眾泰電動車起火
造過車的眾泰沒有電池技術,最后由萬向提供電池;而沒有汽車制造經驗的萬向,則從海南馬自達買來整車,進行電動車的改裝。
2011年4月11日,杭州首批電動出租車上路運營尚未滿三個月,一輛運行中的眾泰朗悅純電動出租車突然自燃。在中國首批國家新能源汽車試點示范城市,第一家拿到純電動車牌照的廠家——眾泰汽車,發(fā)生了純電動汽車上路以來的第一次自燃事故,業(yè)內為之震動。
4月12日,眾泰首批純電動出租車,除燒掉的那輛外,都已全部停運。
萬向電動車公司堅持認為是由于電池組內部損壞,造成發(fā)熱過量,發(fā)生自燃甚至爆炸。“這是組裝問題,和我們無關,我們的性能絕對沒有任何問題。”
眾泰與萬向在排除人為因素、電控系統故障、電池接插件接觸不良引起事故方面,意見一致,但在車輛起火點的問題上出現分歧。萬向認為車輛的起火原因可能是電池倉托舉機構的液壓桿潤滑油泄漏氣化造成,而眾泰則說可能是電池內部短路引起的。對于此次起火原因,雙方出現矛盾爭端。
造過車的眾泰沒有電池技術,最后由萬向提供電池;而沒有汽車制造經驗的萬向,則從海南馬自達買來整車,進行電動車的改裝。某種意義上來講,這兩家公司都沒有掌握全部的電動汽車整車制造技術。
2011年6月8日,杭州政府正式向外界召開新能源出租車自燃事故新聞發(fā)布會,公布了調查結果。此次調查由浙江省質量技術監(jiān)督檢測研究院作為第三方對事故進行了鑒定。11名專家收集事故相關數據、聽取當事人情況描述等,進行電池單體燃燒、事故模擬等8大項試驗。
調查結果顯示:電池箱內電池單體出現兩包以上漏液,電池單體和電池箱鋁殼之間的絕緣受損;電池箱內出現局部電池短路;絕緣損毀點通過電池箱及支架的接地構成強電壓的短路回路;電池箱被部分舉升后引起火勢擴大,點燃內飾。
最終鑒定報告認為,此次事故發(fā)生不能認定電池單體設計、制造方面存在質量問題,而是電池成組后不能完全滿足車輛使用環(huán)境的需求,在應用過程中,出現了電池漏液、絕緣受損以及局部短路的情況,且未能及時發(fā)現,在經過多次重復使用以后,隱患顯現,引發(fā)事故。
沃藍達起火
NHTSA得出結論,與傳統動力汽車相比,沃藍達起火的風險并不大。“我們未發(fā)現沃藍達存在缺陷,相信通用汽車最近將宣布改造動力電池的舉動,可以減少車輛發(fā)生側撞事故時的潛在風險。”
2011年5月12日,美國高速公路安全管理局(NHTSA)對沃藍達(Volt)進行了側面碰撞測試,作為新車評估測試項目的一部分,三周之后,停在NHTSA測試中心的沃藍達突然起火,火勢殃及附近其他車輛。
通用汽車全球產品開發(fā)高級副總裁瑪麗•芭拉(Mary Barra)以及首席營銷官喬爾•伊萬尼克(Joel Ewanick)堅稱沃藍達是安全的,擁有安全管理局的五星級碰撞評級。“我們開發(fā)新的程序,在發(fā)生撞擊后對電池進行放電。”芭拉說,“我們相信,如果電池組件電量耗盡,火災就不會發(fā)生。”
從美國方面披露的信息來看,此次沃藍達起火事件是因為這輛車發(fā)生猛烈碰撞后,又在停車場放置了幾周,從而起火,而在實際使用中,由于這款車還未發(fā)生過如此猛烈的撞擊,因此,沒有出現過起火事故。
為解決沃藍達碰撞起火風險,通用汽車推出了范圍更廣的沃藍達的全面修復服務。一方面通過添加鋼制結構加強沃藍達的安全系數,以求在激烈的側面碰撞后更好地保護電池;一方面還將在電池的冷卻系統中添置一個傳感器以監(jiān)測冷卻水平和一個新的防篡改的支架,以幫助防止冷卻液溢出。
但是,此次沃藍達的起火事故無疑讓消費者對鋰離子電池技術產生懷疑,福特前發(fā)言人喬恩•哈蒙(Jon Harmon)說:“這個問題真的比較嚴重,事件影響不僅僅局限于雪佛蘭沃藍達”,并且,“這可能使客戶產生心理陰影,懷疑是否要買一輛電動汽車。像這樣的危機會削弱對新技術的信心。”
2011年11月,聯合能源部開展沃藍達電池碰撞測試,三次測試中有兩次再現了類似5月電池起火的現象。
