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电动车自燃频发知乎大V深度解读车企如何保证电池安全

来源: 凤凰网 时间:2019年05亚博,竞技,二打一能提现【YB计划QQ群231006】EV视界网是国内电动汽车行业的专业媒体网站亚博,竞技,二打一能提现,要了解电动汽车资讯,亚博,竞技,二打一能提现请来EV视界网 ,EV视界 14:51 浏览量:10237

【亚博,竞技,二打一能提现报道】4亚博,竞技,二打一能提现【YB计划QQ群231006】EV视界网是国内电动汽车行业的专业媒体网站亚博,竞技,二打一能提现,要了解电动汽车资讯,亚博,竞技,二打一能提现请来EV视界网 ,EV视界上海特斯拉自燃事件,引起的关注是超乎寻常的。次日,一辆蔚来ES8也发生了现象相似的自燃事件,也起到了推波助澜的作用。

截至今日,淡定的特斯拉依然没有发布事故报告。在对此事故进行了初步分析后[1],有4家主流媒体(包括官媒、权威财经媒体、权威证券媒体)联系我征询事故原因的观点。虽然记者们的提问并没有诱导性,但我还是能感受到他们对于电动亚博,竞技,二打一能提现的严重忧虑,甚至是质疑。

为什么这次事故的影响力如此之大? 可能有两方面原因:

·头部企业事故,引发对技术成熟性的忧虑:国内电动亚博,竞技,二打一能提现自燃事故并不鲜见,仅2018年就有数十起(如下图),但大家普遍认为事故原因是电芯厂/主机厂技术水平落后导致的。而这次事件不同,特斯拉是全球电动亚博,竞技,二打一能提现的领头羊,蔚来人称“中国特斯拉”,两个“优等生”都出问题了,那还有谁可以幸免?

·静置自燃,而非碰撞/充电自燃:大部分电动亚博,竞技,二打一能提现起火/自燃事件,通常具有显著的外部因素,例如碰撞、不规范充电、不规范维修[2]。外部因素可以察觉(碰撞后抓紧逃离现场、事故车加强检测)或避免(采用正确的充电方法),而静置自燃看起来像是毫无征兆、无法预防的,这种未知性会强化用户的忧虑、恐惧心理。

2018年国内电动亚博,竞技,二打一能提现自燃事故不完全统计

面对官媒记者的提问,我当然不敢瞎讲,保守地回复他们以下三点:

·电动亚博,竞技,二打一能提现的自燃事故率不一定就比燃油车高。关于这一点,马斯克在twitter上也曾抱怨过:燃油车自燃事故也不少,只不过没人关注罢了。当然,如果要系统评估电动亚博,竞技,二打一能提现与燃油车的自燃风险,还要考虑后果严重程度、预防与扑救难度等多个维度,在权威的研究报告出炉之前,我们还是不要轻易下结论。

·是否完全静置自燃尚无定论,需等待事故调研报告。个人认为,“碰撞/不规范充电后,经过一段时间静置自燃”与“完全静置自燃”这二者之间还是要做区分,因为前者可以通过更先进的诊断手段来预防,而后者则棘手得多。根据蔚来官方报告,蔚来ES8自燃属于前者;特斯拉自燃事件的当事车主也提到,事故前进行过一次超充,推测可能是主要原因。

·“电动亚博,竞技,二打一能提现优等生都自燃了”这个说法不严谨。除特斯拉、蔚来之外,还有一个低调的优等生从未出现过自燃重大事故,那就是日产聆风(Nissan Leaf),它是比特斯拉更早、累计销量更高的电动亚博,竞技,二打一能提现,历时9年销售43万辆,从未出现过自燃重大事故。

盘点2010-2018年电动亚博,竞技,二打一能提现自燃事件

为了减少数据源方面的差异,从锂电池专家

@朱玉龙

那里获得两份数据:2010-2018年欧洲与北美电动亚博,竞技,二打一能提现起火事件统计[3][4]:

