|
威马EX5交付前，因一台经过多轮破坏性试验的报废早期试装车发生自燃，再度引起多方关注。是什么原因导致的自燃？对于即将接受EX5的准车主，量产交付的车辆是否还会存在自燃的隐患？ 威马发生自燃 谷神和宁德都宣布电池不是自己的 清华大学车辆工程系博士在读的姚昌盛，会从电池技术层面进行详细分析，和我们聊聊： “怎么看待威马自燃及官方回复？” 文 | 姚昌晟 正如大家所知道的，随着新能源汽车的推广，不止是威马这桩事故，类似的锂离子电池自燃事件很多，报道也越来越常见，流传于微博和微信的自燃照片更是令人悚然： 「某品牌维修区电动车自燃」 还有一些引起广泛关注的锂电池燃烧事故： 分别是发生于: 2013年的日本航空波音787电池组着火； 发生于2015年的五洲龙大巴车起火； 发生于2017年的众泰电动车充电起火； 发生于2016年的江淮iEV起火。 回答开头说了，自燃的原因是电池热失控，那么热失控是什么呢？ 所谓热失控是由各种诱因引发的链式反应，发热量可使电池温度升高上千度，造成自燃。 「锂离子电池电芯示意图」 那为什么锂电池发生热失控这么危险？ 如上图，电池本身是可以自行反应的封闭小系统，它是带能量的，尤其是现在的高比能量电芯，在一个小小的电池中，既有还原剂，又有氧化剂，如果电池系统热安全管理不当，热失控发生剧烈反应，则后果不堪设想。 「锂离子电池电池包示意图」 而电动汽车的电池包是由大量电芯构成的，电芯本身的形状有圆柱、方形和软包三种。 而电池包的构造如上图，结构层次通常是：电芯 （Cell）组成了标准化的模组 （Module），再由模组组成了电池包（Pack）。 一般来说，乘用车生产商的主流情况是：电芯厂商（如CATL）会向整车厂提供模组，由整车厂自行制造电池包。 这是因为电池包与整车的匹配要求很高，直接影响了车辆的性能表现。因此具有一定实力的整车厂都会自己来做电池包。 当然，也有一部分厂商（以商用车厂为主），会让电芯厂直接提供整车的电池包，或使用第三方厂商（如博世）制造的电池包。 而我们通常所说的电池管理系统（BMS），是应用在电池包这一层的，但是它在软件上的管理却不仅是电池包，好的BMS会对模组、乃至单个电芯的状态都进行监控和管理，以确保电池工作状态的正常。 BMS就是在软件层面做好热管理，避免热失控的关键。 BMS的开发需要电化学和算法方面人才，所以目前很多厂商的BMS由专精于BMS的第三方公司提供，还有一部分是由主流电芯厂做的BMS。 接着说回到热失控。 锂电池热失控有三类诱因，分别是：机械电气诱因、电化学诱因与热诱因。 三类诱因都引发过一些事故——
这三大诱因引起的热失控，导致了几乎所有现在报道的电动汽车自燃事件。 而频繁的事故，也让电池热失控成为了公众关注的焦点。 我会在这两天再更新一篇专栏文章，单独来谈热失控的机理，并与大家分析若干汽车自燃事件的案例分别是什么原因。 说回到威马这起报废汽车自燃事故，是哪一类诱因导致的呢？ 威马在公告中是这样说的： 也就是说这辆车，先经过了碰撞，之后又进行了泡水。 我们复现这辆车的情况，可以设想的是：车辆在碰撞中，虽然未见可视变形，但我推测电池包的机械结构在猛烈碰撞后出现了缝隙，此种情况下绝缘值测量符合标准，且热失控并非发生，电池仍可以正常工作。 但紧接着进行泡水测试，则有一定可能发生漏水。水通过碰撞出现的缝隙进入了电池包内部，导致了短路，进而引发了热失控，部分电芯已无法正常工作。 所以当车辆报废后仍强行上电启动，就导致了热失控扩散，从部分电芯到整个电池包着火，进而点着了车辆内其他易燃部件造成了车辆自燃。 因此如果将这起报废车自燃归类，可以算作电化学诱因导致的锂电池热失控。
那么应该如何降低电池热失控的风险，针对这三类诱因，可以分别采取的措施也是多元的：
最后总的来说，电动汽车的普及，也带来了一些的问题，电池热失控无疑是电池安全性的关键所在。作为研究者，令我感到乐观的是，很多围绕热失控、热管理的研究已经较为成熟，并应用在了实际车用锂电池的电池开发和电池管理算法之中。毕竟安全是底线，对新能源抱有热情的消费者，当然不希望坐着一个炸药包出行。 |
|
|
