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特斯拉烧完蔚来烧 电动汽车缘何自燃事故频发?

2019-04-23 16:21:47

文| 潘昱辰 编辑| 徐喆

电动汽车作为新兴事物,在市场份额日渐增长、引发消费者不断好奇的同时,也引发了人们对其安全问题的担忧。近来,在中国先后发生上海特斯拉Model S小区自燃事件西安蔚来ES8维修燃烧事件,将这一问题再度推上舆论的风口浪尖。

蔚来ES8燃烧事故现场,大部分车身被烧毁

据统计,截至目前,在全球范围内,单由特斯拉引发的电动汽车燃烧事故就有约50起,包括在行驶过程中、碰撞和充电导致的燃烧、自燃及爆炸事故。其中有10起事故造成人员死亡。

动力电池比汽油发动机更危险?

目前,大多数电动汽车燃烧都与碰撞事故有关,当汽车发生猛烈碰撞时,动力系统中的锂电池及其配套元件受损,会将内部电极和电解液暴露在外部空气中。无论是作为活泼金属的锂还是电解液都极不稳定,一旦与外部接触便会迅速升温发生燃烧甚至爆炸。因此,动力电池外部一般会包有高强度合金、缓冲部件和冷却系统。不过,这些保护措施并不能完全回避电动汽车因为猛烈碰撞造成的损伤。


圆柱体锂电池内部结构

汽车碰撞起火很容易让人理解,但电动汽车无故自燃更容易引发公众的恐慌。从此次上海特斯拉起火事故来看,火焰和白烟迅速从汽车底盘位置窜升,并很快波及周围的几台汽车。车主在接受媒体采访时表示,该车从停车结束到突然起火不过半个小时时间,起火又如此迅猛,一旦车内有人后果不堪设想。

上海特斯拉起火现场

事实上,如果电池充放电时产生的热量无法及时扩散,即使没有直接接触外部空气也会引起燃烧。以特斯拉为例,根据公安部天津消防研究所对锂离子电池火灾危险性的研究,特斯拉Model S搭载的松下18650电池,其自燃温度仅为170℃。因此,一般电动汽车都配有电池管理系统(BMS),用以监控电池内部运行情况,控制电池放电量及运作温度。然而,一旦BMS出现故障,电池就会发生过度充电或放电等异常情况,同样会引发燃烧。

在上海特斯拉自燃事件中,尽管调查结果尚未出炉,但由于该车型已有三年以上驾龄,搭配的仍是蓝色沪牌而不是后来的绿色新能源沪牌,可见其在电动汽车中也是一员“老将”了,不排除由于电池系统老化所引起的一系列后果。

此外,一个不能忽略的因素在于,特斯拉Model S和蔚来ES8使用的均为全铝车身,相比钢结构,铝的熔点更低,因而一旦起火,车身往往会燃烧得更加猛烈。从两起事故的视频和现场照片来看,两台汽车起火燃烧的速度非常快,且燃烧结束后往往只剩车架,车身则一点不剩。

特斯拉Model S燃烧过后只剩底盘

那么,电动汽车自燃屡屡见诸报端,是否说明电动汽车的安全性不及燃油车呢?特斯拉CEO埃隆·马斯克率先提出反对。2013年10月,在美国西雅图发生一起Model S发生碰撞起火事故后,他曾引用美国消防协会和NHTSA的数据表示,电动汽车的安全性远高于传统燃油车。“在美国每行驶2000万英里就有1辆汽车起火,而特斯拉在超过1亿英里的行驶里程内只发生了1次火灾。”不过,在那之后,特斯拉引发的起火事故的频率呈现不断上升趋势。

而在中国,据统计从2016年到2018年,电动汽车共发生了59起起火事故。不过,截至2018年底,我国新能源汽车保有量还不到300万辆,但考虑到我国燃油汽车保有量已接近2亿辆,二者相差悬殊,似乎并不能说明电动汽车的自燃概率更高。

事实上,碰撞事故同样会导致燃油车燃烧,只不过相比人们司空见惯的燃油车事故,作为新兴事物的电动汽车更容易吸引眼球。

“电动车,请等一等你的用户”

然而,对于新兴的电动汽车企业来说,另一个现象更值得警惕。

作为新兴事物,电动汽车的技术发展稳定性不如发展时间超过一百年的燃油汽车,对于电池安全问题的论证时间则更为有限。不过,相比传统燃油汽车企业,主营电动汽车的造车新势力们在追求性能和领先科技的层面表现得更为激进,在无形中放低了对安全这一汽车核心要素的重视。

孟子云:鱼和熊掌不可兼得。遗憾的是,动力电池就是这样一把双刃剑。直接影响汽车动力性能的电池能量密度往往与稳定性成反比,能量密度越高,性能越强的电池稳定性也越低。一般来说。磷酸铁锂电池的稳定性高于三元锂电池,在三元锂电池中,镍钴锰酸锂(NCM)的稳定性高于镍钴铝酸锂(NCA)。然而,特斯拉使用的松下18650电池恰恰是稳定性最低的NCA电池。

特斯拉Model S 采用的松下18650电池

特斯拉之所以采取NCA电池,显然是为了追求更高的电池能量密度以及其带来的更强劲的动力性能,但与之相对应的则是更高的安全隐患。

此外,特斯拉的电池组采用7104节枚电池串并联的形式组成,这种模式能够大幅增加电池的能量密度。同时,单个电池的失效也不会影响整个电池组的运作。但副作用是,一旦单个电池发生燃烧,会迅速引燃相邻的电池,从而形成电池组大规模连锁燃烧反应。

由7104枚圆柱形电池密密麻麻串并联形成的Model S 电池组

而在电池布局上,特斯拉选择将整个电池组安装在底盘,目的在于降低车辆重心,增加车内的驾乘空间,但同时也增加了电池组受损的风险。尽管特斯拉设计了由铝合金材料构成的电池保护结构,但在上文中提到的那起2013年西雅图Model S起火事故发生后,特斯拉又不得不在2014年上市的车型中进一步加固底盘对电池组的保护。

可见,对于新兴的电动汽车市场,包括特斯拉在内的众多车企仍处于“先出事,后解决“的治理模式。而对于中国市场来说,电动汽车的发展相当程度依赖于国家补贴政策,而近年来补贴的逐步退坡使得新能源车企表现得更加“赶鸭子上架”。同时,由于新的补贴政策对于电池的能量密度提出更高的要求,致使整车和零部件企业更加追求能量密度的提升,同时鲜在电池安全问题上下更多功夫。根据国家市场监管总局统计公布的数据,2018年,国内召回新能源汽车高达13.57万辆,召回比例高达13.46%。

尽管近期的两起调查结果尚未出炉,但接二连三的电动汽车燃烧事件,势必会打击潜在消费者对其的信心。相比发展一百多年的燃油汽车,电动汽车正从一个蹒跚学步的婴孩逐步成长为一个能够担当一面的青年。然而,这并不意味着生产电动汽车的整车企业及配套零部件厂可以放松对自己的要求。毕竟道路千万条,安全第一条。驾乘人员的生命安全比任何事物都重要。

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潘昱辰

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