純電動(dòng)車是現(xiàn)在汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì),相比常規(guī)燃油汽車,電動(dòng)車有排放少,駕駛陳本低的優(yōu)點(diǎn)。隨著自身電池的環(huán)?;厥赵倮玫膶?shí)現(xiàn),純電動(dòng)汽車已經(jīng)成為真正環(huán)保的交通工具。
在大多數(shù)純電動(dòng)汽車還在為加速性能不夠,行駛里程不夠長(zhǎng),以及充電時(shí)間太久的問題困擾的時(shí)候,特斯拉突然用它極具強(qiáng)悍的性能征服了整個(gè)純電動(dòng)車市場(chǎng),售價(jià)雖然比現(xiàn)有的純電動(dòng)車價(jià)格高過幾倍,但是它各方面出色的表現(xiàn)已經(jīng)可以與轎跑車一角高下。
特斯拉獲得市場(chǎng)認(rèn)可的理由除了汽車機(jī)械性能出色以外,他最引以為豪的就是充電及續(xù)航能力了。根據(jù)官方數(shù)據(jù),在他所已經(jīng)建成的城市的超級(jí)充電站充電很短(約40分鐘)的時(shí)間即可把其電池充至80%的容量。當(dāng)然他也可以匹配家用220V市電。
以上圖表的意義在于駕駛者以110KM/h的駕駛速度駕駛四小時(shí)后,把車停在超級(jí)充電站充電,待吃完飯(約40多分鐘后),特斯拉已經(jīng)充入超過80%的電能。那么他如此引以為傲的電池技術(shù),卻在過去9個(gè)月中就發(fā)生了6次電池燃燒的事故。我們不經(jīng)要問,特斯拉的汽車電池到底安全么?
以上是特斯拉的各種起火原因,究其源頭都與電池燃燒相關(guān)。我們不妨以以上原因來分析幾個(gè)常見的電池燃燒問題。
1.汽車在行駛過程中由于路面障礙損傷電池組而自燃。
大家都知道電池在正負(fù)極短路的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大電流而釋放巨大的熱能,這對(duì)于一個(gè)把整個(gè)電池組作為底板的汽車,其受到下部障礙物損傷電池的幾率是非常高的。根據(jù)事后的演算,那輛不幸的特斯拉在行駛時(shí),通過的金屬障礙物是以28噸的力直刺電池組內(nèi)部。這里值得注意的是,Tesla電動(dòng)汽車的電池組與其他電動(dòng)車生產(chǎn)商不同,它是由多個(gè)小型鋰離子電池構(gòu)成(也是筆記本電腦的常用電池),電池組橫跨車輛的基座。

所以較為密集又小個(gè)體獨(dú)自封裝的電池可能不會(huì)像大塊電池受到損傷時(shí)漏液破裂等,而是因?yàn)槎搪返脑蚴蛊渌^為完整的電池產(chǎn)生大量的熱,最后形成了高溫明火。好在按照設(shè)計(jì),電池組中的每個(gè)電池模塊都被阻燃物隔離,以限制熱能及明火的擴(kuò)散,因此火勢(shì)被控制在車輛前部的有限區(qū)間內(nèi)。同時(shí)及時(shí)的信息警報(bào)也給乘客的逃生創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。新款的特斯拉在底部也加裝了鈦保護(hù)板。
