鉅大LARGE | 點擊量：1298次 | 2021年04月07日
為何新能源汽車自燃問題頻發(fā)，是電池熱失控的原因嗎
2018年八月二十五日，成都一輛威馬EX5在威馬汽車研究院園區(qū)內(nèi)發(fā)生自燃；八月二十六日，安徽銅陵一輛安凱電動客車在路邊起火；八月二十八日，一輛正在充電的廂式電動汽車起火；八月三十一日，廣州街頭一輛力帆650EV起火；九月一日，長春街頭一輛特斯拉疑似起火；十月十日，北京海淀區(qū)一輛長安奔奔EV起火……據(jù)新京報記者不完全統(tǒng)計，僅2018年年內(nèi)，新能源汽車的自燃事件發(fā)生多達30余起。
多起自燃事件的發(fā)生，使得行業(yè)開始審視自燃事件背后的技術(shù)和質(zhì)量問題。我國科學院院士歐陽明高在今年一月份舉辦的我國電動汽車百人會上給出的原因是，電池熱失控引發(fā)自燃，現(xiàn)在的電動汽車為追求高能量密度高續(xù)航，將電池中的隔膜厚度進行削減，給電池安全造成了一定的安全隱患，很容易造成熱失控。除此之外，國家補貼政策的快速調(diào)整與動力鋰電池系統(tǒng)開發(fā)周期不協(xié)調(diào)，導致產(chǎn)品無法得到充分驗證，進而出現(xiàn)安全隱患。
因此，如何在新能源汽車快速發(fā)展、提升其電池密度和續(xù)航里程的同時，保證電池和整車的安全性，成為當下要解決的關(guān)鍵問題。
熱失控成自燃重要誘因
目前，業(yè)內(nèi)普遍認為，引發(fā)電池熱失控的原因重要是熱輻射、電池內(nèi)部短路、惡劣環(huán)境濫用等。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院對2017年以來新能源汽車的起火事故分析統(tǒng)計，充電場景是起火的高發(fā)場景，占比達50%。而起火事故的原因中，動力鋰電池自燃占比為31%，重要是由于鋰離子電池發(fā)生內(nèi)部或者外部短路后，短時間內(nèi)電池釋放出大量熱量，溫度急劇升高，導致熱失控。
據(jù)歐陽明高指出，由于動力鋰電池在工作的時候會發(fā)熱，其正常情況下可控，但是在電池溫度過高或充電電壓過高時，電池內(nèi)部化學反應(yīng)會接連發(fā)生，出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，使電池內(nèi)壓及溫度急劇上升，進而引發(fā)電池熱失控，因而引發(fā)燃燒或爆炸。
拋開外部的使用和環(huán)境問題的變化，發(fā)熱原因與本身的制造材料與工藝也息息相關(guān)，電池使用時間過長、電池包溫度不均、短路等問題都可能導致熱失控。
原因很多，但最重要是電池驗證不足。國家863電動汽車重大專項動力鋰電池測試中心主任王子冬認為，動力鋰電池組是非常復雜的能量系統(tǒng)。一個電池的安全和循環(huán)壽命，除了關(guān)乎電池自身產(chǎn)品質(zhì)量，更重要的就是安全管控。
新京報記者向新能源汽車測試工程師了解到，目前新能源汽車電池驗證普遍面對以下幾點問題，一是動力鋰電池驗證時間短；二是驗證手段不完善；三是過程執(zhí)行不規(guī)范。
這位工程師解釋稱，由于現(xiàn)在廠家都跟著政策走，為了縮短測試周期，讓新車盡快上市，關(guān)于動力鋰電池的細節(jié)方面驗證的并不全面，而且行業(yè)內(nèi)很多公司可能都沒有實現(xiàn)動力鋰電池驗證的相應(yīng)技術(shù)手段和能力。歸根結(jié)底就是，廠家追求高續(xù)航，在動力鋰電池使用上追求高密度，沒有按照標準執(zhí)行，假如產(chǎn)品質(zhì)量過硬，不會出現(xiàn)這么多的自燃問題。
電池高能量密度與安全的平衡戰(zhàn)
事實上，賓夕法尼亞州立大學電化學發(fā)動機中心主任王朝陽曾舉過一個生動的例子：我們做電池的科學家跟工程師，每天是在玩折中的游戲。這里的折中，指的就是高能量密度與電池安全的折中。
在如今新能源汽車的火熱發(fā)展之下，高能量密度的動力鋰電池帶來的高續(xù)航，成為車企爭相追逐的目標。但不同的是，一些車企選擇在技術(shù)研究上投入，通過技術(shù)研發(fā)實現(xiàn)高續(xù)航與車輛安全的平衡，也有一些公司選擇簡化這一流程。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士爆料稱，由于國家政策將動力鋰電池高密度與補貼掛鉤，行業(yè)內(nèi)存在一些公司為了拿補貼，在技術(shù)尚不完全成熟且缺乏嚴格驗證的情況下，匆忙上馬高能量密度電池項目。由于這些電池開發(fā)時間短，尚不成熟，加之不斷縮短和簡化的驗證試驗環(huán)節(jié)，各類產(chǎn)品問題隨之而來。