在測試中,NHTSA故意損壞電池密封裝置,切斷汽車的冷卻系統,模擬第一次起火事件的鋰離子電池組受損情況。結果顯示,其中一輛受測試的Volt再度起火,另一輛汽車鋰離子電池組溫度短時間內升高,7天后發(fā)生起火。試驗結果引發(fā)NHTSA于2011年11月底對該款雪佛蘭電池組發(fā)起調查。
調查兩個月后,NHTSA得出結論,與傳統動力汽車相比,沃藍達起火的風險并不大。“我們未發(fā)現沃藍達存在缺陷,相信通用汽車最近將宣布改造動力電池的舉動,可以減少車輛發(fā)生側撞事故時的潛在風險。”
NHTSA和通用汽車都沒有對沃藍達進行召回。不過,用戶可以自主選擇是否對車輛進行改裝。
菲斯克也起火
現在由各方發(fā)出的消息顯示,菲斯克的起火貌似與電動車技術缺陷無關,只是單純偶然的一次失火事件,卻有可能進一步加劇電動車易起火的負面效應。
2012年1月2日,美國著名的電動汽車公司菲斯克(Fisker)因搭載的鋰離子電池組可能發(fā)生著火意外,宣布召回2012款239輛Karma,導致Project Nina新車開發(fā)計劃被迫停擺。
美國聯邦政府曾貸款予菲斯克公司5.29億美元,該公司所生產的電動車已發(fā)生多起故障及發(fā)布召回。
四個月之后,5月3日,一輛菲斯克電動豪華轎跑Karma在美國德克薩斯州舒格蘭市一車庫中停放幾分鐘后,發(fā)生自燃,并導致車庫中其它兩輛豪車——奔馳SUV和謳歌NSX一起燒毀。
菲斯克的主打產品就是這臺電動豪華轎跑Karma,其以飛機頭等艙為概念打造的原木內裝,并裝有Bridge of Weir蘇格蘭皮革公司出產的低碳高級皮革,售價超過了11萬美元,這款車是加拿大歌手 Justin Bieber的18歲生日禮物。
對于此次起火的原因,專家認為,可能是由于Fister Karma的動力總成擺放緊湊,引發(fā)電池自燃。
沃藍達動力系統負責人、曾是美國通用集團EV1電動車首席工程師的Jon Bereisarewind認為,對于Fisker Karma的2.0升渦輪增壓發(fā)動機來說,沒有充分的空間來安排排氣管路和散熱機構。它的動力總成是被硬塞進發(fā)動機艙內的。這樣,發(fā)動機產生的熱量很難被帶走,發(fā)生自燃現象也是可以理解的了。
菲斯克發(fā)言人羅杰• 奧米斯特(Roger Ormisher)稱,德克薩斯州舒格蘭市發(fā)生的菲斯克電動車起火事件電池包是完整的,而且在火焰發(fā)生時也并非處于充電狀態(tài),另外,被燒毀的Karma是購買于問題車型被召回之后。
事故車主聲稱,當他把車子停放在車庫時,聞到了燃燒的味道,所以,一些觀察家由此認為,可能由于汽車的某一部件過熱導致著火。
也有跡象表明,這把火是故意為之,調查人員指出,有相當一部分煙花爆竹堆放在車庫里。但是至今,NHTSA沒有提供一份何時完成調查的時間表。
現在由各方發(fā)出的消息顯示,菲斯克的起火貌似與電動車技術缺陷無關,只是單純偶然的一次失火事件,卻有可能進一步加劇電動車易起火的負面效應。
電動車之火策劃:電動車不能承受之重
這次比亞迪e6電動車出租車著火事件,可以說既是意外事件,但又有它的必然性。
按照辯證唯物主義的觀點來講:看似偶然事件發(fā)生的背后往往有必然規(guī)律在起作用。
按照目前警方公布的資料來看,一輛比亞迪e6電動車在被一輛Nissan GTR跑車以100公里的相對速度(跑車時速180公里,比亞迪時速80公里)追尾左后部后,沖入右側的綠化地帶,車身右后側二次撞樹后起火,燒死了司機和兩名女乘客。
簡單看這起事故,似乎是比亞迪比較倒霉,躺著中槍,被撞了以后,其他兩輛事故車輛都沒起火,包括被撞翻滾后,完全以車頂著地的另外一輛出租車,同時也包括肇事車輛。
仔細分析媒體登的照片卻可以看出,另外一輛出租車在車禍過程中受損也很嚴重:它被撞后翻滾了,最后還被肇事車輛頂著,最終也是它和肇事車輛互相拉扯著,并消耗碰撞的能量直到靜止狀態(tài)。
我們假設一下,如果比亞迪沒有著火,它是否能安全地保障它的乘客不受到重大的傷害呢?
