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比亞迪、問界接連起火,電動汽車的盛宴下莫忘冷靜思考

夏季來臨,到了電動汽車起火的高發期。

據媒體報導,6月13日,中國鄂爾多斯一家華為手機門市著火,起因是停放在裡面的一輛問界M5展車起火。6月12日,一輛比亞迪宋在珠海停放時起火。一周前的6月6日,湖北武漢,廣東佛山,廣西貴港三地同一天發生3起電動汽車起火事件。近日美國一輛受過撞擊的特斯拉在荒地上停放了3周後突然起火……

這些事件中,一些是在車輛停放充電時發生的,一些是車輛受過撞擊後的“後遺症”,也有正常行駛途中莫名起火。

來自國家應急管理部消防救援局的數據顯示,2022年第一季度,國內接報的新能源汽車火災共計有640起。相比去年同期,這一數據上升了32%,也就是說每天平均有超過7例的新能源汽車火災。

看上去,電動車似乎很不安全。

但作為客觀對比,根據乘聯會數據,2022年一季度國內新能源乘用車市場累計批發銷量達到119.0萬輛,同比上漲145.4%。雖然新能源車起火案件的絕對數量在上升,可如果將新能源車銷量的快速增長考慮進去,實際上其起火比例反而下降了。

電動車起火概率更低,但更難撲滅

美國網站AutoinsuranceEZ根據國家運輸安全委員會(NTSB)、運輸統計局(BTS)的數據以及Recalls.gov的政府召回數據做出了統計。2021年美國只有52起電動車火災。作為對比,同期,美國混合動力汽車有16,051起火災事故,燃油車有199,533起火災事故。

不過,隻比較絕對值並不準確,因為道路上的燃油車數量要遠多於電動車。

但即便以10萬輛的起火數量相比,燃油車的起火數量為1529.9起/十萬輛,低於混合動力車的3474.5起/十萬輛;而電動車的數量最少,只有25.1起/十萬輛。

根據美國全國消防協會(NFPA)最近的一份報告,車輛火災佔2020年美國140萬起火災的15%,這些火災導致18%的平民死亡和11%的平民受傷。而電動汽車著火約佔美國火災總數的0.02%。

碰撞是電動汽車起火的主要原因。根據美國國家防火協會的數據,2020年估計有560人死於汽車火災,這些致命的火災大多是由碰撞引起的。

雖然電動車起火概率更低,但一個不可忽視的問題是,電池起火比汽油起火更難撲滅。

撲滅一輛起火燃油車的用水量約為1噸,而撲滅一輛電動車的用水量在十幾噸到100噸。公開資料顯示,今年4月,一輛特斯拉Model S在美國碰撞起火,消防員花費7小時撲滅,消耗106噸水。

其主要原因是複燃率高。NTSB指出,電動車中鋰電池發生熱失控後,並非在一瞬間將能量全部釋放,而是隨著熱量蔓延,逐漸擴散到周圍的電池單元。因此會發生撲滅又複燃的情況。

該機構表示,根據其測算,鋰電池起火最多可複燃15次。

在6月12日的這起比亞迪宋車型起火案中,根據媒體報導,現場有保安用滅火器試圖滅火時,車輛持續發出爆破聲。常規判斷就是熱失控在電池包中持續蔓延傳遞。

綜上所述,在目前的市場中,也許只有極少一部分電動車存在質量安全問題, 但一旦出現問題後果可能更為嚴重,為了盡可能做到萬無一失,車企還需要花費巨大努力。

車企重新轉向磷酸鐵鋰電池

在過去的10年裡,新能源車,尤其是純電動車的續航裡程經歷著從100公里到1000公里的突破。這背後是從鉛酸電池、到磷酸鐵鋰電池、到三元鋰電池的技術路線轉變。

但是眼下,汽車製造商又開始回頭搞起了磷酸鐵鋰電池。

從安全性角度來說,三元鋰電池更為活躍,而磷酸鐵鋰電池熱穩定性更高,因此相對來講磷酸鐵鋰電池更安全。這或許從一定程度上解釋了電動車起火率正在下降的原因。

據外媒報導,韓國電池巨頭LG新能源計劃從2023年10月開始,量產標準尺寸的磷酸鐵鋰電池。對此,真鋰研究首席分析師墨柯在接受媒體採訪時提到,LG宣布量產磷酸鐵鋰電池,有一方面原因是LG在韓國儲能市場用的三元鋰電池最近一兩年頻出事故,所以在考慮是否磷酸鐵鋰更適合儲能。

