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越來越多的新能源汽車,為何燃燒不止?

2022-04-13 19:48:28 來源:騰訊網(wǎng)

4月剛剛過半,最燥熱的季節(jié)還未來臨,新能源汽車們先“火”了起來。

只是這次,新能源汽車們“火”的不是銷量,而是火燒了自己。3月28日,一輛小鵬G3在深圳龍華區(qū)一小區(qū)發(fā)生自燃,整車燒到只剩骨架;4月5日,一輛愛馳U5在成都錦江區(qū)一充電站自燃,又引發(fā)廣泛關(guān)注。

短短一周內(nèi),兩個(gè)不同品牌的新能源汽車先后發(fā)生自燃事故,再度讓市場(chǎng)審視起新能源汽車的安全性。

過去一年里,新能源汽車的自燃新聞也并不鮮見,可與之對(duì)應(yīng)的,是新能源汽車銷量再創(chuàng)新高,比亞迪率先高調(diào)宣布停產(chǎn)燃油車,多家車企推出停產(chǎn)燃油車時(shí)間表。

這無疑預(yù)示著以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車,將成為國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的未來。未來越來越近,但不間斷“燃燒”的新能源汽車們,似乎還沒有準(zhǔn)備好?

本文將通過以下問題,探討解讀新能源汽車頻繁的起火現(xiàn)象,試圖找到新能源汽車未來“止燃”的答案:

1.新能源汽車的起火事故有多頻繁,覆蓋了多少品牌?

2.起火成百上千次,什么才是新能源汽車燃燒的最主要原因?

3.新能源未來將至,車企要怎樣在高速發(fā)展中找到安全之道?

新能源車企,逃不掉的燃燒

新能源汽車起火有多頻繁?如果以新聞報(bào)道為標(biāo)準(zhǔn),過去兩年里,被報(bào)道的新能源汽車起火事故一共有86次,平均約一周一次。

但見諸報(bào)端的起火事故,只是新能源汽車們“燃燒”的一部分。根據(jù)國(guó)家應(yīng)急管理部消防救援局在今年4月3日給出的最新數(shù)據(jù),今年一季度,新能源汽車火災(zāi)共有640起,同比上升32%,相當(dāng)于平均每天就有7輛新能源汽車在“燃燒”。

除了驚人的起火事故數(shù)量,在品牌上,新能源汽車的燃燒也呈現(xiàn)出“雨露均沾”的態(tài)勢(shì)。無論是國(guó)際大廠特斯拉,國(guó)內(nèi)大廠比亞迪,“蔚小理”等造車新勢(shì)力,還是廣汽、北汽等傳統(tǒng)車廠,無一能逃過燃燒的“宿命”。

多品牌新能源汽車難逃起火 奇偶派制表

我們根據(jù)新聞報(bào)道統(tǒng)計(jì)的86起起火事故中,國(guó)內(nèi)大廠比亞迪以11次起火事故高居第一,涉及E5,E2,唐,秦等多款車型。另一知名品牌特斯拉的起火事故占到5起,型號(hào)包括Model 3和Model S,其中有3起是自行起火。

最近的一次比亞迪起火,來自于2021年10月,在深圳水官高速上,一輛比亞迪漢被人目睹在路邊冒出大量白煙。而特斯拉最近一次起火同樣是在2021年10月,一輛Model S靜止停放過程中突發(fā)自燃,車輛被燒成空殼。

造車新勢(shì)力方面,理想的起火事故同樣有5起,型號(hào)均為理想ONE。小鵬汽車起火事故4起,其中3起型號(hào)為G3,均為自行起火,還有1起型號(hào)為P7。蔚來起火事故1起,型號(hào)為EC6。

新勢(shì)力里中最近一次起火的,是今年3月28日停放中自燃的小鵬汽車G3,而理想旗下的理想ONE,在今年2月25日也遭遇了一次停車時(shí)自燃起火事故。

此外,還有諸多二線造車新興勢(shì)力品牌的車型,在“燃燒清單”上榜上有名,如威馬汽車的EX5,有4起起火事故,均為自燃。云度汽車的2次起火也均為自燃。

新能源汽車品牌自燃統(tǒng)計(jì)(不完全統(tǒng)計(jì))

傳統(tǒng)車廠的新能源汽車亦未能免俗,長(zhǎng)期占據(jù)新能源汽車銷量榜首的廣汽埃安,過去兩年里足足燒了8次之多,除兩次原因未知外均是自燃。北汽新能源的EU5,EX360等車型在過去兩年里起火6次,5次為自燃。

