大火燒光，車主逃命真難？

新能源汽車起火，再度引發(fā)廣泛的公眾擔(dān)憂。

10月23日晚，一輛理想MEGA在行駛過程中車底出現(xiàn)火花，火勢(shì)迅速擴(kuò)大，車內(nèi)兩名駕乘人員停車后順利開門逃生，最終車輛被燒到僅剩車架。就在這起事故十天之前，一輛小米SU7 Ultra在發(fā)生碰撞后起火，路人施救時(shí)未能打開車門，最終造成駕駛?cè)怂劳觥?/p>

電動(dòng)汽車發(fā)生火災(zāi)后，究竟有多可怕？國(guó)內(nèi)一位電池廠商人士向記者展示了一段視頻，一塊起火的動(dòng)力電池電芯被放置在鐵桶中，用沙土、水等手段都無法將火撲滅。一旦起火就難以撲滅，這一直是公眾對(duì)于電動(dòng)汽車火災(zāi)感到恐懼的重要原因。

每當(dāng)電動(dòng)汽車火災(zāi)事故發(fā)生，人們首先會(huì)關(guān)注車門能否打開，車內(nèi)人員能否順利逃生，在MEGA事故發(fā)生后，甚至有車主演練如何逃生。但更進(jìn)一步的疑問在于：這些火災(zāi)究竟是如何發(fā)生的？這些事故是否可以避免？

生活中因電池引發(fā)的火災(zāi)并不少見，在電動(dòng)汽車發(fā)展之初人們就擔(dān)憂電池的安全性。隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的成熟，人們?cè)酒诖姵鼗馂?zāi)的陰影會(huì)隨之消散，但是事實(shí)卻并非如此。

10月13日小米SU7 Ultra（左圖）和10月23日理想MEGA（右圖）的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。（視頻截圖）

“火”從哪里來？

MEGA起火事件的調(diào)查尚未形成結(jié)論，但在10月的最后一天，理想汽車召回生產(chǎn)日期在2024年2月18日至2024年12月27日期間的理想MEGA 2024款，共計(jì)11411輛，為其免費(fèi)更換冷卻液、動(dòng)力電池及前電機(jī)控制器。這塊動(dòng)力電池容量超過100度，結(jié)合當(dāng)前三元鋰電池報(bào)價(jià)，這次召回的成本在10億元以上。

為什么在調(diào)查結(jié)論形成前就宣布召回？理想汽車給出的理由是，經(jīng)內(nèi)部調(diào)查與分析，發(fā)現(xiàn)與事故車同批次的理想MEGA 2024款車輛，由于該批次冷卻液防腐性能不足，在特定條件下會(huì)導(dǎo)致冷卻回路中動(dòng)力電池和前電機(jī)控制器的冷卻鋁板腐蝕滲漏，極端情況下會(huì)造成動(dòng)力電池?zé)崾Э兀嬖诎踩[患。而這款防腐性能不足的冷卻液僅在理想MEGA 2024款部分車輛上使用，其他車型不受影響。

簡(jiǎn)單來說，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的外殼之中，排布著一塊塊電芯，這是動(dòng)力電池的最小單位，也是電能儲(chǔ)存單元，可以被理解為我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷摹半姵亍薄ｋ娦驹诠ぷ鲿r(shí)需要散熱，這就需要設(shè)置通道讓冷卻液流過帶走熱量，MEGA搭載的動(dòng)力電池在電芯之間設(shè)置這樣的“通道”，也就是冷卻鋁板。一旦鋁板被腐蝕，具有導(dǎo)電性的冷卻液滲透，就有可能導(dǎo)致短路。

冷卻液在燃油車時(shí)代普遍用于為發(fā)動(dòng)機(jī)降溫，但是有關(guān)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液的標(biāo)準(zhǔn)卻長(zhǎng)期缺位。

“電動(dòng)汽車?yán)鋮s液國(guó)標(biāo)在今年3月28日發(fā)布，10月1日實(shí)施。理想召回的11411輛MEGA生產(chǎn)日期在2024年2月18日至2024年12月27日間，其冷卻液防腐性能可能并未達(dá)到這份國(guó)標(biāo)的要求，而是參照此前針對(duì)機(jī)動(dòng)車?yán)鋮s液的要求。”湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院副教授黃沛豐告訴《中國(guó)新聞周刊》。

這是第一份針對(duì)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液的國(guó)標(biāo)，從2018年啟動(dòng)編制，直到2023年7月才形成征求意見稿，而此前僅有針對(duì)燃油機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的國(guó)標(biāo)。