結論恐怕不容樂觀,因為比亞迪e6電動車和國內其他的電動車一樣,都是在一個現有的汽油車平臺上繼續(xù)改進,是改裝的電動車。
當然,這也和國家的政策有關,當初國家鼓勵上電動車時,都要求生產電動車的企業(yè)必須有普通轎車的生產資質,而且電動車的基礎車型都必須是上過目錄和公告的車型。
也就是說,當下的大部分電動車的白車身的初始設計和開發(fā)都沒有考慮到后續(xù)的電動車開發(fā)所需的一些特殊結構和對結構力學上的預留。
比亞迪的資料顯示,e6電動車的自重為2295公斤,而相對應的同級別的MPV的自重都不會超過1800公斤。
這樣,我們首先要研究的是e6的白車身在碰撞的時候是否能夠承受自重為2295公斤的質量和另外3到5名乘客,還有若干行李的質量。
特別是e6用的是鐵電池,為了加大續(xù)駛里程,電池的重量超過了500公斤,在這種情況下,對白車身的設計要求和電池包的設計要求遠遠超過了普通的電動車。
打個比方:兩輛電動車都以50公里的時速進行正面碰撞試驗,自重2300公斤的電動車的白車身在碰撞過程中受到的沖擊力和需要吸收的能量要遠遠超過一輛自重1500公斤的電動車。
因此,在此次事故中首先需要檢查的是e6的白車身,是否在激烈碰撞后,特別是第二次和樹的碰撞中遭到了嚴重的毀壞,如果是有的話,那電池組在碰撞后由于短路而自燃就不是什么小概率事件了。
如果被確認e6是在第二次和樹的撞擊后起火的,那就會是一個更嚴重的問題,因為在二次撞擊時,e6的速度已經很有可能低于時速80公里了。
如果以上推論成立,則這次比亞迪電動車的起火就應該是因為設計有缺陷或設計要求太低而產生的問題了。
同時在目前電池技術還不成熟的情況下,比亞迪使用了超過500公斤的電池組在e6電動車上,也是屬于非常有風險的設計,電池單體和電池組的數量越多,可能產生的問題就越多,短路自燃的概率也就越高。
按照德國的做法,任何企業(yè)在出現了比亞迪這種情況后都會先停止所有相關車輛的運行,等到調查報告出來后,再恢復運行。
我們再回到眾泰,去年的眾泰朗悅的電動車也著火了,屬于沒有外界因素影響下的自燃,但是起火的原因是另外一種合作模式的結果:
眾泰沒有錢開發(fā)自己的電池,通過搭上國家電網的換電站計劃,使用了萬向的電池包和BMS。在運行過程中發(fā)生了電池漏液,絕緣局部受損,最后引起了短路并自燃。
這是一個典型的汽車主機廠對供應商缺乏控制的案例:
眾泰用了萬向的電池,但是由于國家電網項目,不是眾泰自主采購,所以萬向不會對眾泰開放任何電池組包的信息,同時眾泰的車身控制系統也無法和萬向的BMS系統溝通。
最后自燃了,責任該由誰來負呢?眾泰?萬向?國網?還是最后杭州市政府來背黑鍋?
