专题

电动汽车安全罗生门

作者: 来源:路由社 时间:2019-08-30

[摘要]一边是火焰,一边是海水。

在任何一个垂直汽车网站的论坛中,你总能看到喋喋不休关于电动汽车安全问题的讨论,甚至是争论。


最近数起纯电动汽车起火事件,再次将新能源汽车安全的话题推上风口浪尖,人们对新能源汽车安全的不信任感再次放大。


在19世纪的英国,机动车花了30年时间才证明自身的安全、便利。在21世纪的中国,新能源汽车又要花多长时间来证明它“用电”的优越性?


被“污名化”的新能源车安全


8月13日,长城旗下纯电动汽车欧拉R1在充电站起火,这是欧拉的“品牌首燃”。


8月18日,距离特斯拉上海自燃事件调查结果声明发布不到两个月,又一辆特斯拉在杭州的第三方维修中心起火,起火原因尚未公布。


更早之前,还有蔚来、比亚迪等车企车型的起火事件。


恰巧,8月18日,新能源汽车国家大数据联盟发布《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》。这个报告给出的数据是,2019 年 5 月以来,新能源汽车国家监管平台共发现新能源汽车安全事故 79 起,涉及车辆 96 辆——3个月,近百辆。电动汽车频繁起火,显然在消费者心中留下了深刻的印象。根据汽车之家的统计数据,今年上半年,新能源汽车自燃等安全问题的相关讨论,在论坛中就被提及了54418次。同样的话题,去年全年在汽车之家论坛被提到的次数是3591次,相差14倍。 7月补贴退坡到来之时,安全问题为国内已经放缓的新能源汽车增长势头再添一层障碍。同样是在汽车之家的调研中,潜在消费群体对新能源汽车的接受度已经从2018年的71。9%下跌到了50。4%。除开补贴退坡的因素,很难说没有受到对新能源汽车安全性担忧的影响。


新能源汽车安全事故的频繁发生,带来的一个额外影响是,对燃油车和新能源汽车谁更安全的讨论此起彼伏,较从前更甚。燃油车和新能源汽车到底谁更易燃易爆炸?在汽车之家、 懂车帝、知乎,乃至虎扑等各大论坛上,“挺油派”与“挺电派”划分好阵营,生动运用举例法、类比法、共情法、理论分析法、现身说法等方式,要在燃油车和新能源汽车的安全性上一较高低。



当然,对于汽车这样的标准化工业产品,最具说服力的,还是数据法。今年7月,特斯拉发布第二季度安全报告,表示特斯拉的电动车型平均每行驶1.7亿英里才会发生一次起火事件;而美国消防协会和美国交通部提供的数据是,全美汽车平均每行驶1900万英里就有一起起火事件。换句话说,特斯拉的起火隐患是汽车行业平均水平的九分之一。遗憾的是,这一数据并未对燃油车和新能源汽车的起火概率进行直接对比,特斯拉的安全数据,也无法反映新能源车全行业的水平。如果要强行做一个全行业对比,有两组数据可以用来参考。根据美国消防协会的数据,2015年,美国总计有17.4万辆车发生起火(其中97%为非事故性原因),这一年,美国的汽车保有量为26419.44万辆。换算一下,2015年美国汽车的起火率,大约为万分之6.6。而新能源汽车国家大数据联盟给出的中国相关数据是,3个月96辆,按此最坏的情况预计,今年新能源汽车起火相关事故也将不超过400辆。同时,目前国内新能源汽车保有量为344万辆。换算后,其起火率将在万分之1.1-1.2。从中美数据对比来看,新能源汽车似乎确实比燃油车更不易燃。但考虑到美国有大量仍在服役的老旧车辆,因此,更准确的说法是,至少在目前,新能源汽车并未呈现比燃油车更高的安全隐患。


但没有确切结论的结果是,人们往往会带着怀疑的态度来审视新能源汽车的安全表现。


电池安全重中之重


由于没有权威且直接的数据对比,新能源汽车短时间内想要在安全问题上自证清白仍然不太容易。可以观察到,在安全问题上人们对燃油车和新能源汽车起火事故仍然持有双重标准——“燃油车着了?正常”。“新能源汽车起火?大事。”


一方面的原因是人们对新事物天然的疑虑。另一方面,社会媒介对新能源汽车起火事故的侧重报道、选择性报道,也在一定程度上放大了新能源汽车起火的影响。


这是新能源车作为新事物不想背但又不得不背的锅。


安全这口大锅,燃油车曾经在与马车的角力过程中同样背过——1865年,英国议会通过了一部《红旗法案》,规定每一辆在道路上行驶的机动车,必须由3个人驾驶,其中一个人必须在车前面50米以外做引导,还要用红旗不断摇动为机动车开道,并且速度不能超过每小时4英里(每小时6。4公里)。法案通过的理由很简单:机动车看上去不怎么安全。


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参照历史,汽车发明之初也并未胜过马车多少。同样,新能源汽车在安全性上仍然有很多值得改进的空间。《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》中提到,在其统计的安全事故中,58%的车辆起火源于电池问题。


相较于传统燃油车起火多由于机械故障和线路老化,新能源汽车的电池安全性问题尤为突出。具体而言,电池给新能源汽车带来的安全问题主要体现在以下两方面:


一是,电池是车辆最主要的起火源头。二是,新能源汽车装载大量电池,一旦起火将很难扑灭,危害通常比燃油车起火更大。


在没有外力侵入的情况下,燃油车几乎不会从油箱开始燃烧,但新能源汽车最大的起火隐患却往往在电池系统。电池出问题的可能性很多,而一个始终萦绕不去的关键词是——电芯一致性。