而燃油車與電動(dòng)汽車對(duì)于冷卻液的要求并不相同，標(biāo)準(zhǔn)起草組在編制說明中特別談及兩者的區(qū)別——電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中涉及的金屬部件主要有銅類、鋼鐵類、鋁類（動(dòng)力電池水冷板、水冷電機(jī)外殼等），其中銅及鋼用量部分很少，鋁類則大量應(yīng)用。相比傳統(tǒng)燃油汽車，鑄鐵類及焊錫類的應(yīng)用基本消失。“對(duì)于純電動(dòng)汽車?yán)鋮s液來說，由于使用較多的鋁材質(zhì)，包括3系鋁、4系鋁和6系鋁等，所以純電動(dòng)的防腐重點(diǎn)放在鋁系合金上。”

不過數(shù)位業(yè)內(nèi)人士都向《中國(guó)新聞周刊》表示，理想MEGA是一款2024年3月正式發(fā)布的車型，很難想象一年多時(shí)間冷卻液會(huì)因防腐性能不足將冷卻鋁板腐蝕到泄漏的程度。其實(shí)，理想汽車也表示，“這種情景發(fā)生的概率極低”。

目前還難以確定冷卻液防腐性能不足就是導(dǎo)致MEGA起火事件的原因，而想要知道事故的真正原因可能并不容易。黃沛豐曾經(jīng)參與過一些新能源汽車火災(zāi)的調(diào)查，他告訴記者，有時(shí)很難通過事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查查明原因，因?yàn)榛馂?zāi)調(diào)查需要由果推因，如果可燃物燃燒殆盡，就很難還原事故原因。就像剛剛發(fā)生的理想MEGA事故，車輛最后只剩下車架。

但電動(dòng)汽車發(fā)生火災(zāi)的原因并不復(fù)雜，招商局檢測(cè)車輛技術(shù)研究院有限公司高級(jí)技術(shù)專家、測(cè)評(píng)管理中心副主任陳斌曾表示，“新能源汽車起火事件90％的原因是電池燃爆，也就是熱失控引起”。

所謂“熱失控”是一種自我加速的連鎖反應(yīng)，始于電池溫度升高，隨之鋰電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步釋放熱量與易燃?xì)怏w，加劇燃燒。而導(dǎo)致熱失控，或者說導(dǎo)致電池溫度升高的因素眾多，比如常見的原因就是碰撞導(dǎo)致電芯正負(fù)極短路，瞬間釋放熱量。

2024年8月，長(zhǎng)安汽車旗下深藍(lán)SL03在行駛途中起火，深藍(lán)汽車CEO鄧承浩當(dāng)時(shí)回應(yīng)稱，起火車輛在行駛中輪胎壓到空心破損石磚，石磚翹起尖角直接撕裂電池底板，刺穿兩顆電芯，電芯起火。根據(jù)此后發(fā)布的事故車輛照片，涉事車輛前端底盤被劃開一道口子。

“據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，碰撞導(dǎo)致新能源汽車起火占比百分之四五十。不過在碰撞之外，導(dǎo)致動(dòng)力電池?zé)崾Э兀M(jìn)而引發(fā)火災(zāi)的場(chǎng)景還有很多。”黃沛豐表示。

盡管如此，沒有數(shù)據(jù)顯示電動(dòng)汽車發(fā)生火災(zāi)的頻率比燃油車更高。同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院汽車安全技術(shù)研究所所長(zhǎng)朱西產(chǎn)曾引用過一個(gè)數(shù)據(jù)，隨著技術(shù)進(jìn)步，新能源汽車起火的概率和燃油車相近，低于0.005％。

“對(duì)比單個(gè)電芯和相同體積燃油的熱釋放速率，三元鋰電池和燃油相差不多，磷酸鐵鋰電池相比燃油甚至更弱。而且燃油一旦被點(diǎn)燃，很快會(huì)蔓延到整個(gè)油面。但是電動(dòng)汽車電池包中，電芯之間相互隔離，火災(zāi)需要從一塊電芯蔓延到另一塊電芯，從蔓延速度來看可能更慢，而且可以通過電芯之間的隔熱措施，或者電池管理系統(tǒng)進(jìn)行控制。”黃沛豐介紹說。

不過，他也認(rèn)為，動(dòng)力電池火災(zāi)有其危險(xiǎn)的一面，其燃燒時(shí)伴隨氣體產(chǎn)生，特別是三元鋰電池，火焰往往由內(nèi)向外噴出，屬于射流火，甚至隨著可燃?xì)怏w堆積，出現(xiàn)爆燃。而且從滅火難度來看，動(dòng)力電池起火后很難用水、滅火器等手段撲滅，而是需要給電芯大幅降溫，但是電芯置于電池包內(nèi)部，很難滅火。