·欧洲共28起自燃事故,其中:19起由碰撞、外部火源、错误操作导致的;5起确信或很可能与电池无关,而是由机械故障、电气故障或其他系统故障导致的;4起信息不足难以判断;确信为电池内短路而自燃的数量是:0 (注:此项统计仅为报道的事件,不包括未报道的事件;此外,信息不足难以判断的事件,个人推测属于内短路诱发的可能性较大)

·北美共39起自燃事故,其中:26起由碰撞、外部火源、错误操作导致的(20起碰撞、3起充电、2起纵火、1起不规范维修);9起确信或很可能与电池无关;4起信息不足难以判断;确信为电池内短路而自燃的数量是:0

·特斯拉:美国39起事故中,@朱玉龙溯源了23起,其中15起是特斯拉Model S或Model X,比例高达65%;欧洲28起事故中,@朱玉龙溯源了17起,其中7起是特斯拉Model S,占比41%。(未溯源的美国16起与欧洲6起应该都不是特斯拉,否则肯定会上新闻的,这使得特斯拉事故占比偏高。难怪马斯克幽怨,毕竟人怕出名猪怕壮?。。?/p>

·日产聆风:欧洲0起,占比0%;美国2起,占比16.7%。这两起是怎么回事呢?一起是充电桩起火引燃、另一起是山火引燃,均为外部因素,与电池无关。也就是说,在公开报道的自燃事故中,日产聆风可以自信地说:历时9年销售43万辆,零自燃重大事故。

尽管特斯拉势头迅猛,日产聆风还是以43万辆的成绩暂居电动亚博,竞技,二打一能提现历史销量第一。而且,考虑到日产聆风交付时间较早,若以“所有车辆总行驶时间/里程”来计算的话,聆风应该远高于特斯拉。在这种情况下还能实现零自燃重大事故,可谓是硬成绩!

保障电池安全的两种思路

特斯拉与日产聆风在自燃事故数量上的巨大反差,背后是两者不同的安全思路[5]:

·防止电芯热失控发生:在电芯层面尽可能降低单体电芯热失控的风险。

·电芯热失控发生后,防止热失控蔓延: 若单体电芯热失控不可避免,则在PACK层面尽可能地阻止热失控蔓延到其他电芯(Cell)、模组(Module)、甚至整个电池包(Pack)。

注:两种思路均可行,主要看技术水平高低,没有技术路线熟高熟低之分

从下面特斯拉电池组的图中可以清晰地看到,它在电芯热失控发生后,防止热失控蔓延采取的措施:

·电芯隔离:电芯间的液冷管路,除了散热降温作用外,也能起到电芯间减缓热传递的作用。

·模组隔离:特斯拉通过箱体的框架梁把模组分成独立的舱室,防止单个模组热失控蔓延到相邻模组。上海特斯拉自燃是烧了3个模组,其它没烧。当然,如果不及时喷水降温的话,很可能随着时间推移其他的也会烧掉:框架梁挡得住火焰但挡不住传热??!

·云母板:电池组上方和下方都有一块耐高温高绝缘性的云母板,降低因短路引发电弧引燃高温可燃气的风险。

图片来源:电子发烧友

日产聆风在防止热失控蔓延方面的措施就少很多。如下图最新一代的日产聆风电池模组,电芯与电芯之间直接用胶水粘起来,连散热管路都没有,更不用说隔离措施。与特斯拉比起来,这简直是“心大”:如果特斯拉也采用这种布局,估计半小时就烧完了。

图片来源:朱龙玉亚博,竞技,二打一能提现电子设计公众号LEAF电池模组演变

日产聆风敢于进行这样的PACK设计,并不意味着它不重视安全,否则的话,9年43万辆0事故的成绩怎么实现经? 恰恰相反,日产聆风之所以敢在PACK设计如此心大,关键就在于它在电芯安全设计与制造上有十足的底气!

如何提高电芯的安全性?