奇瑞的小螞蟻,艾瑞澤等車型起火3次均為自燃。上汽榮威的4次起火與長(zhǎng)安汽車的3次起火,也基本都是自燃。

除了上述發(fā)生起火事故次數(shù)較多的品牌之外,大眾、WEY、愛馳、東風(fēng)、一汽、眾泰、長(zhǎng)安、長(zhǎng)城等多個(gè)品牌的新能源汽車也曾發(fā)生起火與自燃事故。涉事的汽車品牌總數(shù)共有30個(gè)。

盡管有部分在過去一年銷量尚屬可觀的品牌,如哪吒和零跑并未發(fā)生自燃事故。但新能源汽車的燃燒事故的品牌分布,也并不呈現(xiàn)集中的趨勢(shì)。因此,在分析新能源汽車燃燒事故的過程中,我們并不能簡(jiǎn)單將事故歸因?yàn)閱我黄放频脑O(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)有所缺陷。

那么,遍布近30個(gè)品牌,一季度起火就超過600起的新能源汽車火災(zāi),究竟有哪些具體原因?最主要的原因又是什么?

起火原因:電池首當(dāng)其沖

在我們統(tǒng)計(jì)的86次被報(bào)道的新能源汽車火災(zāi)中,事故起因及當(dāng)時(shí)的事發(fā)狀況各有不同。其中最主要的四類車輛狀態(tài)為:充電時(shí)起火、行駛中起火、靜置時(shí)起火和碰撞事故后起火,

而這四類車輛起火的狀態(tài)中,除去原因未知的7起事故,靜置時(shí)起火的事故數(shù)量為31起,充電時(shí)起火(含充電樁起火)的事故數(shù)量為22起,行駛過程中起火的事故數(shù)量為20起,

而發(fā)生事故或碰撞后起火的事故僅為6起。

新能源汽車起火狀態(tài)統(tǒng)計(jì) 奇偶派制圖

新能源汽車靜置時(shí)起火的事故數(shù)量占到已知原因的起火事故中的38.8%,這與燃油車起火往往是因?yàn)槭鹿驶蚺鲎驳臓顟B(tài)截然相反。而充電時(shí)起火的事故數(shù)量占比達(dá)到27.5%,也彰顯互聯(lián)網(wǎng)上常將新能源汽車起火原因歸咎于電池的說法,并非沒有依據(jù)。

在2021年7月北京理工大學(xué)的汽車電動(dòng)化學(xué)術(shù)交流論壇上,北京理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)當(dāng)時(shí)的新能源汽車起火車輛狀態(tài)進(jìn)行了分類,其中靜止?fàn)顟B(tài)起火的比例為38.5%,充電狀態(tài)起火的比例為27.5%,與奇偶派(jioupai)統(tǒng)計(jì)近兩年有報(bào)道起火事故的數(shù)字在同一量級(jí)。

主講人魏中寶當(dāng)時(shí)表示:“我們非常意外,在靜置的狀態(tài)下,新能源汽車起火的事故逐年攀升,特別是近3年,現(xiàn)在占到了整個(gè)起火事故的38%。”

而在論壇上,北京理工大學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室也對(duì)起火事故原因進(jìn)行了分類,數(shù)據(jù)顯示,由于電池故障導(dǎo)致的起火占比達(dá)到33%,底盤碰撞或交通事故導(dǎo)致的起火占15.4%,用戶改裝導(dǎo)致行駛或靜置起火占比12%,電子電器故障導(dǎo)致起火占比11%。

北理大對(duì)火災(zāi)狀態(tài)和原因的統(tǒng)計(jì) 圖/網(wǎng)絡(luò)

由此可見,除了電池自身故障導(dǎo)致的起火,底盤碰撞似乎也是起火的重要原因。

但新能源汽車專家,中國(guó)乘聯(lián)會(huì)秘書長(zhǎng)崔東樹曾在接受燃財(cái)經(jīng)采訪時(shí)表示,汽車底盤發(fā)生碰撞時(shí),首先是電池包內(nèi)的電芯或高壓器件會(huì)受到擠壓或穿刺,隨后導(dǎo)致其它部件在碰撞中發(fā)生短路,電池內(nèi)部溫度升高至熱失控,從而引起火災(zāi)。