公眾對(duì)于電動(dòng)汽車火災(zāi)的擔(dān)憂，來自其多樣的原因與難以被撲滅的后果，而這種未知的風(fēng)險(xiǎn)可能正伴隨著行業(yè)“內(nèi)卷”的加劇而積聚。

“內(nèi)卷”之殤？

一位電池工程師向記者直言，單純因?yàn)槔鋮s液腐蝕泄漏導(dǎo)致MEGA事故的可能性并不高，更可能是多重因素疊加的結(jié)果。

MEGA使用的是理想和寧德時(shí)代聯(lián)合開發(fā)的麒麟5C電池，C是充電倍率的單位，用來描述電池充放電快慢。簡(jiǎn)單來講，幾C就是在幾分之一個(gè)小時(shí)內(nèi)將電池充滿電。MEGA發(fā)布時(shí)被認(rèn)為是量產(chǎn)車型中充電速度第一，可以做到12分鐘500公里的充電性能。

按照理想動(dòng)力電池負(fù)責(zé)人柳志民介紹，理想、寧德時(shí)代雙方共投入1000人，其中博士70名。在這千人隊(duì)伍里，理想投入了200—300人，這幾乎是理想電池部門的所有員工。一般來說，普通車企完成一個(gè)電池項(xiàng)目所花費(fèi)的時(shí)間是一年半，但理想光拆解電芯內(nèi)阻、做機(jī)理梳理就花了一年半，整體項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)三年。

想要實(shí)現(xiàn)良好的充電性能，無疑需要一系列技術(shù)創(chuàng)新。比如為加速電池冷卻，MEGA動(dòng)力電池基于麒麟架構(gòu)，取消了傳統(tǒng)底部水冷的策略，采用了三明治夾心的方法，使得冷卻面積增加為原來的5倍。而傳統(tǒng)電池的散熱方案是將用于冷卻的液冷板放置在電池包下面，麒麟架構(gòu)則是將液冷板插入每排電芯之間。

“如果電芯之間的間隔很小，留給冷卻管道的空間就比較狹窄，既要留出流道，管道自身也有厚度，一旦冷卻管道管壁厚度較薄，就可能導(dǎo)致其強(qiáng)度、抗老化能力偏弱。”黃沛豐分析說。

車企對(duì)實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)續(xù)航里程、更快充電速度的需求，已經(jīng)給動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈帶來不小的壓力。

王剛（化名）是國(guó)內(nèi)一家電池材料廠商負(fù)責(zé)人，在與車企的頻繁交流中，他認(rèn)為車企的一些要求有些“過分”，“一些車企不懂動(dòng)力電池，不尊重客觀規(guī)律，一味提要求，比如提出充電像加油一樣快。其實(shí)過度追求充電倍率提升可能意義有限，比如4C意味著充電時(shí)長(zhǎng)在15分鐘左右，可能已經(jīng)能夠滿足市場(chǎng)需求”。

“動(dòng)力電池行業(yè)比較‘卷’，各家在車企的需求下開始‘卷’充電速度、續(xù)航里程與成本，但這三者其實(shí)在一定程度上彼此矛盾，比如加快充電速度就要求電池極片涂層變薄，但是這與續(xù)航里程增加的需求產(chǎn)生矛盾。這種‘卷’給行業(yè)帶來壓力，需要在其中找到平衡。”王剛對(duì)于一些車企頻繁宣傳的動(dòng)力電池性能的安全性有所憂慮，其中就包括超快充。

他告訴《中國(guó)新聞周刊》，比如有企業(yè)已經(jīng)“卷”到一秒鐘充電1％的程度，但是鋰電池充放電是一個(gè)鋰離子穿梭的過程，充電可以被理解為鋰離子回到原來位置、均勻排布的過程，但是如果它沒有“歸位”，這些鋰離子就會(huì)不斷累積，就可能形成像樹杈一樣的結(jié)構(gòu)，也就是鋰枝晶，刺穿隔膜造成短路。

他坦言，過于頻繁使用超快充，使得鋰離子不“歸位”的風(fēng)險(xiǎn)增大。“超快充用于偶爾應(yīng)急沒有問題，但是不建議頻繁使用，‘常在河邊走，哪有不濕鞋’。”

