纯电动汽车远不如传统燃油车安全?

2019-05-17      1281 次浏览

上海特斯拉ModelS爆炸事件之后,ElonMusk曾向世界喊话「特斯拉及大多数电动汽车的燃烧概率比燃油车低500%」。然而,上海事件尚未有调查结果之时,香港一辆特斯拉也同样在停车场发生起火。


接二连三的纯电动汽车事故让人们开始重新审视纯电动汽车的安全问题。美国著名公益机构巴特尔研究所曾经在NHTSA的要求下对动力电池进行调查研究,结果表明电动汽车比燃油车更安全、更不容易着火。


尽管如此,人们依旧认为,纯电动汽车远不如传统燃油车安全。


1高能量载体注定危险?


无论是纯电动汽车的市场保有量,还是每年相关部门统计的交通事故数据,都在指向同一个事实:纯电动汽车的事故发生概率远低于传统燃油车。


普通消费者对此并不买账,原因在于纯电动汽车动力来源:电池,在事故发生时更大概率地陷入起火、爆炸这类危险系数更高的风险当中。


如今市场对纯电动汽车的诉求主要集中在续航里程之上,这决定了汽车厂商需要在电池组的数量、单个电池的能量密度上进行突破。按照国家对动力电池技术发展的规划,到了2020年电池单体的能量密度要到300Wh/kg的水平。


业内人士曾经做过一个直观的对比:以能量密度相对较低的磷酸铁锂电池为例,120Wh/kg的电池电芯通过换算之后,1公斤磷酸铁锂电池蕴含的能量已经相当于103gTNT炸药。


当然,这样的对比并不具有太大的参考意义,但至少可以说明,每一辆纯电动汽车的动力电池都是高能量载体,发生事故时,瞬间大量的能量释放极有可能引发起火、爆炸。这也是外界对纯电动汽车更不安全的观念来源。


以上海特斯拉事故为例,一辆ModelS上放置了7000节松下的18650锂电池,以达到足够支撑其达到高性能、高续航的需求。从事故后的反馈来看,如此剧烈的爆炸仅来自于电池组中4个模组的的起火爆炸,可以想见,在非静止状态下事故发生时,纯电动汽车瞬间能量释放的危险程度。


传统燃油车的动力来源,同样是易燃易爆的汽油,那么,除了能量密度差异以外,纯电动汽车危险系数更高的原因又是来自哪里?


特斯拉曾经在对外公布的数据中提到,2013年至今特斯拉发生的50余起车辆起火爆炸事件中,超过一半发生在车辆碰撞、挤压之后。


这是动力电池经受最大考验的时刻。碰撞发生后,电池包由于外力造成挤压变形、从而引发短路,热失控之后电池包瞬间升温,导致电池起火。发生在上海特斯拉时间之后的蔚来ES8起火事故,正是出自这种原因。不过,纯电动汽车碰撞后大多以起火爆炸告终,但并非所有事故都在瞬间发生。2011年一辆雪佛兰Volt在进行碰撞测试的三周之后才引发起火。


2安全与隐患,都在来的路上


2018年中国汽车市场销售新能源汽车100万辆,前景看似一片光明。但乘联会的数据也在揭露另一个问题:2018年,新能源汽车的召回量超过13万。可以这样理解,每100辆售出的新能源汽车里,就有超过13辆因为质量问题需要被召回。


这不是一个小数目,甚至连特斯拉ModelS,也因为铝制螺栓腐蚀的问题在中国召回了接近9000辆汽车。


这13万新能源汽车召回的原因更多地与动力系统有关,比如力帆汽车是关于电池热失控、专用变速箱问题,而江淮则是局部过热问题,这些问题都使得纯电动汽车更容易关联到自燃甚至爆炸的安全隐患当中。


随着新能源汽车的陆续普及,更多问题被暴露出来。来自市场的担忧、国家层面的监管,都在催促纯电动汽车往更安全的方向发展。去年,2018年C-NCAP碰撞试验标准发布,新增了针对纯电动汽车的碰撞项目要求,其中主要针对触电保护、电压安全、绝缘性能等方面进行测试。


新规发布之后,到目前为止,C-NCAP仅公布了三款纯电动汽车的碰撞测试结果:比亚迪唐DM获得5星,而北汽EX450和云度π3仅得2星。


纯电动汽车的安全问题,不仅出现在快速成长的中国品牌里,欧洲的E-NCAP从2014年开始就把新能源碰撞测试纳入其中,美国IIHS也从2017年开始加入,然而,特斯拉ModelS在多项测试中表现最差,而宝马i3也有部分项目难以达到预期。


与传统燃油车不同,纯电动汽车在碰撞测试中不仅考察对乘员的保护、更要考虑车辆碰撞挤压后,对三电系统造成的影响,以及由此带来的安全隐患。


3给电池一个更高级的壳


ElonMusk在上海特斯拉爆炸事件后指责外界对待汽车安全的「双标」,传统燃油车在发展了一百多年以来,仍旧无法把起火爆炸这类事故的可能性降低为零。


当然,在剧烈碰撞事故发生之时,无论是传统燃油车还是纯电动汽车,都称不上绝对安全。只是,纯电动汽车的电池舱一旦受到损坏,起火爆炸与点击风险就会随之而来,相比之下传统燃油车还不算一个大麻烦。


纯电动汽车的特性如此,生产商只能在外部结构上尽可能减少碰撞发生带来的风险。2013年,特斯拉ModelS上市不久,就在美国发生了两起起火事故,原因均由于车辆底部受到异物撞击而造成底盘和电池包受损,从而带来了电池失效和热失控。事故发生之后,特斯拉在后来推出的车型中加装了保护电池的防护板。


然而,不久前蔚来ES8的事故发生,仍然来自相同原因。其中一个原因在于,蔚来ES8采用的是换电模式,因此电池包没有在额外的底盘外壳保护之下。动力电池本身在每个单体和整个电池组的外包装部分都会采用安全材料的包裹,而不同类型的动力电池,则有各自的优劣。


比如特斯拉采用的松下圆柱体电池,就是沿用了最常见的金属外壳包裹,具有工艺成熟、良品率高等优势,但整体重量偏大;而日产聆风选用的软包电池使用铝塑膜封装,与金属外壳相比重量更轻,但保护性也会低一些。


从上海特斯拉事件中看到,起火燃烧的四个电池模组并没有波及到其他,虽然热失控发生,但至少每个模组、电池之间的绝缘保护仍旧起到了作用。


过去纯电动汽车主要采用油改电路线的时候,能量密度和安全性是一组不可调和的矛盾。由于原有的燃油车架构决定了动力系统的放置形式,因此电池包的加入会受到空间、车辆结构的影响,而原有的结构也无法对电池包进行更多、更有针对性的保护。


一种声音认为,在油改电结构里,如果车企一味追求续航里程、把电池包尽可能做大,而由于车辆造型和尺寸的限制,无法给底盘和电池包预留足够的间隙,在碰撞事故发生时,电池包就有可能受到车体钣金的挤压、甚至穿刺,从而引发事故。


于是,目前许多新能源车企会研发针对电动车的架构平台,在整车布置、电池组的设计上,都会考虑强度和刚度的提升,主要用于对前后底部的保护。不过,即便畅销如特斯拉,ModelS在美国IIHS的碰撞测试中成绩仍然不尽人意,至于其他尚未参与碰撞测试评定的纯电动汽车,又如何让消费者放心?


最早一批进入市场的纯电动汽车至今也才使用了6年,电池衰减、老化等问题将会陆续到来。在纯电动汽车大举进军的当下,它要如何打动广大消费者?


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