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红红火火,一个月烧了6辆的新能源汽车背后隐患是什么?

一个月内,国内外先后发生3起特斯拉自燃事故,2起ES8自燃事故。就在不久前,刚刚上市的吉利星越PHEV车型也发生了一起自燃事故,这使得新能源汽车自燃成为了人们关注的焦点,也引发了不少新能源车主的恐慌。新能源汽车真的很容易自燃吗?自燃的原因又是什么?今天我们就来侃侃新能源汽车自燃的那些事儿。

首先,在正式开侃之前,我们先解决一个社会届的疑问——新能源汽车真的容易自燃吗?中国汽车报中有文章指出,电动汽车着火事故比例并不高于内燃机汽车,但由于我国电动汽车的迅速普及,电动汽车着火事故的绝对数量明显增加。所以消费者也不必太过担心新能源汽车自燃,遥想内燃机汽车发展的初期,自燃事件也不少。

新能源汽车自燃原因

新能源汽车自燃原因大致可分为两大点:电路和电池,如果是混动车型当然还有可能是油路引起的。新能源汽车最特殊的自燃源就是电池,电池安全性也是社会最关注的。

目前新能源汽车(混动和纯电)所使用的电池分为两种,镍氢电池和锂离子电池。

镍氢电池是丰田的最爱,其特性有价格低、环保、电流大等。镍氢电池的电解液是不可燃的水溶液,并且蒸发温度高,相对来说不容易引发燃烧。但相对的,镍氢电池重量大,体积能量密度比小,如果一台纯电汽车想要满足400公里续航且使用镍氢电池的话,那么这台车的重量可能达到3吨左右!,所以镍氢电池只能小规模使用,这也就是为什么丰田的双擎混动车型在国内不满足新能源汽车标准,无法上绿牌的原因。

其次,镍氢电池拥有记忆效应,记忆效应是指电池长期不彻底充电、放电,易在电池内留下痕迹,降低电池容量的现象。就好像电池记忆用户日常的充、放电幅度和模式,时间长了就很难改变这种模式。所以镍氢电池不适合作为新能源汽车的首选电池。

什么电池体积能量密度比大而且还没有记忆效应呢?那就是锂离子电池。相比镍氢电池,锂离子电池的体积能量密度比要高出48%左右,这就意味着相同容量的电量锂离子电池体积更小,重量更轻。再加上天然无记忆效应的特性,锂离子电池是插混车型和纯电车型的不二之选。

有利就得有弊,锂离子电池并不是十全十美的,相对于镍氢电池锂离子电池的安全性有所下降。首先锂离子电池相对镍氢电池不耐过饱充,严重的过充会导致锂电池发热、燃烧乃至爆炸。为了防止过充,厂家一方面会限制电流速度,另一方面会准备电池余量,原本60千瓦时的电池充到50千瓦时就为满电状态,而后面的10千瓦时即为电池余量。

除此之外锂离子电池还容易产生析锂现象。在充电过程中,带有正电的锂离子回到负极,返回的过程中容易发生碰撞形成不可逆的金属锂,金属锂在负极堆积容易产生树枝状结构——锂枝晶,锂枝晶的“生长”一方面会消耗电解液,一方面会导致电池短路,从而导致燃烧或爆炸。为了解决这一问题,工程师们通过限制电流速度、更换负极材料、锂枝晶定向生长等手段来避免锂枝晶的危害。

热管理

即便是解决了以上两点问题,动力电池在充电和使用时的发热也不可不避免的。为此,工程师们在新能源汽车中加入了热管理系统。热管理系统包括了“升温”和“降温”,电池和人体一样,需要一个舒适的工作温度,过高或过低的温度都会影响工作效率。

在动力电池方面的热管理的“降温”体系尤为重要。目前动力电池的冷却方式有自然冷却、风冷、液冷、直冷四种方式。自然冷却没有额外的换热装置,被称作被动热管理,有点类似“心静自然凉”的意思。

风冷分为被动风冷和主动风冷。被动风冷直接采用空气换热,就好比吹电风扇。主动风冷则是预先对外部空气进行收集加热或直冷,再进入电池系统,就好比是吹空调。

液冷是常见的冷却方式,基本原理与燃油车的发动机冷却液基本相同,如果用人体来比喻的话就好比是洗澡降暑。

直冷是采用制冷剂的冷却方法,冷却方法简单粗暴。直冷系统整体系统紧凑占用体积小,且冷却效果是液冷的三倍以上,宝马i3就是使用此方法冷却电池组。该冷却方法缺点是没有制热功能也没有冷凝水保护,制冷温度不易控制且制冷系统寿命差,所以并没有被广泛使用。

一套完善的电池热管理系统研发是需要高昂的费用的,虽然在《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》对于新能源汽车热管理系统有明确的标准,但限于成本,不少新能源汽车的电池热管理系统都遭到了“阉割”,采用了自然冷却方式,进而导致新能源汽车由于电池组原因产生自燃。

结语

纯电汽车的自燃因素有很多,但绝大多数都是由于电池组引发。自燃事件可能发生在任何汽车上,但由于新能源汽车近两年发展过快处于风口浪尖,所以自燃事件受到了广泛关注。任何新兴事物的发展都需要事件去探索,也希望消费者能够客观的看待新能源汽车自燃情况。

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