本人認(rèn)為,作為跑車的特斯拉因?yàn)樵O(shè)計(jì)底盤比較低,確實(shí)也不適合在路況較為不良的路面上行駛。要知道即使是常規(guī)汽車在這樣的障礙物上通過,或許也有損傷油底殼或割破電路及油管等各種危險(xiǎn)。所以在駕駛途中被路面障礙物損傷了電動(dòng)車,其受損的幾率和常規(guī)汽油車一樣,縱然特斯拉會(huì)燃燒,但是因?yàn)楸浑姵亟M的阻燃物隔斷,會(huì)給駕乘人員充分的保護(hù)和逃生時(shí)間。
2.碰撞后起火/爆炸:
由于在高速公路上產(chǎn)生的碰撞都是比較劇烈的,這次特斯拉作為跑車在路面上高速行駛,根據(jù)調(diào)查其撞擊鋼桿的速度非常的快,這樣的慣性會(huì)使整個(gè)車輛變形,在這次高速撞擊中,整個(gè)汽車前部產(chǎn)生了嚴(yán)重的變形,同時(shí)整個(gè)底板也因?yàn)樾巫冇泻艽髴?yīng)力的拉扯,這樣的拉扯使平鋪在底板的電池組相互擠壓變形,最終有些損傷破裂。
鋰電池的本質(zhì)是非常不安全的,金屬鋰丟入水中,立即起火爆炸燃燒,是因?yàn)榘l(fā)生了如下化學(xué)反應(yīng):
產(chǎn)生的氫氣是起火爆燃的本質(zhì)原因。鋰電池的負(fù)極石墨中含有大量的金屬鋰微粒,在小功率正常使用下,不會(huì)發(fā)生上述反應(yīng),但碰上極端條件,負(fù)極金屬鋰就會(huì)產(chǎn)生大量氫氣而爆炸。
很多人分析的電極短路、針刺只是爆炸的表象原因,如果沒有氫氣生成,碳酸乙烯酯,碳酸丙烯酯、1,3-丙烷磺內(nèi)酯等這些高閃點(diǎn)電解液成分,鋰電池內(nèi)部短路頂多發(fā)熱冒冒煙。
雖然并不知道特斯拉是否使用了這么容易產(chǎn)生危險(xiǎn)的電解液,但是爆炸的原因或許就和此前BYD電動(dòng)車爆炸的原理相差無。當(dāng)然科學(xué)上也是可以通過其他渠道解決氫的弊端,但價(jià)格十分昂貴,為了更加安全的駕乘體驗(yàn),你是否會(huì)為更高的汽車成本買單呢?
3.充電器過熱燃燒:
事情的由來是車主把汽車停到了自己的車庫里后,插上電源進(jìn)行充電,結(jié)果整個(gè)車庫都在燃燒。此前吵的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的觀點(diǎn)認(rèn)為:根據(jù)火宅調(diào)查報(bào)告,車主認(rèn)定是特斯拉的充電器質(zhì)量問題導(dǎo)致自燃。而特斯拉的觀點(diǎn)則認(rèn)為是起火點(diǎn)是客戶充電插座線路自燃導(dǎo)致的。
此家用充電器的電流40A×220V=8800W,要知道較為大功率的取暖器等設(shè)備功率才3000W,所以整個(gè)充電插座線路需要重新訂制,如果鋪設(shè)的線路并不是很良好。在這么大負(fù)荷的長(zhǎng)時(shí)間工作,車庫也并不通風(fēng),整個(gè)線路就會(huì)像電熱絲一樣持續(xù)加溫最終失火。特斯拉的充電器設(shè)計(jì)中因?yàn)槌潆娖髂茉诔?jí)充電站里以120KW的功率輸送電能,所以在家用電出現(xiàn)較大電流異常的時(shí)候,充電器端視乎并不會(huì)察覺不對(duì)。而為了保證充電線路的功率,車庫的插座設(shè)計(jì)需要一系列穩(wěn)壓穩(wěn)流并散熱等方案保證持續(xù)的高強(qiáng)度使用。對(duì)此或許車庫的布線等確實(shí)存在各種問題??傊瑢?duì)于充電器的使用,確實(shí)特斯拉方面應(yīng)該拿出科學(xué)的方案,此方案不該到插座處截至,應(yīng)該到電網(wǎng)端才截至,就如現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備一樣,一直把技術(shù)規(guī)程延伸到電網(wǎng)端。