如图所示,锂离子电池的电芯由负极、正极、隔膜、电解液组成。提高电芯安全性,也就是从这4个方面下功夫。大牛博士冯旭宁,曾在他的博士论文[6]中概括过主要思路:

·正极材料:对正极材料进行掺杂和包覆[7],或金属原子替代的方式[8]来以提高正极材料的热稳定性。

·负极材料:对负极材料进行包覆[9],或通过电解液添加剂提高负极SEI膜的稳定性[10]。以及采用新型负极,如钛酸锂(Li4Ti5O12, LTO)负极[11],合金负极[12]等材料提高负极的安全性能。

·电解液:对于电解液采用阻燃添加剂,将液体电解质换成固体聚合物电解质,采用离子液体,电解质盐的替代等方式提高电解液热安全特性,也可以通过在电解液中采用过充?;ぬ砑蛹晾刺岣叩绯乜构涞哪芰?。

·隔膜:采用高安全性隔膜,通过陶瓷包覆等手段,降低隔膜热收缩率、提高隔膜崩溃温度[13].

在2018年之前,日产聆风的电池来自于旗下AESC公司(Automotive Energy Supply Corporation)。在电芯设计层面,AESC通过增强正极材料的热稳定性、在电解质中添加使使得电极表面更不容易发热的特殊添加剂、增加隔膜的耐热性等多种措施,降低电芯的热失控风险。

以上这些都是电化学方面的信息,非常抽象,不容易理解,所以还是讲点形象的吧。下面这个动图就描述了AESC在隔膜上提高安全性的方法:采用PP-PE-PP 三层复合材料的隔膜,PE更早熔化阻断电流[14]。

采用了一系列的电芯安全设计后,AESC电芯可以更好地应对温度冲击,甚至是针刺试验。针刺试验是非??量痰厥匝?,可以很好地反映电芯的安全水平??悸堑酱蟛糠值缧径纪ü涣?,最后国标GB/T 31485-2015[15]都没加入针刺试验内容。

一个Youtube上流传很广的试验视频可以直观地说明AESC电芯在温度冲击与针刺试验下的表现[16]。当然,视频中并非最新的NCM811电池,在能量密度更高的NCM811电池上,AESC需要考虑更多的安全设计问题。

视频链接:https://weibo.com/6414205745/HrUNcz3CO?type=comment

相对于其他电芯厂,AESC还有两个特点:

·电芯厂与主机厂紧密合作:AESC与日产紧密合作十年,积累了大量数据与行业知识。如果没有与日产的特殊关系,普通电芯厂不可能拿到如此深入的数据。

·制造经验与质量管理:例如,在电芯制造层面,每一块电芯就具备超过2千个数据采集点。这样可以有效地降低电芯的不一致性、尽可能降低电芯安全风险。

AESC花落中国

在《群雄逐鹿or一统天下?锂电行业趋势浅见》[17]中曾提到,经过艰苦卓绝的竞争,中国的锂电池产业终于赶超日韩,扬眉吐气了。而今天从安全的角度分析之后,日本又杀出个劲敌AESC,不禁又生出一些忧虑。

实际上这个忧虑是多余的,因为日产AESC已经在2019年正式出售给中国的远景集团,改名为远景AESC,成为一家地地道道的中国企业了。远景AESC在股权上与主机厂切割之后(日产亚博,竞技,二打一能提现还持有20%的股份),但也有利于拓展更多主机厂客户,将技术优势发挥出来,有望成为中国锂电产业格局中的一匹黑马。

特别值得一提的是,远景AESC的电芯不仅可以供给主机厂,还能通过物联网及大数据技术更有效地切入储能业务,实现电池能量+功率价值,同时将电动亚博,竞技,二打一能提现产业与其他新能源产业结合起来,实现多赢局面。关于电动亚博,竞技,二打一能提现与新能源如何互动,参见我之前写的一篇科普文章《电动亚博,竞技,二打一能提现入网技术(V2G)是什么,目前有什么研究或者是应用》[18]。

注:原文载自知乎@张抗抗《特斯拉VS 日产聆风防止电池自燃的两种思路》


文章标签: 电动车自燃 责任编辑:郝靓思

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