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持续高温来袭,纯电动汽车如何突破严峻考验?

来源: EV视界 时间:2019年07月30日 10:41 浏览量:39507

【EV视界报道】现在说起纯电动汽车,想必大家对它的关注度绝对是有增无减,尤其是在今年3-6月份,多起纯电动汽车接连发生自然事件,引发了公众担忧。

而作为纯电动汽车的标杆品牌特斯拉近期也是事故频频,4月21日在上海某小区地库内,特斯拉Model S发生自燃,不仅自身受损严重,周边车辆也有不同程度的损坏。

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4月22日西安一辆蔚来ES8维修时突然起火,车子被烧得只剩下底盘。

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所幸以上事故中并未造成人员伤亡。

频繁闯进人们视线的纯电动汽车安全事故,一时间让消费者唯恐避之不及,对纯电动汽车的好感度及安全信赖度逐渐降低。那么问题来了,这些纯电汽车到底为什么会自燃?能否从根源上规避纯电动汽车自燃的风险?

续航盲目追高,埋下安全隐患

和传统燃油汽车相比,纯电动汽车的结构中电池组和驱动电机代替了燃油和发动机,虽然内部构造更加简单,不过却更容易引发自燃。

大家都知道纯电动汽车的动力来源是电池组,但目前多数厂家为了实现高续航,在车辆内部放置了更多电池,埋下了安全隐患,只要涉及电路电池故障,就很容易发生燃烧现象,而且燃烧速度比燃油车更加快速。

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其实动力电池燃烧的原因,总结起来无非两类:外部原因和内部原因。外部原因可分为:过度充电,短路,高温,机械撞击;内部原因可分为:电芯材料问题、结构包装问题,电池生产工艺问题。

从内部原因着手,就可以从根源上解决电池自燃问题,今天我们就主要具体分析下导致车辆燃烧的内部原因中三大核心要素。

第一要素,电芯材料

目前的纯电动汽车搭载的电池都为三元锂电池,而锂电池材料选择不当则会降低电池整体的安全性能。例如当车辆在快速充电时,导电性不好的锂电池容易产生大量热量、温度急剧升高,导致热失控。所以,电芯材料的选择是电池安全内部原因中非常重要的一个因素。

目前市面上纯电动汽车电池主要分三类,锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂电池。锰酸锂电池虽然价格便宜、安全,但是能量密度略低,电解液相容性差,已经不被车企所用。磷酸铁锂电池环保、稳定性好,但能量密度略低,想要增加其续航能力,就需增加电池数量。由于有着价格略低的优势,所以市场上大部分车企,如比亚迪、腾势、江淮都会选择此类型电池置于纯电动汽车上。


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我们再来看看三元锂电池,它细分为镍钴铝酸锂电池和镍钴锰酸锂电池。这种电池的技术已经非常成熟,各方面表现也都很出色。比如它充电非常迅速,而且电量衰减也不快。相比较而言,三元锂电池的安全性可能会相对于前两者高一些。像特斯拉、东风日产轩逸·纯电为了提升电池安全性,则选择这款稳定性比较高、价格偏贵的三元锂作为电池材料。

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第二要素,结构包装

其实,在锂电池中本身会有大量易燃物质存在,比如非水溶性的液态电解液,当其暴露在空气中温度达到60℃至70℃时,就会燃烧。另外,在汽车发生碰撞时,会让电池组产生变形,导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路,也容易因易燃电解质发生泄漏引发起火。所以纯电动汽车不但要选择对的电池材料,电池结构包装也是电池安全性的另一个重要因素。

我们先来看下目前主流锂电池封装形式主要有三种,即圆柱形、方形和软包。圆柱形电池标准化程度较高,在散热方面也有着先天的优势,但组装时需要将几千枚圆柱电池放在一起形成电池包,外加采用的钢壳包装,所以电池组的重量会有所增加,能量密度则相对有所不足。