4.電動(dòng)汽車突然猛烈起步功率變化:
筆者曾經(jīng)駕駛過國內(nèi)純電動(dòng)汽車,他們會(huì)要求不要急加速。這個(gè)其實(shí)很好理解:充電電池在把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的同時(shí),不可避免的會(huì)產(chǎn)生化學(xué)熱能,在突然的加速中,整車需要很大的扭矩使汽車急加速,這樣的扭矩直接考驗(yàn)著發(fā)動(dòng)機(jī)功率。而發(fā)動(dòng)機(jī)的功率直接來自于電池的瞬間輸出功率。
特斯拉的電池組就是和筆記本電池組一樣的是由多個(gè)小型鋰離子電池構(gòu)成,它的特點(diǎn)即是爆發(fā)性的輸出性能優(yōu)秀,但是因?yàn)樾⌒弯囯x子電池太多,確實(shí)也無法保證每個(gè)電池的質(zhì)量。在官方提供的數(shù)據(jù)中,特斯拉正常行駛時(shí)電池溫度在85攝氏度左右,并需要水冷散熱,這樣惡劣的環(huán)境任何一方出現(xiàn)些許問題都會(huì)導(dǎo)致電池及電路的異常升溫,常規(guī)汽車在行駛震動(dòng)過程中也會(huì)出現(xiàn)電路接觸不良或者水箱散熱異常,所以也可以理解特斯拉的各方面異常吧。起碼在本身牢固穩(wěn)定的狀態(tài)下,電動(dòng)汽車的電池質(zhì)量異常發(fā)生頻率不會(huì)高于常規(guī)汽車?,F(xiàn)在特斯拉的電池組都是通過隔熱板把電池組隔成幾個(gè)小的區(qū)域,避免了高溫刺激車體內(nèi)易燃物以及其他電池組的燃燒。同時(shí)因?yàn)殡姵厣郎赜幸欢ǖ臅r(shí)間,此類事故可以通過監(jiān)控及時(shí)通知駕乘人員采取自我保護(hù)措施。
我認(rèn)為特斯拉的電池自燃事故屬于一般汽車同等質(zhì)量事故的幾率范圍以內(nèi),他的燃燒對(duì)于駕乘者的安全性倒并沒有很大的危害,只是常規(guī)汽車的一個(gè)質(zhì)量問題花費(fèi)很少的金錢換零件即可,特斯拉的電池安全問題會(huì)報(bào)廢整個(gè)電動(dòng)汽車。
在大多數(shù)純電動(dòng)汽車還在為加速性能不夠,行駛里程不夠長(zhǎng),以及充電時(shí)間太久的問題困擾的時(shí)候,特斯拉突然用它極具強(qiáng)悍的性能征服了整個(gè)純電動(dòng)車市場(chǎng),售價(jià)雖然比現(xiàn)有的純電動(dòng)車價(jià)格高過幾倍,但是它各方面出色的表現(xiàn)已經(jīng)可以與轎跑車一角高下。


特斯拉獲得市場(chǎng)認(rèn)可的理由除了汽車機(jī)械性能出色以外,他最引以為豪的就是充電及續(xù)航能力了。根據(jù)官方數(shù)據(jù),在他所已經(jīng)建成的城市的超級(jí)充電站充電很短(約40分鐘)的時(shí)間即可把其電池充至80%的容量。當(dāng)然他也可以匹配家用220V市電。



以上是特斯拉的各種起火原因,究其源頭都與電池燃燒相關(guān)。我們不妨以以上原因來分析幾個(gè)常見的電池燃燒問題。
1.汽車在行駛過程中由于路面障礙損傷電池組而自燃。