2020年,國產特斯拉Model3 標準續航版車型開始搭載磷酸鐵鋰電池;2021年,國產Model Y標準續航版使用磷酸鐵鋰電池。2021年底,特斯拉表示全球範圍內的標準續航版Model 3和Model Y,都將改用磷酸鐵鋰電池。

去年3月,小鵬P7磷酸鐵鋰版車型上市;4月,比亞迪宣布,旗下的純電車型開始全面切換磷酸鐵鋰刀片電池。此外,包括長城歐拉、五菱宏光MINI EV等部分A00級新能源車型開始搭載磷酸鐵鋰電池;大眾、福特、奔馳也稱在入門級車型上使用磷酸鐵鋰電池。

根據中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示,2021年7月,磷酸鐵鋰電池單月裝車量首次超過了三元電池,該月磷酸鐵鋰電池裝車量為5.8GWh,三元電池裝車量為5.5GWh。到了今年4月,磷酸鐵鋰電池裝車量達到了8.9GWh,佔市場總裝車量近7成,而三元鋰電池裝車量為4.4GWh,佔總體裝車量32.9%,同比下降15%。

雖然車企轉向磷酸鐵鋰的初衷是為了降低成本,但避開三元鋰電池中昂貴的鎳和鈷,卻也間接地提升了安全性。

電池整包技術在提升

當然,車企也在不斷探索直接提升電池安全性的手段。

例如廣汽埃安的“彈匣電池”。2021年3月,中國汽車技術研究中心首席專家劉仕強帶領團隊,對採用了彈匣電池技術的三元鋰電池包進行了針刺試驗。針刺後電池包僅出現短暫冒煙(約1分鐘),無起火和爆炸現象。靜置48小時後電壓降至0V,溫度恢復至室溫,且電池包內部結構完好,只有被針刺的電芯模塊發生熱失控,並未蔓延到其他電芯。

而對磷酸鐵鋰電池包的針刺實驗中,普通磷酸鐵鋰電池包針刺觸發熱失控後電壓下降、溫度上升,最高溫度達到329.4℃,持續冒煙16分鐘;採用彈匣電池技術的磷酸鐵鋰電池包則被刺後最高溫度51.1℃,無冒煙、起火和爆炸現象。靜置48小時後單體電壓降至0V,溫度降為室溫,打開電池包外殼後內部結構完好。

再比如比亞迪的“刀片電池”。這種長度大於0.6米比較細長的大電芯,像“刀片”一樣插入到電池包裡面。捨棄了傳統電池包所採用的“電芯-電池組-電池包”層級組裝方式。

比亞迪公布的對電池進行的針刺實驗中,“刀片電池”經過針刺也能保持在30-60℃之間,傳統磷酸鐵鋰電池在被穿透後卻有煙霧從電池卸壓閥噴出,表面溫度也達到了200℃-400℃。“刀片電池”即便在針刺實驗中遇到短路情況,由於回路較長,表面積大且散熱快,最終不會引起電池溫度急劇升溫的情況出現。

但是整包技術的提高,並沒有帶來電池技術的革命性改變。隨著技術的提升,固態電池目前被認為是安全和性能兼顧的一個較好方案。

固態電池中,電解質是固態而不是液態,所以固態電解質甚至可以起到隔膜的作用,結構穩定。並且即使電解液損壞,也能保持形狀,安全性高。

目前的消息來看,這種電池離量產似乎並不遠了。

6月6日,美國電池公司Solid Power就宣布開始固態電池的試點生產,而測試通過後,其首批兩家客戶是福特和寶馬。根據該公司介紹,這種固態電池的重量能量密度可以達到395wh/kg到440wh/kg之間。

從5月初至今,新能源車板塊股票從階段低點強勢反彈,一路V字拉升,其中的龍頭股比亞迪甚至突破此前高點。不僅如此,今年5月整個狹義乘用車市場同比下降16.9%。在整體車市萎靡的大環境下,新能源車“一枝獨秀”,同比增長91.2%,環比增長26.9%。

新能源車市場高歌猛進、百花齊放,用戶、車企和股民都對此喜聞樂見,但在接連不斷的起火事件中,最基礎的安全問題仍不容小覷,莫讓技術的狂歡和轉型的呼聲蓋過了對安全的冷靜思考。

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