“如果頻繁使用像5C級(jí)別的超快充，對(duì)于電池可能造成一些不可逆的損害，一旦鋰枝晶生長(zhǎng)，就不可能再縮減。”真鋰研究創(chuàng)始人墨柯將快充技術(shù)的發(fā)展形容為“躍進(jìn)式發(fā)展”。他告訴《中國(guó)新聞周刊》，充電過程中，以及充電結(jié)束后一段時(shí)間，比較容易發(fā)生電池?zé)崾Э兀壳跋?C這樣的充電倍率比較穩(wěn)妥。“其實(shí)電池行業(yè)一直對(duì)充電速度的提升帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)有所警惕，但是車企愈發(fā)將充電速度作為賣點(diǎn)，倒逼電池廠商加快快充技術(shù)的開發(fā)。”

“安全風(fēng)險(xiǎn)與電池充電倍率的提升是共生關(guān)系，因此電池想要實(shí)現(xiàn)超快充，首先就要解決安全問題。”黃沛豐解釋，并非任何電芯都能實(shí)現(xiàn)超快充，如果其正極、電解液等仍然使用常規(guī)材料，發(fā)生鋰枝晶的概率與速度都會(huì)大幅提高，因此需要改進(jìn)材料。另一方面，超快充時(shí)產(chǎn)生的熱量比較大，從而對(duì)于熱管理系統(tǒng)性能的要求比較高。

黃沛豐曾做過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，普通電池以3C的倍率充電，電池溫度很容易達(dá)到60攝氏度以上，對(duì)于熱管理系統(tǒng)而言，這已經(jīng)是風(fēng)險(xiǎn)較高的溫度。

“鋰電行業(yè)不可能像半導(dǎo)體行業(yè)那樣，以摩爾定律的速度進(jìn)化，還是應(yīng)該進(jìn)行充分的研究、實(shí)驗(yàn)，透徹掌握一些機(jī)理后再進(jìn)行量產(chǎn)。”王剛的憂慮在于，一些新技術(shù)尚未通過充分驗(yàn)證。

工業(yè)和信息化部制定的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》將于2026年7月1日起開始實(shí)施，這被業(yè)內(nèi)稱為動(dòng)力電池“新國(guó)標(biāo)”，其中已經(jīng)關(guān)注到快充對(duì)于電池安全可能帶來的影響，新增快充循環(huán)后安全測(cè)試，300次快充循環(huán)后進(jìn)行外部短路測(cè)試，要求不起火、不爆炸等。

在王剛看來，更重要的是經(jīng)歷300次快充循環(huán)后要打開電池，看看其中有沒有不利于電池安全的變化，比如用顯微鏡看看極片的形貌究竟有沒有發(fā)生變化，否則電池就是一個(gè)“黑匣子”。

根據(jù)《21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道》披露的信息，日前，理想針對(duì)事故進(jìn)行了內(nèi)部處理，提及冷卻液滲漏批量質(zhì)量事故有三個(gè)相關(guān)原因，排在前兩位的就是冷卻液驗(yàn)證不充分、動(dòng)力電池試驗(yàn)驗(yàn)證及滲漏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不充分。

動(dòng)力電池的“不可能三角”

在動(dòng)力電池的發(fā)展歷程中，一直需要平衡安全與性能。包括理想MEGA事故在內(nèi)，近期發(fā)生火災(zāi)的電動(dòng)汽車，如小米SU7、途觀L等均搭載三元鋰電池，這甚至演變成一場(chǎng)針對(duì)三元鋰電池的信任危機(jī)。

以正極材料為區(qū)分，當(dāng)前動(dòng)力電池被分為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩類，前者能量密度更高，但安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之升高。

有電池廠商負(fù)責(zé)人向記者解釋，電池的能量密度由正負(fù)極材料決定，當(dāng)前液態(tài)電池的能量密度上限約為300瓦時(shí)/公斤，并非因?yàn)橐簯B(tài)電池廠商無法做出更高能量密度的電池，而是那樣的液態(tài)電池很容易起火。“特別是三元鋰電池正極常用的鎳的活性較高，極為容易分解，因此隨著正極材料中鎳含量提高，風(fēng)險(xiǎn)也在升高。”

2019年，寧德時(shí)代推出811高鎳三元鋰電池，即正極材料中鎳含量達(dá)到八成，曾經(jīng)連續(xù)發(fā)生多起起火事故，以至于含鎳較多的高鎳三元鋰電池一度被外界認(rèn)為是高風(fēng)險(xiǎn)的代名詞。

“相比于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池?zé)崾Э氐钠鹗紲囟雀汀Ｈ囯姵責(zé)崾Э氐钠鹗紲囟仍谝话侔司攀龋姿徼F鋰電池?zé)崾Э氐钠鹗紲囟饶苓_(dá)到200度以上。而且三元鋰電池燃燒達(dá)到的最高溫度高于磷酸鐵鋰電池。”黃沛豐向記者解釋。