我們注意到,中國各大主機廠實際上絕大部分面臨著與眾泰遇到的同樣問題:對供應商缺乏控制。在這方面,應該說比亞迪具有獨特的優(yōu)勢,能夠做到對電池的完全控制。
而且中國幾乎所有的主機廠都和比亞迪一樣,是在汽油車的原型車上改裝的電動車,電池組也是簡單懸掛在車身底盤的正下方,比汽油原型車重很多,同樣存在著白車身是否能承載改裝后的電動車的重量問題,存在著是否能在碰撞中不變形并吸收沖擊力等問題。
電動車之火策劃:電動車電池隱患的新認識
6月3日,比亞迪e6電動車被撞起火燃燒事件后,瑞士德鋰龍電動汽車技術開發(fā)公司的全球專家進行了多日研討,最終他們就鋰電池在電動車上的應用安全問題,向《汽車商業(yè)評論》提供了自己的最新認識。
鋰電池的弱點在于它在高壓和充滿電的情況下,由于不穩(wěn)定的元素鋰,使得電池的化學穩(wěn)定性較差,這個先天的弱點很難通過提高目前的生產、制造、安裝等其他技術標準來解決。
他們認為,由于鋰電池的電解液的物理易燃特性,以及鋰電池使用的由聚酯材料制造的電級和隔膜,使得鋰電池相對其他種類的電池在溫度升高的時候,更容易起火和燃燒。
比亞迪的案例并非新鮮。在歐洲,由于大量使用相對價格較低廉的電池芯體,電動車鋰電池的自燃或由于各種外界原因起火的報道也日益增多。
德鋰龍向本刊提供的報告說,汽車廠商必須在質量和價格之間找到平衡,否則如通用的雪佛蘭沃藍達及其歐版的歐寶增程式電動車必須在市場啟動時就進行召回,而這已經嚴重影響了電動車的推廣。
以下是報告的核心內容,《汽車商業(yè)評論》刊登于此,同時期待引起各方認真討論和反思。
必須遵守的行業(yè)標準
在鋰電池易燃前提下,汽車工業(yè)已經對電池包的設計提出了一個令很多初期進入的零部件供應商非常頭疼的標準 ISO 26262 。與此同時更早提出的相對簡單標準如 IED 61508等已經得到了廣泛的推廣。
這些標準,闡述了所有的在開發(fā)、試驗鋰電池中所需要遵守的安全條例。沒有嚴格遵守這些標準而開發(fā)的產品不可能成為安全的產品?!?/div>
電池包盡可能減少變形
電池組的機械損傷能導致短路,然后強大的電流在短路后產生,能輕而易舉地點燃車輛。如果電池包使用的是工程塑料的外殼,引起自燃則是無可避免的結果。
因此在設計電池包時,如何在劇烈碰撞后使電池包盡可能減少變形就非常重要了。
同時,電池包另外一個容易導致短路的弱點在電池的連接點。當一個電池單體的連接點短路而造成單體的溫度升高并不可怕。它有可能產生自燃,但是由于電池單體儲存的能量有限,所以后果基本可控。
但是當電池組的主連接點短路造成成組的電池短路,就有可能造成巨大電能轉化為熱能,并最終導致電池的爆炸。
所以在沒有對電池的連接點做出穩(wěn)定可靠的物理設計的情況下,那么諸如電池包自密封、高壓線自屏蔽、地板屏蔽、漏電保護器、強撞擊自動斷電、異常狀態(tài)監(jiān)測系統、緊急開關自熔保險等等安全措施就不會起到阻止電池自燃或爆炸的作用。
難以控制的化學反應
鋰元素是化學元素表中很活躍的一種金屬元素。雖然鋰電池的電解液以化合物的形式存在,但是電解液本身也有很高的可燃性。
鋰電池燃燒后不能用水和普通的方法撲滅,理論上只能用黃沙或其他化學滅火劑撲滅。在實際應用時,往往無法及時找到合適的滅火手段,讓鋰電池在可控的狀態(tài)下燃燒完畢。
熱力學損傷引起的自燃
電池在充放電的過程中會產生大量的熱量,如果電池的散熱不充分,在電池單體內聚集,會導致隔離膜的融化引起電池單體內部短路,在瞬間釋放大量能量導致自燃或爆炸。
新一代的磷酸鐵鋰電池應用了陶瓷的隔離膜,從根本上解決了這一問題,但目前還沒有大規(guī)模的應用。
電池管理系統應該在這方面起到未雨綢繆的作用,通過溫度傳感器、電壓電流傳感器實時監(jiān)測電池系統的運行,在有過壓、過載和溫度急劇升高的情況下及時切斷電池保護電池包。
電池包應用安全四大原則
首先,電動車的電池包研發(fā)需要建立一套完全現代化的研發(fā)理論和研發(fā)體系,只有這樣才能保證最大限度降低鋰電池自燃和爆炸的風險,但是100%的安全是無法實現的,通用汽車就是一個很好的例子。
其次,電池包的安全設計必須把防范短路放在首要的位置,但是必須承認即使是最安全的內燃機車,也會在特定的情況下起火。
再者,為了降低在外力碰撞的情況下電池包短路的可能性,必須將電池包的結構設計作為白車身的統籌設計安排中的一部分,減少從正面、側面和后面的外力沖撞對電池組的影響。
最后,我們在電池包的設計過程中要考慮到最壞的情況,延緩電池自燃的速度,讓乘客有足夠的時間逃離事故現場。




