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特斯拉、众泰等电动车频发起火背后:电池隐性问题多

2018-09-11 13:52:25 21世纪经济报道抢鲜报  纪伟 张晓晓

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  电动车起火事件频发:过度追求电池能量密度惹祸?

特斯拉、众泰等电动车频发起火背后:电池隐性问题多
导读

  从材料体系上,国家不断追求高能量密度,本身并没有错,但安全风险确实比较高。

  9月5日, 在珠海香洲某停车场内,两辆众泰云100系列共享电动汽车在充电时起火燃烧。目前事故原因仍在调查当中。

  无独有偶,当天美国NTSB也发布了一份在洛杉矶发生的特斯拉Model S行驶中自燃事故的初步调查报告,确认了火灾发生的事实。

  与往年相比,今年电动汽车起火案例呈增多趋势。21世纪经济报道记者对已公开的案例统计发现,今年前9个月,各地被曝光的电动汽车燃烧事故已达十多起。值得一提的是,这些燃烧事故大多集中在6月至8月,正是各地高温、暴雨频发期。

  上海捷新动力(310328,基金吧)电池系统有限公司副总工程师朱玉龙在其专栏中提到,电动汽车除了动力系统不同外,底盘、车身、内外饰和低压电器等都与传统内燃机车型一致,所以易燃材料被引燃是车辆燃烧的主要原因。

  易燃材料主要指的是电池,与其他零部件关系不是很大。9月9日,一位电池专家在接受21世纪经济报道记者采访时表示,燃油车也有燃烧概率,但是电动车起火引起的关注更高,在发展过程中很容易成为焦点。

  “电动车和燃油车相比 差别主要在电机和电池,但电机不大可能出问题,电池才是关注的焦点。事实上,燃烧事故一旦曝光,对电池企业的伤害更大,整个事故的起因最终都会归结到电池。”上述专家进一步表示。

  电动汽车起火事件的曝光,大多是因为现场的照片、视频经由网络流传开来,可见消费者对其关注度很高。

  过于追求能量密度

  在补贴新政的引导下,新能源汽车开始追求高续航里程,这就要求不断提升电池的能量密度。目前在新能源车型中,三元锂电池逐渐代替了磷酸铁锂电池成为主流,三元材料中镍钴锰的组合,也由曾经的333,逐步迈向了532、622、811。

  一个公认的事实是,电池材料的能量密度越高,安全风险也就越高。“市场导向决定了电池生产企业用什么样的材料,对比磷酸铁锂和三元电池两种类型,前者的安全风险还是低一些。” 上述电池专家提道。

  以特斯拉为例,它以镍的比例大于80%的高能量密度三元(镍钴铝)锂电池,实现了超过500公里的超高续航里程。但是仅仅Model S一款车,在今年的 3月至6月间,就发生了3起起火事故,甚至造成了2名青少年的死亡。

  “从材料体系上,国家不断追求高能量密度,本身并没有错,但安全风险确实比较高。特斯拉在电池设计、电芯上代表了比较高的水平,目前仍然出现了一些问题,这意味着高能量密度的电池确实存在热失控的风险。”上述电池专家表示。

  因此,对于要不要坚持走高能量密度的路线,目前也出现了不同的声音。

  从消费者层面来看,高能量密度会实现高续航。但是电动汽车是不是一定需要达到500公里甚至更高的续航里程,才能跟燃油车抗衡,这需要重新审视。

  有分析认为,随着国内电动车销量的增多,类似的起火事故也会越来越多,这就意味着需要更加安全的保障措施。

  “当然从电芯的设计和制造上,能不能更安全,这是要从研发上考虑的,就是我们如何在现有的材料体系里,去开发更安全的电池技术,这对电池企业是关键。” 上述专家进一步表示。

