首页 调查 > 正文

新能源车,为什么一撞就起火?有绝对安全的电池吗?

新能源车,为什么一撞就起火?有绝对安全的电池吗?

来源:懂车(id:idongche),懂车更懂你!


(资料图)

作者:肖鱼;转载请带以上信息视为自动授权

碰撞之后3秒起火爆燃,一台车,四条命!2023年6月5日凌晨,一辆新能源SUV沿沪杭高速驶出收费站时,与收费站设施发生撞击,而后马上燃起大火,虽然收费站人员有心营救,但火势过于猛烈,根本无法靠近,最终司机和3名乘客全部遇难。

自新能源车普及以来,我们已经看过了太多类似的悲剧。林志颖车祸,撞击后不到五秒就燃起大火;杭州街头,一辆新能源车遭侧面撞击后翻车,几乎同一时间就冒出了火苗;包茂高速上,一辆混合动力车撞上护栏,很快就被火吞噬,车主未能逃出……虽然说燃油车在遭到撞击之后也有一定的可能起火,但只要不直接撞击位于后部的油箱,撞别的地方,火势都是缓慢扩散的,不至于爆燃,会留下的一定的援救时间。

这么多的负面事件,难免会让大家产生疑虑,新能源车的电池,真的靠谱吗?有没有真正安全的设计呢?

我们也不卖关子,直接说实话吧,现在的大部分动力电池皆为所谓的“化学电池”,其内部包含许多的物质,在充电时会引发化学反应从而储存电量,然后又利用化学反应释放电量。无论是电动自行车用的铅酸电池,还是日系油电混动常用的镍氢电池,又或是如今电动车普遍采用的锂电池,都属于化学电池之列。只要是化学电池,就可能因为结构破坏或者失控,而导致剧烈的化学反应,能量一瞬间释放,就起火了。

而锂电池在化学电池中又算是危险性极高的,因为锂本身是非常活跃的金属元素,只要暴露在空气中,就会与氧气产生剧烈的氧化和氧化还原反应,从而产生高温、引发火灾,如果电池结构受损,锂电池也会因为内部短路而失去控制,不断升温最后起火。而且锂电池在充放电过程中,锂离子还原会形成的树枝状金属锂,很容易刺穿隔膜引起电池短路,所以很多新能源车在没有出现车祸的情况下也会起火。

行业之所以选择了锂电,纯粹是因为镍氢和铅酸的能量密度太低,不用锂电的话,车辆就会超重、续航变少,所以只能铤而走险。

我们今天主要是聊的是碰撞时候的安全性,就不谈充放电的情况了。为了应对事故,各车企在锂电路线上的选择就有所不同,即磷酸铁锂和三元锂之争。总体来说,磷酸铁锂的安全性更高,它成分更为稳定,不容易析出作为燃料的氧,且分解温度高达600℃,在电池出现结构损伤的时候能撑更久,而三元锂电池在200℃时候就会开始分解,只要一个电芯单体起火,会很快引燃其它的电芯。以业界管用的针刺实验为例,这就是模拟导体刺入导致电池瞬间短路的极端情况,磷酸铁锂往往只是冒烟或者轻微鼓包,三元锂则会开始花样喷火。

当然,这也不是说用三元锂的车企就是没良心,毕竟三元锂的能量密度更大、对快充的适应性更好,同时还有比较好的低温续航表现,只能说各有所长。

除了路线选择之外,车企还有两个手段来提升安全性。其一,改进车身结构,早年的第一批新能源车,大多是油改电而来,主要是针对乘员舱做结构优化,对于电池包并没有额外的保护,而且电池凸出底盘,很容易遭到破坏;后来车企大多转向专用的电动平台,让底盘更加平整,并且大幅强化电池包周边的结构强度。在强化工作中,侧面的设计又是最关键的,因为前后都有很长的吸能区保护电池,但车侧缓冲区太小,非常薄,无论怎么堆砌高强度材料,在重度事故时都无法避免电池包受挤压,目前多数车企都是以通过碰撞测试为设计标准,即60km/h壁障碰撞和32km/h撞柱不起火,再高可能就满足不了了。

另外一个更大的难点在于车底,大家都知道,电池包本身就挤占乘员舱空间,所以对于厚度是能省则省的,注定了电池包无法拥有万全的底部防护,护板往往只有薄薄的一层,防一下石击和托底还行,真的有硬物刺入,肯定会受损。

对于电池受损,就要说到车企的第二招了,改变电池结构。目前市面上有许多创新电池设计,什么刀片、弹匣、大禹、魔方……看得人眼花缭乱,搞不懂是啥意思,其实它们的改进思路很简单,无非就是散热、隔热、抑爆。比如说可以通过改变电池单体造型,扩大电池的表面积,在发生热失控的时候,将热量快速传走。

你也可以对电池包内部动手脚,比如说在各个电芯之间采用特殊材料来制造间隔,足以耐受上千度的高温,很大程度上起到阻燃、隔热的效果,假如其中一个电芯发生热失控,那火势也被限制,暂时不会波及到其他电芯,为乘客争取逃生的时间。

还可以采取“堵不如疏”的路子,在电池包上布设大量的泄压安全阀,有电芯热失控的时候,将热量和有毒气体直接排出,虽然疯狂喷烟看起来很可怕,但是热量也随之离开了电池包,避免进一步失控。在某车企的实验中,热失控的电芯最高温度超过1000℃,通过泄压口排出的气体也超过100℃,但最终没有起火。

你细想就会发现,这些设计,主要是针对当个电芯受损,想保住其它的电芯。根源在于,国标要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。但是多个电芯同时受损的情况,并没有更进一步的规定,换句话说,如果电池遭受的破坏比较严重,以上这些设计全都是白搭,该起火还是得起火。

所以,至少在现阶段,不可能出现绝对安全的锂电池,所有的措施都是治标不治本。动力锂电池组热失控最根本的解决方法是,开发出难燃或不燃的电解液,这样即使发生各种短路或热失控情况,其也只是发热而不会剧烈燃烧爆炸,而且同时你要保证其成本不会太高,而且能量密度在可接受范围内。要么就索性不要用化学电池,干脆换成物理储能的超级电容,多孔碳材料增加了结构的比表面积,吸附在表面积的电荷也随之增加,从而扩大了超级电容的蓄电能力,不过这还是前沿技术,远远没有到实用阶段。谁能让这两项技术,真的进入消费端,绝对值一个诺贝尔奖。

反过来讲,在这个诺奖级发明出现前,新能源车起火的风险就是无法完全避免的。

不是不能买,但买之前要考虑清楚利害关系。

标签:

精彩推送