知嘹汽車/Jasper
7月,國家出臺了新國標對新能源電車的自燃問題進一步約束管理,廠家也拼命使勁兒在電池技術上進行革新,試圖徹底解決自燃問題。
可是能量密度越高,電車的自燃風險也就越大。究竟電車的自燃是由何而起?新國標政策又能否拯救自燃事故和乘員安全?知嘹汽車今天一一說清楚。
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首先我們需要先了解電車的電池為什么會起火?
“起火”這個名詞其實并不準確,嚴格意義來說應該稱為“熱失控”。可明明電池包已經被層層防護,而且還有那么多的冷卻系統和檢測元件,為什么電池還會發生熱失控?
電池本身可以被看為一個“能量密度極高的化學反應罐”,能量密度越大的電池,內部的反應速度也就更快,控制的難度也就更大,換句話說,“更容易熱失控”。
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冷卻系統只能是“相對冷卻”,在絕對的高溫面前,能將其冷卻的恐怕也只有大量的液氮,顯然電池內部的冷卻系統是不夠的。
而熱失控的發生卻又是一連串的連環反應。電池溫度一旦上去,電芯內部的化學物質:電解液、隔膜、正負極材料會互相反應,像一連串“連環爆竹”一樣自我加速。隔膜一旦融化,電極就短路,短路又讓溫度更高,溫度再升,又加速反應,到最后整個電池包開始失控。
暴曬、外部火源、散熱系統失靈等等這些“無關于電池”的外部原因,都可能成為點燃導火索的那顆火花。
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外部原因當然也包括了“物理層面受損”。電池雖然外部有厚厚的“裝甲”,但是內部卻十分脆弱,外部的輕微變形就可能導致內部電芯受到形變。比如擠壓、碰撞,甚至是飛石磕碰,都有可能讓電芯內部的正負極貼在一起產生短路,短路會引起高溫,便又出現了難以控制的熱失控。
車企所進行的針刺、碰撞等測試,都是在模擬這種情況,以便對電池包進一步的“保護”。
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上述的兩個都是很“直觀”的原因,但有時即便沒有“外部因素”,電池包為什么還會起火?
從電池包內部的構造上看,是由很多小電芯串并聯組成的。電芯并不是規整劃一的士兵,在充電過程中,某些電芯會出現過充的問題,超過電壓的上限,正負極反應失常,一兩次可能還沒有問題,但次數多了,整個電池組內部的電芯老化速度不一樣,內部產生的阻抗也就有所不同。
不同的老化程度和阻抗,勢必會以為著在充放電時產生的溫度不統一,有可能會發生過熱現象。而電池的BMS監測系統,對這種單一的電芯控制監測是無法做到細致預警的。
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電車已經發展了很多年,電池的外部裝甲已經趨漸成熟,車企可以通過復現外部受因進行電池包的再度升級,但面對內部電芯的不統一老化問題上,卻仍然無法通過技術手段復現改進。
這種在使用過程中潛移默化出現的風險,卻成為了電池使用過程中的最大隱患。
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至于新國標能否通過政策約束讓電車更安全?
不可否認的是,這確實是一場“法規升級”,但滿足新國標卻不意味著“不會起火”。
在新國標的測試中,電池先放電到SOC 20%,30分鐘后再充至80%,如此循環300次進行單體快充循環試驗。80%的電量意味著電芯內部的充電程度完全“可控”,電芯析鋰的風險被大幅降低。
但或許這也正是給消費者提了個醒,“充電到80%就可以了”。
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而且在新國標中,標明的是“熱失控兩小時內不起火不爆炸”。雖然前面一直在說電車起火就是因為熱失控,但電池技術發展到今天,熱失控這一“誘因”,已經可以控制和隔離,通過BMS報警、多層隔熱、鎖電等都能解決。
真正致命的是電池的“熱擴散”,在國標中并沒有被嚴格限制。如果熱失控的電芯數量和熱量超過了“控制極限”,也就是發生了“熱擴散”后,電車仍然會在短短幾分鐘內燒成灰燼。
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對于政策法規上來說,新國標確實是進步,新規定的標準讓意外變得更加可控,但卻不是可以保證“零風險”的終點。而對于新能源廠家來說,新國標只能是“安全下限”,絕不能“滿足即可”。
從用戶角度來說,知嘹汽車建議大家“別充滿、別光用快充、減少暴曬、減少磕碰”。
最重要的是,車里備個破窗錘,出事別發慌。
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