目前動力鋰電池存在的最重要問題是，隨著能量密度的提高，熱失控幾率呈上升趨勢。因此，業(yè)內(nèi)普遍認為，從電池形態(tài)和材料來看，動力鋰電池發(fā)展路線將會從正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解質(zhì)減有機溶劑，逐步向全固態(tài)的方向發(fā)展。據(jù)歐陽明高分析，目前全固態(tài)電解質(zhì)還有很多技術(shù)瓶頸要克服，大規(guī)模商業(yè)化估計在2025-2030年左右。
他認為，將補貼和動力鋰電池能量密度掛鉤沒有問題，但要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律，對能量密度的提升不宜過快過頻，新能源汽車發(fā)展的節(jié)奏一定要穩(wěn)。
業(yè)內(nèi)人士分析認為，未來隨著今年年內(nèi)補貼退坡，國家逐步取消對續(xù)駛里程、能量密度等細節(jié)要求之后，技術(shù)的決策權(quán)將回到公司，市場關(guān)于產(chǎn)品的選擇也會更加苛刻，沒有技術(shù)含量、達不到安全標準的公司，面對的將是淘汰風險。
專家建議規(guī)范維護保養(yǎng)電池
關(guān)于目前新能源汽車屢次出現(xiàn)的自燃問題，已經(jīng)引起了行業(yè)內(nèi)的廣泛重視。
有相關(guān)專家指出，過去幾年尤其是在電動汽車推廣應(yīng)用初期，很多廠商都向消費者灌輸了電動汽車不要維護保養(yǎng)的理念，其實這是一個很大的認識誤區(qū)，電動汽車尤其是電池也要定期保養(yǎng)。
今年一月十日，我國汽車工業(yè)協(xié)會、我國汽車動力鋰電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、我國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟聯(lián)合公布《電動汽車安全指南》建議，電動汽車應(yīng)定期在售后服務(wù)中心檢查，建議保養(yǎng)周期為每5000公里或半年。定期保養(yǎng)的內(nèi)容應(yīng)包含均衡充電、氣密性檢測、絕緣性能檢測、外觀檢查等。
王子冬也在公布會上表示：為了安全性和可靠性，電動汽車要定期檢查和保養(yǎng)。但之前的動力鋰電池系統(tǒng)很少考慮系統(tǒng)的可維修性，讓用戶在對動力鋰電池系統(tǒng)進行維護時無從下手。所以，電池系統(tǒng)要設(shè)計維護保養(yǎng)接口。
但與此同時，由于新能源汽車發(fā)展的時間尚短，其全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)范化程度并不高，仍需時間培養(yǎng)。一位在北汽新能源從業(yè)多年的工程師三月十一日對新京報記者表示，動力鋰電池安全問題的發(fā)生，也與目前技術(shù)還未達到非常成熟階段有關(guān)，傳統(tǒng)燃油車也經(jīng)歷了這樣的發(fā)展階段，因此新能源汽車的技術(shù)也要時間來磨合沉淀。
但可以確定的是，在國家環(huán)保和居民出行等多方面的要求之下，新能源汽車仍將保持快速上升的步伐，保有量也將形成一定規(guī)模，因此新能源汽車的安全問題絕不容忽視。歐陽明高表示，安全是今后純電動汽車競爭的主戰(zhàn)場，安全也是電動汽車可持續(xù)發(fā)展的生命線。MSDS（化學品安全技術(shù)說明書，用來闡明化學品的理化特性以及對使用者的健康如致癌，致畸等可能出現(xiàn)的危害的一份文件。）和美國化學工業(yè)學會DIPPR綜合風險評估，氫能的危險性排在汽油、丙烷、甲烷（天然氣）之后。（汽油＞丙烷＞甲烷＞氫氣）
3、燃料動力電池能量轉(zhuǎn)化效率高
燃料動力電池可以很輕松的達到50%以上的能量轉(zhuǎn)化效率，而內(nèi)燃機卻難以突破40%的門檻。
4、清潔
氫燃料動力電池反應(yīng)后生成的是水。
5、來源廣泛
可以是電能轉(zhuǎn)化，也可以是生物質(zhì)能，甚至可以是光能直接轉(zhuǎn)化為氫能
比較純電動汽車，氫能源汽車的優(yōu)點是：
加氫跟加油類似，不改變消費者使用習慣，不用擔心里程焦慮
純電動汽車難以防止衰減問題，但燃料動力電池汽車沒有這個問題。
不過除了優(yōu)點之外，氫燃料動力電池汽車目前存在的問題也比較突出：
前幾次發(fā)展高潮的熄滅，與燃料動力電池系統(tǒng)成本難以下降有相當?shù)年P(guān)系。但目前燃料動力電池的成本已經(jīng)逐漸可以接受，豐田、現(xiàn)代、本田的幾款車型的售價大概在50萬，已經(jīng)開始接近消費者能夠承受的范圍。