大家都知道電池在正負(fù)極短路的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大電流而釋放巨大的熱能,這對(duì)于一個(gè)把整個(gè)電池組作為底板的汽車,其受到下部障礙物損傷電池的幾率是非常高的。根據(jù)事后的演算,那輛不幸的特斯拉在行駛時(shí),通過的金屬障礙物是以28噸的力直刺電池組內(nèi)部。這里值得注意的是,Tesla電動(dòng)汽車的電池組與其他電動(dòng)車生產(chǎn)商不同,它是由多個(gè)小型鋰離子電池構(gòu)成(也是筆記本電腦的常用電池),電池組橫跨車輛的基座。


所以較為密集又小個(gè)體獨(dú)自封裝的電池可能不會(huì)像大塊電池受到損傷時(shí)漏液破裂等,而是因?yàn)槎搪返脑蚴蛊渌^為完整的電池產(chǎn)生大量的熱,最后形成了高溫明火。好在按照設(shè)計(jì),電池組中的每個(gè)電池模塊都被阻燃物隔離,以限制熱能及明火的擴(kuò)散,因此火勢(shì)被控制在車輛前部的有限區(qū)間內(nèi)。同時(shí)及時(shí)的信息警報(bào)也給乘客的逃生創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。新款的特斯拉在底部也加裝了鈦保護(hù)板。
本人認(rèn)為,作為跑車的特斯拉因?yàn)樵O(shè)計(jì)底盤比較低,確實(shí)也不適合在路況較為不良的路面上行駛。要知道即使是常規(guī)汽車在這樣的障礙物上通過,或許也有損傷油底殼或割破電路及油管等各種危險(xiǎn)。所以在駕駛途中被路面障礙物損傷了電動(dòng)車,其受損的幾率和常規(guī)汽油車一樣,縱然特斯拉會(huì)燃燒,但是因?yàn)楸浑姵亟M的阻燃物隔斷,會(huì)給駕乘人員充分的保護(hù)和逃生時(shí)間。
2.碰撞后起火/爆炸:
由于在高速公路上產(chǎn)生的碰撞都是比較劇烈的,這次特斯拉作為跑車在路面上高速行駛,根據(jù)調(diào)查其撞擊鋼桿的速度非常的快,這樣的慣性會(huì)使整個(gè)車輛變形,在這次高速撞擊中,整個(gè)汽車前部產(chǎn)生了嚴(yán)重的變形,同時(shí)整個(gè)底板也因?yàn)樾巫冇泻艽髴?yīng)力的拉扯,這樣的拉扯使平鋪在底板的電池組相互擠壓變形,最終有些損傷破裂。
鋰電池的本質(zhì)是非常不安全的,金屬鋰丟入水中,立即起火爆炸燃燒,是因?yàn)榘l(fā)生了如下化學(xué)反應(yīng):
產(chǎn)生的氫氣是起火爆燃的本質(zhì)原因。鋰電池的負(fù)極石墨中含有大量的金屬鋰微粒,在小功率正常使用下,不會(huì)發(fā)生上述反應(yīng),但碰上極端條件,負(fù)極金屬鋰就會(huì)產(chǎn)生大量氫氣而爆炸。
很多人分析的電極短路、針刺只是爆炸的表象原因,如果沒有氫氣生成,碳酸乙烯酯,碳酸丙烯酯、1,3-丙烷磺內(nèi)酯等這些高閃點(diǎn)電解液成分,鋰電池內(nèi)部短路頂多發(fā)熱冒冒煙。
雖然并不知道特斯拉是否使用了這么容易產(chǎn)生危險(xiǎn)的電解液,但是爆炸的原因或許就和此前BYD電動(dòng)車爆炸的原理相差無。當(dāng)然科學(xué)上也是可以通過其他渠道解決氫的弊端,但價(jià)格十分昂貴,為了更加安全的駕乘體驗(yàn),你是否會(huì)為更高的汽車成本買單呢?