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而方形电池的可塑性会强一些,可根据搭载产品的具体需求而进行定制化设计。不过这就导致了电池形状的大小不一。另外方形电池采用的是全密封工艺,一旦发生热失控等安全问题时,电池的稳定性不是很高,但此款电池应用的车企还是相对较多。

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以上两种电池在包装强度上是比较占优势的,但是外部温度较高或碰撞等情况下发生危险的概率比较大。相比较而言,采用叠加制造方式、铝塑膜包装、体积更加纤薄的软包电池的性能相对更加稳定,能够减少事故发生的几率。倘若一旦内部出现问题,电池会从表面最薄弱的部位鼓开,但不会发生爆炸。而东风日产轩逸·纯电采用的就是软包电池,在其他车企车型频繁发生自燃状况时,仍然独善其身。

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轩逸·纯电是与全球销量第一的日产LEAF聆风同源于E-Platform全球专业电动车平台,与特斯拉、比亚迪等纯电车型不同的是,它有着日产聆风70年电动车研发历史,100亿公里累计里程,电池0重大事故的品牌积淀,通过聆风累计全球43万消费者在各种路况、环境驾驶习惯大数据跟踪,轩逸·纯电不断强化升级电池的稳定性、耐久性与安全性。

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第三要素,电池生产工艺

良好的电芯材料、严谨的电池结构包装在电池安全方面做出的贡献并不是万能的。如我们所知,车型中搭载的完整电池包内部其实是很复杂的,电芯是一个电池系统的最小单元,多个电芯组成一个模组,再多个模组组成一个电池包。

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所以车企要配备更成熟、更有远见的电池生产工艺,从根本上解决电池安全问题。例如东风日产轩逸·纯电的电池始终按照与聆风一致的日产全球统一标准定制生产,12道装配工序,14道严格检测环节以确保每片电芯的一致性,包括拧每一个螺丝的力道,都是经过不同实验而达到理想的标准数据。

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在轩逸·纯电的主动和被动安全防护方面,也都配有双重BUFF加持。主动安全系统,起关键作用的是电池管理模块LCM,它可以对每片电池Cell温度、电压、内压等多项参数进行实时监测,当某项参数超出临界值时会及时停止该Cell的工作。据笔者采访过的一个轩逸·纯电车主表示,由于某次误使用了不合规的充电器为车充电,导致了车辆自锁,拿到4S店后才得以解决问题。所以轩逸·纯电在主动安全方面还是比较可靠的。

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上海快3被动安全系统,轩逸·纯电依旧做的很充足。整个电池包由1170Mpa 超高强度的电池铠甲全面覆盖,能够显著降低碰撞对电池组的影响。三个电池堆均由独立的隔热防爆罩衣包裹,能够让电池在必要时隔绝火源并防止爆燃的产生。

同时,绝对密封的电池包内腔让所有电池Cell和相关部件均处在一个相对稳定的环境中工作。据了解,日产的实验部门曾将一个完整的轩逸?纯电电池包在海水中浸泡了15天,拿出后撬开,内部一尘不染。除此之外,位于后排中间位置的电源总闸,在紧急状态下可以迅速切断所有电源,可充分保障车内人员的安全。

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安全无小事,尤其是纯电汽车的电池安全问题,影响深广。然而,通过研究动力电池自燃的关键因素,我们发现,部分纯电汽车的自燃,其根本原因还是因为技术尚未成熟。相比较而言,像日产等一些老牌的电动汽车厂商,在长期的实践中早就积淀了足够的技术经验,从根源上解决自燃问题,干脆、利落,而且收效显著。

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未来,随着整个电动汽车行业技术发展逐步成熟,相信会有更多电动汽车产品会在追求性能的同时充分满足消费者对于电池安全的诉求。而在其为之努力的过程中,轩逸·纯电提供的电池安全方案具备极佳的示范作用。

文章标签: 纯电动 汽车 严峻考验 责任编辑:杨思涵

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