè)特別強調成本節(jié)省有一定關系,但企業(yè)在強調節(jié)省成本時,可能對安全的警惕性就會有所放松。”該專家說,還有一種情況值得注意,有的企業(yè)采購人員把線束價格相差太多的原因歸咎于配套企業(yè)虛報價格,而拒絕購買防水達標線束,這種認識上的誤區(qū)也會造成電池包在一開始設計時就存在安全上的缺陷。
另外,為了推動電動汽車發(fā)展,我國制定了較高的補貼標準,中央和地方兩級補貼均提出了續(xù)駛里程要求。為了滿足續(xù)駛里程要求,汽車企業(yè)一般采取兩種方法,一是提高電池的能量密度(有相當高的技術難度);二是多裝電池。“多裝電池就意味著成本會提高,產(chǎn)品就會缺少市場競爭力。為了達到補貼標準又確保成本不大幅提升,有些企業(yè)采用放松BMS(電池包成組的一部分)管理的辦法,但這就意味著降低了電池的安全管控。放松BMS要求難免帶來安全隱患,在BMS突然出現(xiàn)問題時就會導致電動汽車起火燃燒。”該專家說。
有資料顯示,在電動汽車起火燃燒的原因中,70%以上為熱失控。該專家告訴《中國汽車報》記者,電池內(nèi)部的熱失控很少是電池本身的原因引起的,大多數(shù)情況下,是外部因素引發(fā)了電池內(nèi)部的熱失控,而外部因素均與電池包有密切關系。比如,安裝在電池包中的電池,由于車輛在行駛過程中會發(fā)生震動導致電池之間發(fā)生摩擦,這種摩擦看似很細微,但日積月累就可能發(fā)生質變,導致電池包中的電池發(fā)生短路。該專家告訴《中國汽車報》記者,車輛無論在何種狀態(tài)下都不可避免會震動,這對電池包中電池的固定提出了較高要求,尤其是圓柱電池的固定更需要加強。
電池內(nèi)短路也應重視
該專家告訴記者,目前,由于電池包的原因引起的起火事件占據(jù)大多數(shù),但也有少部分是電池本身的問題,這與電池市場的不規(guī)范有關。他說,我國動力電池的集中度較高,排名前十的企業(yè)市場占有率超過80%,這些企業(yè)技術實力都較強,并且重視電池生產(chǎn)質量。但我國有上百家電池生產(chǎn)企業(yè),他們在不同的細分領域尋求自己的生存之道,有些二流電池企業(yè)的產(chǎn)品仍然會流入市場,這些企業(yè)的產(chǎn)品可能存在電芯本身的問題。比如,電芯中雜質含量過高,不需要外部因素就可能產(chǎn)生電池內(nèi)短路,導致電池熱失控從而起火燃燒。
“電池的內(nèi)短路不能忽視。”蘇州宇量電池有限公司董事長毛煥宇說,“電池在設計和制造過程中有很多的機會會留下內(nèi)短路的安全隱患,目前的技術還無法完全消除和防止出現(xiàn)內(nèi)短路,也在事故發(fā)生之前無法探測到。盡管電池的內(nèi)短路是小概率事件,但也不能忽視,一旦發(fā)生內(nèi)短路將是災難性的。”
毛煥宇說:“內(nèi)短路無法克服,但可以采取兩個措施保障電池的安全,一是降低熱失控的強度;二是設置熱擴展屏障。”為了達到這個目的,蘇州宇量電池有限公司探索出了自己的一套預防措施:通過化學方法控制來降低熱失控電池的反應能量,設置熱傳遞障礙等。
目前,電池安全越來越引起行業(yè)關注,國內(nèi)不少機構和企業(yè)也都致力于研究電池系統(tǒng)的安全性。中國大通戰(zhàn)略研究中心黨委書記、鐿鉻化學物理研究所所長高幼銀就曾向《中國汽車報》記者展示了他們關于電動大巴車電池系統(tǒng)安全的研究成果。他說,這套系統(tǒng)是在電池包中加入了一套消防子系統(tǒng),里面有滅火控制裝置,一旦電池包發(fā)生熱失控,滅火系統(tǒng)會迅速啟動,從而避免危害進一步擴大,確保電池系統(tǒng)安全。
此外,最近發(fā)生的電動汽車起火事故已引起工信部的高度重視,明確要求新能源客車生產(chǎn)企業(yè)立刻開展安全隱患專項排查工作。有專家指出,相信在各界的共同關注下,新能源汽車會越來越安全。