王剛有個(gè)對(duì)比，磷酸鐵鋰電池起火更多是冒煙、燃起火苗，但是較少發(fā)生爆燃。三元鋰電池一旦起火，很難被撲滅，只能等待它燒完。“從三元鋰電池材料的特性來看，其安全風(fēng)險(xiǎn)確實(shí)高于磷酸鐵鋰電池。隨著磷酸鐵鋰電池也在通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等手段增加續(xù)航里程，導(dǎo)致近5年三元鋰電池的市場(chǎng)占有率從80％下降至20％。不過三元鋰電池仍有其應(yīng)用場(chǎng)景，因?yàn)槟芰棵芏鹊牟町悾姿徼F鋰電池始終比較重，會(huì)降低駕駛體驗(yàn)，一些追求輕量化的高端車型還會(huì)選用三元鋰電池。”

但是黃沛豐認(rèn)為，評(píng)價(jià)一輛電動(dòng)汽車的安全性，不能僅從其使用何種電芯的角度評(píng)判，還是要看其圍繞動(dòng)力電池的安全系統(tǒng)。除去電芯本身的安全，還涉及電池材料、結(jié)構(gòu)等，還有被動(dòng)安全和主動(dòng)安全設(shè)計(jì)，比如面對(duì)車輛托底的場(chǎng)景，如何加強(qiáng)電池包底部的防護(hù)，再比如電池?zé)崾Э睾螅绾芜M(jìn)行隔熱等都屬于被動(dòng)安全設(shè)計(jì)，而BMS（電池管理系統(tǒng)）則屬于主動(dòng)安全設(shè)計(jì)的范疇，通過傳感器采集數(shù)據(jù)，再基于算法主動(dòng)防控風(fēng)險(xiǎn)。

“三元鋰電池，特別是高鎳三元鋰電池，通常會(huì)在安全方面做足功夫，以彌補(bǔ)其天然較高的風(fēng)險(xiǎn)，比如通過更好的BMS將風(fēng)險(xiǎn)扼殺在搖籃。”墨柯表示，由于高鎳三元鋰電池的安全風(fēng)險(xiǎn)較高，像歐洲近年開始轉(zhuǎn)向中鎳高壓鋰電池，其能量密度介于高鎳與5系、6系三元鋰電池之間，國(guó)內(nèi)也有類似的趨勢(shì)。

電池新國(guó)標(biāo)也修訂了熱擴(kuò)散測(cè)試，對(duì)該測(cè)試的技術(shù)要求從此前的“著火、爆炸前5分鐘提供熱事件報(bào)警信號(hào)”，調(diào)整為“不起火、不爆炸（仍需報(bào)警），煙氣不對(duì)乘員造成傷害”。對(duì)于新規(guī)，墨柯坦言，這對(duì)于高鎳三元鋰電池而言確實(shí)不太友好。雖然新規(guī)從字面來看更為嚴(yán)苛，但是對(duì)于一些電池廠商而言，仍有一些方法應(yīng)對(duì)熱擴(kuò)散測(cè)試，只是難度相比之前有所增大。

一位電池廠商研究院人士告訴《中國(guó)新聞周刊》，對(duì)于動(dòng)力電池而言，業(yè)內(nèi)一直認(rèn)為安全與能量密度這兩個(gè)屬性，屬于魚和熊掌不可兼得，甚至互相矛盾。但是對(duì)于中高端車型而言，600—800公里續(xù)航里程是必備的性能指標(biāo)，對(duì)于電池能量密度必然有所需求。對(duì)于這一續(xù)航目標(biāo)而言，磷酸鐵鋰電池雖然可以達(dá)到，但是需要電池廠商針對(duì)車型進(jìn)行定制化開發(fā)，一旦更換車型，電芯的適用性就會(huì)變差，因此考慮到適用性，能量密度較高的三元鋰電池仍是滿足較長(zhǎng)續(xù)航里程的主力技術(shù)路線，但是需要更好解決其安全性問題。“為了解決安全性問題，三元鋰電池從液態(tài)走向半固態(tài)，最終走向固態(tài)是必然。”

但是動(dòng)力電池是一個(gè)能量體，沒有所謂“絕對(duì)安全”可言。“目前能做到的只是精益求精，盡量減少可能導(dǎo)致其熱失控的種種因素，比如極片不要有毛刺等等。哪怕是固態(tài)電池，未來正極使用金屬鋰，同樣不能保證絕對(duì)安全。”能量密度、安全、成本，這三者在王剛看來是動(dòng)力電池的“不可能三角”，也就是三者不可能同時(shí)完美實(shí)現(xiàn)，只能追求平衡。

來源：中國(guó)新聞周刊