硬核科技论 | 夏季电动车频频自燃 如何让电池更安全?

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出品 | 搜狐汽车原创视频 策划 | 王晓磊/赵镓艺 后期 | 赵镓艺 编辑 | 马良 特斯拉又烧了!上上周,林志颖驾驶特斯拉Model Y撞上路灯杆,导致车辆起火,不过人没事。上周,河南郑州一

出品 | 搜狐汽车·原创视频

策划 | 王晓磊/赵镓艺

后期 | 赵镓艺

编辑 | 马良

特斯拉又烧了!上上周,林志颖驾驶特斯拉Model Y撞上路灯杆,导致车辆起火,不过人没事。上周,河南郑州一辆宝马i3在试驾过程中发生自燃,所幸4S店工作人员处理及时,没有酿成大祸。那么,我们能不能彻底解决电动车的自燃问题呢?

 

要彻底解决自燃,我们首先需要回答第一个问题——锂电池为什么会自燃?

自燃的根本原因是锂电池具有热不稳定性。纯电动车行驶时,动力电池需要不断输出电流。其中输出电流在不断变化,有大有小。低负载下,电流输出小,产热也小;高负载下情况相反,会产生更多的热量。如何高效散热,是阻止电池自燃的关键。

早期的电动汽车多采用风冷的方式;而如今电动汽车的性能、续航稳步提升,电池能量密度也同步提高,对散热方式提出了更高要求。DIY电脑中我们常说,风冷压不住就上一套水冷。电动车同理,当然学名是叫“液冷”,即采用比热容较大的液体作为冷媒进行热交换。

除了液冷,还有直冷的方式,它曾在上一代宝马i3中出现过。我们可以简单将其理解为给电池装上一个空调,通过制冷剂在气态和液态变化吸/放热来实现。优点是相比液冷散热效率可提升三倍以上,但缺点也很明显,结构更复杂,成本也更高。

减少电池自燃的“大脑”——BMS

几种散热方式,总归需要一个大脑。这个大脑就是电池管理系统(BMS)——Battery Management System。BMS根据热管理策略进行响应调节和切换,控制整个电池散热系统的运行逻辑,电动车大部分的自燃、爆炸事故,其实与BMS管理失控直接相关。

热失控和电失控是两种典型的失控,前者是电池内部热量聚集,融化了内部结构,使得内部短路,电池轻则漏液,重则爆炸。比如此前上海地库的特斯拉自燃事件;或是交通事故中碰撞损伤了BMS或电池,比如这次林志颖的车祸;都会导致热失控。电失控则更像手机的过度充电,明明已经充满,但你或者BMS没有及时“拔线”,电池继续充电,形成“过度充电”,就会导致电失控。

无论哪种失控,都需要BMS的合理设计通过充放电过程的监测并加以控制。因此,BMS在设计过程中就需要严苛的安全标准。不过,汽车的运行环境复杂,没有哪两次碰撞是完全相同的,对电池还是BMS的保护目前也仅仅能做到降低漏电、起火、爆炸的可能性,无法全面杜绝自燃与爆炸。

既然无法全面杜绝,那留出安全时间不过分吧?好消息是,国家已在2021年开始施行的“三项电动汽车强制性国家标准”(GB 18384-2020<电动汽车安全要求>、GB 38032-2020<电动客车安全要求>和GB 30381-2020<电动汽车用动力蓄电池安全要求>),其中写明:新能源车发生自燃起火时要留有5分钟的逃生时间。我们也相信,随着标准的升级、技术的进步,新能源车的自燃、爆炸事件将慢慢地淡出我们的视线。

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