从蔚来,特斯拉自燃说起_电动汽车,新能源汽车,特斯拉汽车,工程师,新能源,能源,欧阳明高,技术,清华大学,新闻,MODEL S

2019年夏天,电动汽车自燃的报道不停的出现在各种新闻上,几乎天天都有。各个企业各种车型都涉及,特别是龙头企业特斯拉,蔚来的自燃,由于树大招风,引起强烈围观。这是一个企业的问题?还是行业的问题?电动汽车为什么会自燃?安全性会走向何方?

从蔚来,特斯拉自燃说起----工程师谈电动汽车自燃的深层原因

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带着这些问题,我收集了一些资料,和负责电池的业内人士进行了交流分析。

首先是基于数据分析,这些数据比较敏感,官方会进行闭门研究却很少会公布。最近两个大平台都发布了数据。

1.“新能源汽车国家监管平台”通过《新能源汽车国家大数据联盟2019年中成果发布会暨新技术研讨会》发布的,主要针对2019年5月-2019年8月这段时间,共发现79起安全事故。这个数据样本是248.9万台新能源汽车,其中纯电动汽车209.8万台(84.3%)。

A)事故车辆类型分类为:65%乘用车、28%专用车、7%为客车

B)动力电池类型分类:三元锂86%、磷酸铁锂7%、7%不确定

C)起火原因类型分类:58%的车辆起火源于电池问题,19%的车辆起火源于碰撞问题,23%的问题为浸水、零部件故障、使用问题等

从B,C可以看出来,三元锂电池的的起火自燃是最主要因素,其中电池自身问题的有44辆(=79*0.96*0.58)占比55.7%。三元锂电池自身的安全性能堪忧。

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2,“清华大学电池安全实用室”通过《2019年动力电池安全性研究报告》发布的,统计了被报道的事故案例及原因分析。超过40起的案例,统计分析同样指向三元锂电池,停车或者充电当中的无故自燃是主要原因!不一样的权威组织,不一样的数据来源和统计口径,得出的结论惊人一致。

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其中清华大学的《2019年动力电池安全性研究报告》对电动汽车安全事故原因进行了一些分析。除了所谓机械滥用(挤压,针刺),电滥用(内短路,过充,过放),主要原因指向热滥用到热失控。翻译成人说的话就是,自燃归根结底是由于高温,高温归根结底是由于短路,短路里面查有实锤的机械原因和电原因占一部分。还有大部分的原因还不知道,推测是由于析锂等电池内部因素。

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但是个人对这份报告的原因分析及措辞存在一定疑问。首先要说滥用(abuse)这个说法好像是消费者的使用上出了问题,实际上除了个别碰撞引起是燃烧事件,多数事故都与使用无关。

对于机械滥用和电滥用,我们的国标GB/T 31485都做了测试要求。规定了过充,过放,加热,挤压,针刺,海水浸泡等测试方法,要求测试不能发生爆炸起火。为什么市场上还有问题发生?这个问题不该问,也不敢问。

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因为大家都是要冾饭的,而这两家机构的报告都是面向台下一堆相关企业和政府部门。对深层原因和责任主体都不敢讲,因为就是台下那些客户的问题嘛。就能讲讲都是消费者abuse,哈哈!

“2018第二届全球未来出行大会”电池专家清华大学欧阳明高院士稍微大胆往深里面说了4大原因:

一)“首先是电池产品测试验证不足,这主要是动力电池企业的问题。由于新能源车政策一方面补贴的关键指标是能量密度,另一方面补贴退坡的周期是一年一次,大大超过了动力电池产品24-28个月的完整开发周期。为了让产品能量密度增长追上补贴变化周期,一些动力电池企业一方面缩短了电池的测试验证时间;另一方面选择物理改进方法,比如增加电池活性材料(比如正极材料)、减薄膈膜,虽然提升了电池的比能量,但是削弱了动力电池的安全性能。”

二)“其次,目前动力电池测试验证的手段不完善,这部分问题动力电池企业与车企都存在。很大一部分并没有建立企业内部的电池安全测试标注,部分企业甚至没有电池安全测试能力,导致电池产品一致性差,质量参差不齐。而低质量的电池电芯混入电池模组,将对整个动力电池模组乃至整个电池包造成巨大的风险。”

三)“再次,车辆使用老化过程中电池模组及安全保护装置可靠性下降,这部分责任主要在于车企。欧阳明高院士提到了几个典型例子:老化造成的电池模组密封性下降,导致进水短路;电池激光焊接接头老化易出现空隙,形成局部高阻抗、高发热点,成为热失控元凶;充电口长期开断电造成的烧损、粘连,也可能成为短路、发热点。”

四)“最后,充电环节的BMS厂商与充电机厂商没有严格执行新的国家标准,也是问题之一。欧阳明高院士表示,企业没有严格遵循ISO26262的规范,比如没有继电器的粘连诊断功能、BMS与充电桩没有合格的绝缘监测装置等等。企业在设计、制造、使用、验证各个环节对国家标准规范不重视;同时,国家在这方面的安全年检制度也尚未建立。”

大概一看又能把人绕晕,其实一二三都指向同样的原因,车用电池产业链的混乱之治!最简单的要从电芯到电池包,可能就需要经过3个企业。而且现在这个行业正在大鱼吃小鱼,谁也不敢将自己的技术底线全部透露给对方(才有蔚来召回时,蔚来和宁德时代对问题的不同声明)。一辆特斯拉model S 75度电的电池包含7200颗电芯,一颗电芯出问题就可能导致整个电池起火自燃。

比如电芯的一致性要求,同一个电池组要求电芯的容量,内阻等比较一致,这样整个组施加同样的电压充放电的时候才不会发生有的已经过充有的还没充满。而且这个从一旦成组,物理上是无法调节由于一致性导致的问题的,只能越来越差。

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还有比如电芯单体的材料和工艺,就存在6大缺陷可能性。在现在弯道超车的大时代背景下面,电池企业没有动力和能力去解决。整车厂则是鞭长莫及。

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总结,通过这几天的资料整理和分析。发现电池系统的问题如同一个癌症,想不伤及根本进行治疗基本不现实。可以预见,由于前些年生产的问题车辆问题逐渐暴露,后面几年的自燃事故还会更加多。

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政府,行业,企业都要有壮士断腕的勇气才能去接受这个化疗阵痛。对于普通消费者,现阶段还是不推荐购买采用三元锂电池的汽车。由于牌照等资源限制,不得不买新能源,推荐购买头部厂商的产品。比如蔚来,特斯拉等,因为他们对技术的掌握,对供应商的掌控都比后面那些厂商要强。蔚来至少会召回,上面那么多厂商,有几个会召回?

特别要提醒的是,电池系统热蔓延抑制技术水平有待提高,因为热蔓延速度过快将导致乘员失去救援机会,而现有车型的设计留给人们的逃生时间过短,如轿车逃生时间小于30秒,客车小于5分钟。如果看到电动汽车起火赶紧跑,电动汽车的火是不容易破灭的,随时可能爆炸。

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