無獨(dú)有偶,對(duì)于比例日益攀升的靜置狀態(tài)下起火,業(yè)內(nèi)同樣傾向于歸因?yàn)殡姵卦颉?/p>

專家魏中寶此前在論壇上表示:“業(yè)內(nèi)對(duì)于靜置狀況下起火暫時(shí)并沒有統(tǒng)一的說法,我們推斷,長(zhǎng)期服役過程中動(dòng)力電池析鋰反應(yīng)所致的損傷肯定是一個(gè)重要的成因。而動(dòng)力電池的監(jiān)控、保護(hù)策略的不完善、不精準(zhǔn),也會(huì)導(dǎo)致停置狀態(tài)下動(dòng)力電池系統(tǒng)事故的發(fā)生?!?/p>

析鋰反應(yīng)是引起鋰離子電池內(nèi)阻增大、容量衰減、庫(kù)倫效率下降的致命元兇,會(huì)使電池循環(huán)壽命大幅縮短,有可能引發(fā)燃燒、爆炸等災(zāi)難性后果。

無論是在世界范圍內(nèi)占據(jù)主流的三元鋰電池,還是近年來悄然崛起的磷酸鐵鋰電池,短期內(nèi)受限于特性,都難以規(guī)避析鋰反應(yīng)和鋰枝晶形成,只能從充放電和控制溫度環(huán)境而加以抑制。

在我們統(tǒng)計(jì)的86例新能源汽車火災(zāi)中,可以看出,極端高溫和低溫或許也是起火的重要原因。

5-9月這幾個(gè)傳統(tǒng)意義上的高溫月份,被報(bào)道的新能源汽車火災(zāi)共有57起,占比達(dá)到66%。此前還有媒體報(bào)道稱,超低溫環(huán)境下,新能源汽車電池使用直流快充時(shí),如果電控系統(tǒng)較為落后,未能給電池預(yù)熱,電池就有起火風(fēng)險(xiǎn)。

另外,網(wǎng)約車“新能源化”也帶來了一定的隱患,據(jù)交通部網(wǎng)約車監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù),2020年滴滴平臺(tái)注冊(cè)的新能源車占比就已達(dá)到14-20%,且還在持續(xù)增長(zhǎng)。

而網(wǎng)約車和私人用車有所不同,其利用率,日均里程數(shù),日常負(fù)荷顯著高于私人用車。其需求的充電時(shí)間較短,更傾向使用大功率快充,且在使用過程中會(huì)頻繁充放電,加劇電池老化和析鋰反應(yīng)。

對(duì)此,中國(guó)汽車動(dòng)力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長(zhǎng)王子冬提到:“有一些車企迫于銷量壓力,將銷售給C端的車型投放至B端市場(chǎng)。由于營(yíng)運(yùn)車輛的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)特性,車企還是需要對(duì)這些車輛針對(duì)性改裝,降低事故出現(xiàn)的概率。”

綜合車輛起火的情況和上述專家的發(fā)言,可以看出,當(dāng)前新能源汽車的起火原因呈多元化趨勢(shì),電池自身老化,外部碰撞、極端氣溫、電控系統(tǒng)、營(yíng)運(yùn)車輛的高負(fù)荷都有可能導(dǎo)致新能源汽車起火。

但我們也不難發(fā)現(xiàn),最終引發(fā)火災(zāi)的,往往還是新能源汽車內(nèi)置的電池組。

這個(gè)脆弱、易燃易爆、占據(jù)整車不少體積,且往往整體密閉而無法直接滅火的“能量來源”,遠(yuǎn)未得到新能源車企們完美的控制。

一路狂奔下,安全何以保障?

一邊是頻繁起火的新能源汽車,一邊是新能源車企和電池廠商為了長(zhǎng)續(xù)航,依舊在孜孜不倦推動(dòng)電池技術(shù)進(jìn)步。

就在4月11日,特斯拉宣布,首批采用4680三元鋰電池的特斯拉Model Y已經(jīng)開啟正式交付,其能量密度提升到了驚人的300KWh/kg。近年來比亞迪發(fā)力的磷酸鐵鋰刀片電池,能量密度也達(dá)到了140-180Wh/kg。

比亞迪的刀片電池 圖/網(wǎng)絡(luò)

電池的單體能量密度大幅提升,與之相伴的往往是電芯穩(wěn)定性的降低,這或許會(huì)進(jìn)一步加大電池組的“失控風(fēng)險(xiǎn)”。除此之外,近幾年銷量持續(xù)增長(zhǎng)的新能源汽車,隨著使用時(shí)間的增加,電池的損耗也在加劇。

在市場(chǎng)和技術(shù)兩條道路上高速發(fā)展的新能源車企們,應(yīng)當(dāng)如何在這樣的背景下保障安全?