  充电桩等因素不可控

  电动汽车起火场景,大致可分为三类:一是停驶状态,并处于高温、暴雨积水等环境;二是正在充电;三是行驶过程中。有业内人士在做了大量的电池系统耐滥用性评估之后发现,在没发生故障条件下,电动汽车不会轻易起火。

  结合目前案例,充电过程中的起火是最为常见的。“除材料之外、电动汽车起火也有充电桩的问题,目前国内充电桩制造水平不高,和电池系统的通讯存在问题,经常出现过充问题,导致电池热失控。”上述电池专家表示。

  从充电原理上看,电动汽车在充电过程中,电芯、BMS(电池管理系统)、传感器,三个环节配合不好,自燃就有可能发生。具体来看,充电时充电桩会和电动汽车的BMS(电池管理系统)通讯连接,但电芯永远不可能完全一致,都有不同的特性,考虑到成本等因素,目前大多数车企尚无法做到为电池单独开发管理策略,一旦BMS发生故障,很有可能引起起火。

  对此,上述电池专家认为:“国内充电桩前期发展过于散乱,水平也参差不齐。企业急于攻城略地,充电桩的质量无法得到保障。曾有人去做实验调查,发现高速公路很多桩都没法使用,存在一些安全隐患和风险。”

  同时,他还提道:“现在不仅在乘用车领域,在商用车领域也存在充电桩的问题。虽然BMS统有一级、二级预警,但是如果都失效了的话,很容易引起电池过充,导致起火事件的发生。”

  还有不少隐性问题

  8月31日,一辆力帆650EV车型在广州增城区当街起火自燃。力帆汽车随后回应称,初步判定,由于广州连日暴雨,此车辆被雨水浸泡超过2小时,导致电池微渗漏。浸泡后,客户未主动与服务站联系检测,此后在客户用车时,因电芯短路,引发电池着火。

  针对电池电芯短路问题,朱玉龙认为,属于电芯生产过程中质量问题。具体原理在于,金属杂质、隔膜破损等问题导致内部短路,而当内短路持续发生,不仅产生持续的自放电,还会释放电能量导致温升,温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径,形成了更大的短路电流,这种互相累积的互相增强的破坏,导致热失控。

  但也有分析认为,从力帆汽车的回应来看,此次起火事件未必是电芯本身的问题。三元锂电池需要较高的安全系统提供保护,尤其是18650/21700结构的圆柱电池,需要的圆柱电池数量要多得多,而对每一个电芯的安全防护就显得至关重要。同时应辅以智能液冷电池温控系统,保证电池的工作温度。

  目前,上汽、江淮等车企的新能源车型,都能保证动力电池达到IP67防护级别,并且在30分钟以内的泡水后,动力电池无故障。而力帆采用的风冷式散热系统,以及自行Pack组装电池组的安全性能,在避免因短路而引发高温方面,可能存在不足。

  电动汽车起火主要原因在于,动力电池生产企业和车企,不重视安全,为了降低成本,对电芯品控不严、BMS设计要求太低、没有对动力电池包足够的安全设计保护等。

  8月26日,贵州铜陵的一辆安凯客车(000868,股吧)在行驶过程中起火,而安凯汽车该款客车车型的电池供应商,是2017年在动力电池行业位列第三的沃特玛。今年7月,沃特玛资金链断裂,决定给全体职工放假6个月。

  “电池企业如果不存在了,将怎么给电池做售后?这一系列问题给整个新能源汽车行业留下了很多隐患。” 一位动力电池行业的专家对21世纪经济报道记者表示。

  上述专家透露,今年动力电池行业哀声一片。车企由于拿不到补贴,无法按时给电池企业付款,同时上游的电池材料企业数量少,处于卖方市场,对回款的要求高,电池企业面临着很大的资金问题。

  对此,上述电池专家表示:“在电池行业中,各大厂商都出过问题,目前暴露出的问题是少数,还有很多没有暴露出的问题。”

(责任编辑:唐欣欣 HN060)
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