对动力电池行业来说,保障生产的电芯的一致性几乎是安身立命之本。因为一台车的电池系统通常由数量众多的电芯组成,它们的工作环境基本相同。此时,保证每一枚电芯的“体质”相同或至少相近尤为重要,一旦有一枚电芯因为体质不对劲而出现差池,发热乃至起火,那么就会引发电池系统的连锁反应。


打个比方,如果将每一枚电芯比作杯子,将充电的过程比作以均匀的水流接水,如果某些杯子与其他的不一致,容量只有其他杯子的一半,那么,结果通常是,这些杯子会“水满则溢”——在电化学层面,这意味着电芯会过充、发热、膨胀,一旦超过“热失控”的临界温度,便会起火引燃电池模组乃至整辆汽车。而这仅仅是电芯一致性问题产生作用的很小一部分。


今年特斯拉上海自燃事件发生后,即有专业人士分析认为,特斯拉自燃有较大的可能性是车辆在经过超充后电池加速老化,原本微乎其微的电芯一致性问题被放大,进而导致车辆自燃。特斯拉由松下提供电芯尚且如此,国内的情况更不容乐观。一方面,车辆高续航里程对电池能量密度的追逐,使主流电芯选择向622以及811材料方向发展,电芯的热失控温度不断下探。



另一方面,国内动力电池产业中小公司众多,整体产品一致性与松下、三星、LG等电池巨头仍有不小的差距。在不久之前流传出的一篇“宁德时代生产专家接受调研”文章当中,专家表示,国内电芯一致性与松下等企业仍有1-2年的差距。尽管该文后来被官方辟谣,但国产电芯一致性的难题早已是业内公开的秘密。今年7月,汽车电子设计领域的大牛朱玉龙在其文章中就给出过预警,中国新能源汽车发展进入新的阶段,需要更加关注生产电芯的一致性。另外一边,新能源汽车起火后火焰难以扑灭的问题,带给消费的感受或许更加直观。这同样与电池的特性分不开。目前乘用车主流动力电池的构成中,其正极多为三元锂材料,能够在高温下直接分解出氧气,而电池的电解液含大量易燃的有机物,再加上电池本身易短路、发热。这使得新能源车的动力电池在密闭条件下也可以燃烧,并且即使火焰熄灭也容易复燃。


此外,与燃油车不同的是,新能源车的电池中含有六氟磷酸锂,在高温下可能会生成剧毒的氟化氢烟雾,对灭火的人员防护条件远远高于普通燃油车。



因此,一旦新能源车起火,通常解决方案只有两个——要么出动大量消防员,用大量的水对起火车辆进行持续扑灭(且灭火后还需静置观察一段时间);要么疏散,等车辆自行烧光。


而高昂的灭火成本、难以挽救的财产损失,直接影响了人们对新能源车总体安全性的判断。这有些类似于飞机失事。总体上,飞机是比汽车安全得多的交通工具,但一旦出现事故就会造成重大伤亡,这让人们对飞机的安全性提出更严苛的要求。


怀疑也是改进的动力


人们目前对新能源汽车实质上更高的安全要求,不见得完全是一件坏事,这或将是推动新能源汽车行业持续进步的重要动力。


看似容易起火的特斯拉,其实是一个典型的不断迭代进步的例子。在早期的特斯拉Model S/X车型上,关于电池的安全防护并不十分完备,尽管特斯拉使用了先进的BMS与热管理系统,仍然留下了安全隐患。


2014年,在多起外物侵入电池舱导致的车辆起火事件发生后,特斯拉开始在新制造的车辆中加装三层防止底盘被击穿的底盘装甲。


到Model 3投产时,特斯拉进一步改进了其电池系统,除了使用数量更少的2170电芯来降低系统整体的失效风险,还为每一枚电芯加装了可以熔断的保险丝。原本Model S电池包中每个电池模组之间才有的防火墙, 在Model 3上被加码至每两排电芯就有一层水冷板······



在这些保护措施下,Model 3的确拥有了比Model S更高的防火性能。


在今年国内新能源汽车产品更新中,还可以发现Model 3的某些防火安全改进,已经被某些新造车企业借用。


而在电池层面,更注重安全考量的声音在抬头。


一方面,国内规模较大的动力电池企业,在引入自动化程度更高的产线以及建立更高质量标准的电芯检测流程,以保证至关重要的电芯一致性。另一方面,一些更安全的动力电池技术路线获得更多青睐,除了传统上较为安全的磷酸铁锂电池在补贴退坡后迎来一波“复兴”趋势,软包动力电池则迎来了更大的机会(软包电芯受热后多鼓胀,起火风险比圆柱或方壳电芯更小)。


更远期,当固态电池技术取得突破量产后,动力电池的起火风险还将进一步降低。目前,各个动力电池巨头以及丰田、大众、戴姆勒等车企都已经纷纷加码这条赛道。


同样,推动充电设施标准化、培养消防员处理新能源汽车起火应对技能,以及推广新能源汽车火灾保险等配套工作,目前也在推进当中。


其中,任何一项工作都不是短时间内可以完成的,新能源汽车想要争取与燃油车相当的安全名声,仍然需要时间。


最近,“禁售禁行燃油车”和“202X年新能源汽车销量赶超燃油车”风声再起,新能源汽车作为新事物取代燃油车这一旧事物的大势似乎轰轰烈烈。但到了要掏出真金白银买车并且身体力行开车、用车的老百姓这边,对新能源汽车的态度则要冷静许多,这似乎并不能用民众不懂得大趋势去解释。


对于绝大多数人来说,新事物的普及还是要靠展现当下的强大而赢取信任,而非鼓吹发展潜力以博得同情。

 

 

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