炎夏高溫,新能源汽車起火概率增高
近年來,大大小小純電動汽車在撞擊后起火,引發(fā)人們廣泛關注。尤其到了夏天,新能源汽車在行駛、充電、靜置等不同階段的燃燒事故時有發(fā)生。“高溫是導致車輛發(fā)生自燃的一個重要誘因,在高溫的情況下,電池的熱失控反應會更迅速,所以從整體概率來看高溫下新能源汽車的起火概率會增高。”知名汽車三電工程師朱玉龍表示。
據(jù)悉,從車身構造來看,相比于傳統(tǒng)汽車,純電動汽車的布局模式完全不同,而且也會更豐富一些,如有純平的地板結(jié)構,也有保留傳統(tǒng)車身結(jié)構等。雖然車上沒有了發(fā)動機、變速箱,但純電動汽車需要兼顧的安全問題要比技術已經(jīng)成熟的燃油車要更多一些。“純電動汽車碰撞事故的后果有別于傳統(tǒng)燃油車,不僅會造成車體變形和乘員機械傷害,碰撞還可能引起高壓系統(tǒng)短路、擠壓等問題,從而發(fā)生漏電、燃燒等。”
記者留意到,當前純電動汽車的安全性,一樣分為主動安全、被動安全,事故后安全和生態(tài)安全等,還有智能輔助安全系統(tǒng)護航。以上這些安全系統(tǒng),除了保障人身安全外,最核心的保護對象就是電池。
據(jù)應急管理部消防救援局防火監(jiān)督處副處長王天瑞介紹,當前電池與線路短路引起熱失控占新能源汽車火災一半以上。這意味著當前不同品牌新能源汽車和鋰電池,安全性仍存在一定差異。
電池“物理保護”:從大車身鋼架到小泄壓閥
要讓電池包足夠安全,首先要物理結(jié)構足夠“防撞”;其次是能“耐熱”、散熱、隔熱的設計。
拿Model 3來說,在車身門欄梁處多放置帶鏤空結(jié)構的門欄內(nèi)板加強梁,這一道特殊設計能起到強化抵抗碰撞的能力,這也是許多純電動汽車的做法。大眾汽車品牌技術培訓高級經(jīng)理韓濤告訴記者,大眾ID.車型車身左右兩側(cè)均有特殊的鋁制型材為電池包提供側(cè)碰緩沖,避免碰撞造成電池包變形。在車身的其他關鍵部位也采用了超高強度熱成型鋼材,抗拉強度達到1200兆帕。其中,座椅的橫梁強度更超過1900兆帕,為電池包提供額外保護。
“三元鋰電池失控的時候會鼓起來,產(chǎn)生連鎖反應,被擠壓變形會冒煙,嚴重時還會爆炸起火。”韓濤表示,除電池下殼整合了獨立的水冷散熱管路和熱管理系統(tǒng)外,電池包內(nèi)每個電芯、電池模組和電池殼體都有單獨的泄壓裝置,最大限度降低熱失控引發(fā)連鎖反應的風險。另外,還有一個平時看不見卻很關鍵的負極燃爆裝置。在車輛受到撞擊,安全帶或安全氣囊等啟動工作時,負極燃爆器也會同時“發(fā)力”,切斷電池負極電路,保證整個電池包的安全。
“防火于未燃”——純電動汽車安全的下一步
針對近年來新能源汽車熱失控導致的起火等極端事件,業(yè)內(nèi)人士認為,想要避免悲劇發(fā)生,首先企業(yè)應該往更高的技術方向走;其次,車企要將多場景極端情況以代碼形式寫進電池或整車中,主動減少極端情況的出現(xiàn)。
朱玉龍認為,電動車安全設計的關鍵是對碰撞斷電裝置的深入研發(fā)。當車輛發(fā)生碰撞,動力電池管理器檢測到碰撞信號大于一定閾值時,應會切斷高壓系統(tǒng)主回路的電氣連接,同時通知驅(qū)動電機控制器激活主動泄放,從而阻斷短路危險。“只要動力電池的熱管理和隔熱做得好,很少會出現(xiàn)動力電池或汽車大面積起火的情況,更多是單個電池模組被燒壞。”
這還不夠,還需要對電池包進行24小時監(jiān)控。“火災初起時,可能沒有很大明火,但會冒煙。因此,對于建筑來說,可以用煙霧探測器將失火的可能性消滅在萌芽狀態(tài)。”TüV萊茵大中華區(qū)太陽能與商業(yè)產(chǎn)業(yè)服務總經(jīng)理施兵強調(diào)了“監(jiān)測”的重要性。同樣的道理也可以運用在汽車上,即提升電池管理系統(tǒng)(BMS)技術,實時監(jiān)控電池系統(tǒng)狀態(tài)。據(jù)悉,該公司正與車企就新能源汽車火災檢測方面開展探討。