純電動車是現(xiàn)在汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型的趨勢,相比常規(guī)燃油汽車,電動車有排放少,駕駛陳本低的優(yōu)點。隨著自身電池的環(huán)保回收再利用的實現(xiàn),純電動汽車已經(jīng)成為真正環(huán)保的交通工具。
在大多數(shù)純電動汽車還在為加速性能不夠,行駛里程不夠長,以及充電時間太久的問題困擾的時候,特斯拉突然用它極具強悍的性能征服了整個純電動車市場,售價雖然比現(xiàn)有的純電動車價格高過幾倍,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。
特斯拉獲得市場認可的理由除了汽車機械性能出色以外,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)建成的城市的超級充電站充電很短(約40分鐘)的時間即可把其電池充至80%的容量。當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后,把車停在超級充電站充電,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極短路的時候會產(chǎn)生大電流而釋放巨大的熱能,這對于一個把整個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,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電動汽車的電池組與其他電動車生產(chǎn)商不同,它是由多個小型鋰離子電池構(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體獨自封裝的電池可能不會像大塊電池受到損傷時漏液破裂等,而是因為短路的原因使其他較為完整的電池產(chǎn)生大量的熱,最后形成了高溫明火。好在按照設(shè)計,電池組中的每個電池模塊都被阻燃物隔離,以限制熱能及明火的擴散,因此火勢被控制在車輛前部的有限區(qū)間內(nèi)。同時及時的信息警報也給乘客的逃生創(chuàng)造了機會。新款的特斯拉在底部也加裝了鈦保護板。
本人認為,作為跑車的特斯拉因為設(shè)計底盤比較低,確實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。所以在駕駛途中被路面障礙物損傷了電動車,其受損的幾率和常規(guī)汽油車一樣,縱然特斯拉會燃燒,但是因為被電池組的阻燃物隔斷,會給駕乘人員充分的保護和逃生時間。
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,這樣的慣性會使整個車輛變形,在這次高速撞擊中,整個汽車前部產(chǎn)生了嚴重的變形,同時整個底板也因為形變有很大應力的拉扯,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,是因為發(fā)生了如下化學反應:
產(chǎn)生的氫氣是起火爆燃的本質(zhì)原因。鋰電池的負極石墨中含有大量的金屬鋰微粒,在小功率正常使用下,不會發(fā)生上述反應,但碰上極端條件,負極金屬鋰就會產(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)生危險的電解液,但是爆炸的原因或許就和此前BYD電動車爆炸的原理相差無。當然科學上也是可以通過其他渠道解決氫的弊端,但價格十分昂貴,為了更加安全的駕乘體驗,你是否會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,插上電源進行充電,結(jié)果整個車庫都在燃燒。此前吵的沸沸揚揚的觀點認為:根據(jù)火宅調(diào)查報告,車主認定是特斯拉的充電器質(zhì)量問題導致自燃。而特斯拉的觀點則認為是起火點是客戶充電插座線路自燃導致的。
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。在這么大負荷的長時間工作,車庫也并不通風,整個線路就會像電熱絲一樣持續(xù)加溫最終失火。特斯拉的充電器設(shè)計中因為充電器能在超級充電站里以120KW的功率輸送電能,所以在家用電出現(xiàn)較大電流異常的時候,充電器端視乎并不會察覺不對。而為了保證充電線路的功率,車庫的插座設(shè)計需要一系列穩(wěn)壓穩(wěn)流并散熱等方案保證持續(xù)的高強度使用。對此或許車庫的布線等確實存在各種問題??傊瑢τ诔潆娖鞯氖褂?,確實特斯拉方面應該拿出科學的方案,此方案不該到插座處截至,應該到電網(wǎng)端才截至,就如現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的機床設(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)純電動汽車,他們會要求不要急加速。這個其實很好理解:充電電池在把化學能轉(zhuǎn)化成電能的同時,不可避免的會產(chǎn)生化學熱能,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著發(fā)動機功率。而發(fā)動機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小型鋰離子電池構(gòu)成,它的特點即是爆發(fā)性的輸出性能優(yōu)秀,但是因為小型鋰離子電池太多,確實也無法保證每個電池的質(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)些許問題都會導致電池及電路的異常升溫,常規(guī)汽車在行駛震動過程中也會出現(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,電動汽車的電池質(zhì)量異常發(fā)生頻率不會高于常規(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。同時因為電池升溫有一定的時間,此類事故可以通過監(jiān)控及時通知駕乘人員采取自我保護措施。