從報(bào)道來看,“鎖電”大概是多家車企共同采用的操作。據(jù)多家媒體報(bào)道,特斯拉,威馬、廣汽埃安,小鵬等新能源汽車品牌都疑似曾通過系統(tǒng)OTA升級(jí)來鎖定汽車電量。

但這樣勢(shì)必降低車型的續(xù)航,且侵害了消費(fèi)者知情權(quán)。去年,大量小鵬P7車主就稱在一次OTA過后,原本有著80KWh的電池包僅能充入70KWh不到的電量,疑似遭到鎖電,進(jìn)而集中在黑貓投訴平臺(tái)上維權(quán)。

小鵬汽車車主投訴鎖電 圖/黑貓投訴

中國(guó)汽研數(shù)據(jù)中心副部長(zhǎng)程端前也對(duì)鎖電一事表示:“鎖電只是補(bǔ)救的措施,不應(yīng)該當(dāng)成常規(guī)化手段,這樣只會(huì)給行業(yè)帶來負(fù)面影響”。

因此,鎖電顯然不是新能源車企們規(guī)避起火風(fēng)險(xiǎn),保障車主安全的最終答案。

對(duì)于不易更換部件的部分老舊車型,車企或許應(yīng)當(dāng)主動(dòng)加強(qiáng)對(duì)于關(guān)鍵部件的維護(hù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組損耗帶來的起火隱患。

近年來多家車企入局的換電,也是保障電池組健康和安全的方式之一。據(jù)悉,蔚來,吉利兩家整車企業(yè),以及電池供應(yīng)商“寧王”寧德時(shí)代,都在大力推動(dòng)換電模式。

針對(duì)營(yíng)運(yùn)車輛高負(fù)荷特性帶來的電池組損耗風(fēng)險(xiǎn),北汽和第三方運(yùn)營(yíng)商奧動(dòng)也針對(duì)商業(yè)運(yùn)營(yíng)商設(shè)立了多個(gè)換電站。

另外,在整車的BMS電池管理系統(tǒng)以及電池組外殼的強(qiáng)度方面,車企們也有著一定的升級(jí)空間。如針對(duì)整車的BMS電池管理系統(tǒng)過充/過放保護(hù),高壓互鎖檢測(cè),高壓絕緣檢測(cè)的智能化暫時(shí)不足。

汽車BMS示意圖 圖/瑞薩半導(dǎo)體

在關(guān)鍵的電池組保護(hù)外殼方面,目前多家車企在追求輕量化前提下采用鋁合金材料結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,剛度和密封性能尚可,但與較重的鋼制殼強(qiáng)度還是有一定差距。另外還有部分企業(yè)采用玻璃纖維,SMC等批量生產(chǎn)工藝尚不算成熟的輕量化復(fù)合材料。

未來,新能源車企也需在輕量化和安全性之間找到更準(zhǔn)確的平衡點(diǎn),在保持輕量化前提下爭(zhēng)取進(jìn)一步提升電池組外殼的強(qiáng)度,以保障其在發(fā)生事故和遭遇撞擊時(shí)更高的安全性。

而最重要的一點(diǎn),或是中國(guó)汽車動(dòng)力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長(zhǎng)王子冬此前在接受車云網(wǎng)訪談時(shí)所提到的:“在沒有掌握鋰電池著火規(guī)律之前,把控電池能量密度很關(guān)鍵?!?/p>

此時(shí)再回看各家新能源車企為長(zhǎng)續(xù)航而紛紛采用的新形態(tài),高能量密度電池組。我們恐怕一時(shí)半會(huì)還打消不了對(duì)新能源汽車的安全疑慮。

寫在最后

2021年,中國(guó)新能源汽車產(chǎn)量為354.5萬輛,同比增長(zhǎng)1.6倍,以電能為代表的新能源汽車正在快速崛起,越來越多的新能源汽車正馳騁在每一條街道上。

相比燃油車,新能源汽車有著節(jié)能、環(huán)保、駕駛性能等諸多優(yōu)勢(shì)。但頻繁發(fā)生的新能源汽車起火事件,也在提醒著所有人,無論是汽車的核心部件電池組,還是老舊車型長(zhǎng)期使用后帶來的損耗,都遠(yuǎn)未得到車企完美的掌控。

在可以預(yù)見的未來,新能源汽車還將迎來更多的消費(fèi)者。在以卓越的駕駛性能,帶給消費(fèi)者們舒適使用體驗(yàn)的同時(shí),我們也希望,新能源車企們對(duì)安全加強(qiáng)重視,帶給所有人一個(gè)安全可靠的新能源未來。

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