3.充電器過熱燃燒:
事情的由來是車主把汽車停到了自己的車庫里后,插上電源進(jìn)行充電,結(jié)果整個(gè)車庫都在燃燒。此前吵的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的觀點(diǎn)認(rèn)為:根據(jù)火宅調(diào)查報(bào)告,車主認(rèn)定是特斯拉的充電器質(zhì)量問題導(dǎo)致自燃。而特斯拉的觀點(diǎn)則認(rèn)為是起火點(diǎn)是客戶充電插座線路自燃導(dǎo)致的。
此家用充電器的電流40A×220V=8800W,要知道較為大功率的取暖器等設(shè)備功率才3000W,所以整個(gè)充電插座線路需要重新訂制,如果鋪設(shè)的線路并不是很良好。在這么大負(fù)荷的長(zhǎng)時(shí)間工作,車庫也并不通風(fēng),整個(gè)線路就會(huì)像電熱絲一樣持續(xù)加溫最終失火。特斯拉的充電器設(shè)計(jì)中因?yàn)槌潆娖髂茉诔?jí)充電站里以120KW的功率輸送電能,所以在家用電出現(xiàn)較大電流異常的時(shí)候,充電器端視乎并不會(huì)察覺不對(duì)。而為了保證充電線路的功率,車庫的插座設(shè)計(jì)需要一系列穩(wěn)壓穩(wěn)流并散熱等方案保證持續(xù)的高強(qiáng)度使用。對(duì)此或許車庫的布線等確實(shí)存在各種問題??傊瑢?duì)于充電器的使用,確實(shí)特斯拉方面應(yīng)該拿出科學(xué)的方案,此方案不該到插座處截至,應(yīng)該到電網(wǎng)端才截至,就如現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備一樣,一直把技術(shù)規(guī)程延伸到電網(wǎng)端。
4.電動(dòng)汽車突然猛烈起步功率變化:
筆者曾經(jīng)駕駛過國內(nèi)純電動(dòng)汽車,他們會(huì)要求不要急加速。這個(gè)其實(shí)很好理解:充電電池在把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的同時(shí),不可避免的會(huì)產(chǎn)生化學(xué)熱能,在突然的加速中,整車需要很大的扭矩使汽車急加速,這樣的扭矩直接考驗(yàn)著發(fā)動(dòng)機(jī)功率。而發(fā)動(dòng)機(jī)的功率直接來自于電池的瞬間輸出功率。
特斯拉的電池組就是和筆記本電池組一樣的是由多個(gè)小型鋰離子電池構(gòu)成,它的特點(diǎn)即是爆發(fā)性的輸出性能優(yōu)秀,但是因?yàn)樾⌒弯囯x子電池太多,確實(shí)也無法保證每個(gè)電池的質(zhì)量。在官方提供的數(shù)據(jù)中,特斯拉正常行駛時(shí)電池溫度在85攝氏度左右,并需要水冷散熱,這樣惡劣的環(huán)境任何一方出現(xiàn)些許問題都會(huì)導(dǎo)致電池及電路的異常升溫,常規(guī)汽車在行駛震動(dòng)過程中也會(huì)出現(xiàn)電路接觸不良或者水箱散熱異常,所以也可以理解特斯拉的各方面異常吧。起碼在本身牢固穩(wěn)定的狀態(tài)下,電動(dòng)汽車的電池質(zhì)量異常發(fā)生頻率不會(huì)高于常規(guī)汽車?,F(xiàn)在特斯拉的電池組都是通過隔熱板把電池組隔成幾個(gè)小的區(qū)域,避免了高溫刺激車體內(nèi)易燃物以及其他電池組的燃燒。同時(shí)因?yàn)殡姵厣郎赜幸欢ǖ臅r(shí)間,此類事故可以通過監(jiān)控及時(shí)通知駕乘人員采取自我保護(hù)措施。
我認(rèn)為特斯拉的電池自燃事故屬于一般汽車同等質(zhì)量事故的幾率范圍以內(nèi),他的燃燒對(duì)于駕乘者的安全性倒并沒有很大的危害,只是常規(guī)汽車的一個(gè)質(zhì)量問題花費(fèi)很少的金錢換零件即可,特斯拉的電池安全問題會(huì)報(bào)廢整個(gè)電動(dòng)汽車。