我認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)汽車的一個質(zhì)量問題花費很少的金錢換零件即可,特斯拉的電池安全問題會報廢整個電動汽車。
在大多數(shù)純電動汽車還在為加速性能不夠,行駛里程不夠長,以及充電時間太久的問題困擾的時候,特斯拉突然用它極具強悍的性能征服了整個純電動車市場,售價雖然比現(xiàn)有的純電動車價格高過幾倍,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。


特斯拉獲得市場認可的理由除了汽車機械性能出色以外,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)建成的城市的超級充電站充電很短(約40分鐘)的時間即可把其電池充至80%的容量。當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極短路的時候會產(chǎn)生大電流而釋放巨大的熱能,這對于一個把整個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,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電動汽車的電池組與其他電動車生產(chǎn)商不同,它是由多個小型鋰離子電池構(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體獨自封裝的電池可能不會像大塊電池受到損傷時漏液破裂等,而是因為短路的原因使其他較為完整的電池產(chǎn)生大量的熱,最后形成了高溫明火。好在按照設(shè)計,電池組中的每個電池模塊都被阻燃物隔離,以限制熱能及明火的擴散,因此火勢被控制在車輛前部的有限區(qū)間內(nèi)。同時及時的信息警報也給乘客的逃生創(chuàng)造了機會。新款的特斯拉在底部也加裝了鈦保護板。
本人認為,作為跑車的特斯拉因為設(shè)計底盤比較低,確實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。所以在駕駛途中被路面障礙物損傷了電動車,其受損的幾率和常規(guī)汽油車一樣,縱然特斯拉會燃燒,但是因為被電池組的阻燃物隔斷,會給駕乘人員充分的保護和逃生時間。
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,這樣的慣性會使整個車輛變形,在這次高速撞擊中,整個汽車前部產(chǎn)生了嚴重的變形,同時整個底板也因為形變有很大應力的拉扯,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,是因為發(fā)生了如下化學反應:
產(chǎn)生的氫氣是起火爆燃的本質(zhì)原因。鋰電池的負極石墨中含有大量的金屬鋰微粒,在小功率正常使用下,不會發(fā)生上述反應,但碰上極端條件,負極金屬鋰就會產(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)生危險的電解液,但是爆炸的原因或許就和此前BYD電動車爆炸的原理相差無。當然科學上也是可以通過其他渠道解決氫的弊端,但價格十分昂貴,為了更加安全的駕乘體驗,你是否會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,插上電源進行充電,結(jié)果整個車庫都在燃燒。此前吵的沸沸揚揚的觀點認為:根據(jù)火宅調(diào)查報告,車主認定是特斯拉的充電器質(zhì)量問題導致自燃。而特斯拉的觀點則認為是起火點是客戶充電插座線路自燃導致的。
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。在這么大負荷的長時間工作,車庫也并不通風,整個線路就會像電熱絲一樣持續(xù)加溫最終失火。特斯拉的充電器設(shè)計中因為充電器能在超級充電站里以120KW的功率輸送電能,所以在家用電出現(xiàn)較大電流異常的時候,充電器端視乎并不會察覺不對。而為了保證充電線路的功率,車庫的插座設(shè)計需要一系列穩(wěn)壓穩(wěn)流并散熱等方案保證持續(xù)的高強度使用。對此或許車庫的布線等確實存在各種問題??傊瑢τ诔潆娖鞯氖褂?,確實特斯拉方面應該拿出科學的方案,此方案不該到插座處截至,應該到電網(wǎng)端才截至,就如現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的機床設(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)純電動汽車,他們會要求不要急加速。這個其實很好理解:充電電池在把化學能轉(zhuǎn)化成電能的同時,不可避免的會產(chǎn)生化學熱能,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著發(fā)動機功率。而發(fā)動機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小型鋰離子電池構(gòu)成,它的特點即是爆發(fā)性的輸出性能優(yōu)秀,但是因為小型鋰離子電池太多,確實也無法保證每個電池的質(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)些許問題都會導致電池及電路的異常升溫,常規(guī)汽車在行駛震動過程中也會出現(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,電動汽車的電池質(zhì)量異常發(fā)生頻率不會高于常規(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。同時因為電池升溫有一定的時間,此類事故可以通過監(jiān)控及時通知駕乘人員采取自我保護措施。
我認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)汽車的一個質(zhì)量問題花費很少的金錢換零件即可,特斯拉的電池安全問題會報廢整個電動汽車。