電動汽車自燃事件曾一度讓人們“談電色變”,電動汽車的電池安全問題也讓很多消費者望而卻步。雖然隨著技術(shù)的發(fā)展,車企和消費者對電動汽車越來越有信心,但不久前又一起自燃事故引發(fā)社會關(guān)注,不同的是這輛車在自燃之后還發(fā)生了爆炸。如此密集的電動車自燃現(xiàn)象,是偶然還是必然?這不得不讓我們對電動汽車安全問題重新打上了問號。
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一般情況下電動汽車自燃都不是一時興起的偶然事件,而是電芯和電池系統(tǒng)經(jīng)歷了“內(nèi)部因素和外部因素”的影響;內(nèi)部因素主要是指電池生產(chǎn)缺陷導(dǎo)致內(nèi)短路,而外部因素主要是指擠壓和針刺等外部因素導(dǎo)致鋰離子電池發(fā)生短路、電池外部短路造成電池內(nèi)部熱量累積過快、外部溫度過高導(dǎo)致SEI膜和正極材料等發(fā)生分解。
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近年電動車頻繁起火自燃,引發(fā)人們對其安全性的擔憂。特別是蔚來和特斯拉這兩家自帶話題的車企,接連發(fā)生事故勢必影響消費者對該品牌的評價。雖然導(dǎo)致事故的原因各有不同,但更多的問題直指電池,電池包一旦遭到破環(huán)或自身原因引發(fā)的起火,將是毀滅性的。
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據(jù)汽車動力系統(tǒng)專家歐陽明高說,新能源汽車安全事故的本質(zhì)是電池熱失控。熱失控的誘因包括機械電氣誘因(電池碰撞擠壓、針刺等)和電化學誘因(電池過充過放、快充、低溫充電、自引發(fā)內(nèi)短路等)。當一個電池單體發(fā)生熱失控之后,相鄰單體受影響后也相繼發(fā)生熱失控,導(dǎo)致熱失控蔓延,最終引發(fā)安全事故。
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目前商業(yè)鋰離子電池中應(yīng)用最廣的電解液體系是 LiPF6 的混合碳酸酯溶液,此類溶劑揮發(fā)性高、閃點低、非常容易燃燒。當沖撞或者變形引起的內(nèi)部短路,大倍率充放電和過充,就會產(chǎn)生大量的熱量導(dǎo)致電池溫度上升,也就是“熱失控”,最終導(dǎo)致電池的燃燒,嚴重時甚至發(fā)生爆炸。簡單來說,鋰離子電池熱失控原因主要集中在電解液的熱不穩(wěn)定性,以及電解液與正、負極共存體系的熱不穩(wěn)定性兩個大的方面。
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剛才說到,熱失控包括誘因、發(fā)生和蔓延三個過程,誘因主要有兩個,一是過充、快充、老化電池、低溫充電等導(dǎo)致的析鋰,二是各種原因?qū)е碌膬?nèi)短路。而目前針對熱失控控制進展,專家給出的最好辦法就是從“源頭做好”,加強和重視電芯的選用及品質(zhì)控制問題。
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盡管“寡頭”產(chǎn)業(yè)鏈還在持續(xù)形成中,像傳統(tǒng)車企和新勢力在同步放大產(chǎn)能時,面對為數(shù)不多的幾家優(yōu)質(zhì)電池企業(yè),這個供需缺口誰來補?那一定是眾多新生電池廠。這些廠家魚龍混雜,技術(shù)差異性很大,勢必會加劇電池品質(zhì)問題。加上這幾年補貼政策的刺激,更是拔苗助長了原本品質(zhì)不穩(wěn)、工藝不成熟的電池生產(chǎn)。所以,這也就是為什么電動汽車自燃事故仍然頻出不可控的原因。
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動力電池的燃燒風險真的如“魔鬼”一般難以驅(qū)散嗎?其實也不是。以目前不少主流新能源車企來說,他們都拿出了有效的辦法保護電池,如控制好電池系統(tǒng)的溫度是關(guān)鍵。理論上,任何帶有高壓電的電器,都存在漏電觸電的風險,還有任何一款化學電池,都存在受損或短路后起火燃燒的風險。但實際上,只要做足科學合理的設(shè)計,電動汽車也可以和冰箱、彩電、燃油汽車一樣安全可靠、皮實耐用。平心而論,目前各家車企都會針對動力電池做足安全保護設(shè)計,以杜絕漏電或者燃燒的可能。不過,各家車企的安全理念、開發(fā)經(jīng)驗、管理能力、質(zhì)量水平存在差異。
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另外,熱失控根本原因是電池熱失控過程為“鏈式”放熱反應(yīng),解決方案即減少放熱,切斷“鏈式”放熱反應(yīng)。應(yīng)對策略包括:減少內(nèi)部化學反應(yīng)放熱量、提高化學反應(yīng)發(fā)生的溫度、降低電池溫度升高的速率、增強電池對外散熱等。通過這些措施,將鏈式放熱的路徑改變,電池就可以做得比較安全。
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總體來看,相較于傳統(tǒng)燃油車,新能源汽車的大容量動力電池,在過充、過熱、內(nèi)短路、外短路、機械觸發(fā)等因素下,容易誘發(fā)熱失控,而且起火后撲救難度大,復(fù)燃風險高。所以在當前技術(shù)條件下,沒有絕對安全的電池,但可以通過系統(tǒng)設(shè)計以及不斷提升標準來保障新能源汽車安全性,以此確保我國新能源汽車行業(yè)良性有序地發(fā)展。隨著行業(yè)的快速發(fā)展,安全問題已經(jīng)成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,必須引起相關(guān)部門以及行業(yè)的重視。
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