比亞迪漢EV在碰撞測(cè)試之后48小時(shí)電池起火，暴露出主流電動(dòng)車公司的設(shè)計(jì)缺陷
文 | 尹路
7月24日晚間，汽車專業(yè)媒體《懂車帝》的“懂車試驗(yàn)場(chǎng)”發(fā)布了最新一期節(jié)目，節(jié)目中，比亞迪漢EV和極狐阿爾法S以64公里/小時(shí)的速度進(jìn)行50%重疊率的對(duì)撞。碰撞后，漢EV的車身受損情況要比阿爾法S更為嚴(yán)重。最令人擔(dān)憂的是，在動(dòng)力電池、小電瓶都斷電的情況下靜置48小時(shí)之后，漢EV動(dòng)力電池起火。
漢EV使用的電池是比亞迪的王牌產(chǎn)品，比同類電池更薄，長(zhǎng)寬高僅為960mm*90mm*13.5mm，因此被稱為“刀片”電池。它是磷酸鐵鋰電池，自推出之日就以安全為主要優(yōu)勢(shì)，這次起火，是否意味著“刀片”電池的安全性優(yōu)勢(shì)不再呢？經(jīng)過(guò)與多位業(yè)內(nèi)專家的溝通，《財(cái)經(jīng)十一人》認(rèn)為這次起火主要有以下兩點(diǎn)值得關(guān)注：
1、單體電芯的安全測(cè)試無(wú)法證明整個(gè)電池系統(tǒng)的安全性。
2、低壓電路即小電瓶的安全冗余設(shè)計(jì)對(duì)整車安全至關(guān)重要。
01、電芯安全無(wú)法決定系統(tǒng)安全
比亞迪2020年3月推出“刀片”電池時(shí)，就以電芯針刺試驗(yàn)不冒煙、不起火、不爆炸引發(fā)輿論關(guān)注。當(dāng)時(shí)還引發(fā)了比亞迪與寧德時(shí)代之間關(guān)于磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池安全性的隔空論戰(zhàn)，“刀片”電池也借此成功出圈。
但自從“刀片”電池推出，對(duì)這款電池的測(cè)試就一直爭(zhēng)議不斷，因?yàn)槠駷橹埂暗镀彪姵卮蟛糠譁y(cè)試都是傳播性大于科學(xué)性。比如推出刀片電池時(shí)，采用過(guò)電池片上放生雞蛋檢驗(yàn)升溫的不嚴(yán)謹(jǐn)做法。后來(lái)還采用過(guò)載重卡車碾壓?jiǎn)误w電芯的不嚴(yán)謹(jǐn)測(cè)試。
三元鋰和磷酸鐵鋰兩種電池的安全性能爭(zhēng)議從未停止，三元鋰材料的化學(xué)穩(wěn)定性更差，在安全性上先天不足。磷酸鐵鋰一直占據(jù)著安全性能的制高點(diǎn)。即便有了這次漢EV的起火事件，業(yè)內(nèi)的這種基本認(rèn)知也并未變化。畢竟?jié)hEV的電池是在車輛劇烈碰撞48小時(shí)之后才起火，在安全性上已經(jīng)超出國(guó)標(biāo)很多。
但是對(duì)于“刀片”電池是否能達(dá)到宣傳中永遠(yuǎn)不燃的效果，電池界一直存在質(zhì)疑。電池界的主流觀點(diǎn)是：電芯化學(xué)穩(wěn)定性無(wú)法決定電池組的安全表現(xiàn)，體系安全遠(yuǎn)比電芯化學(xué)穩(wěn)定性更加重要。
從2020年底至今，廣汽、東風(fēng)嵐圖、吉利極氪等多個(gè)車企，以及中航鋰電、欣旺達(dá)等多家電池企業(yè)都推出了高安全性的三元鋰電池。在中汽研等權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行的測(cè)試中，這些三元鋰電池組的安全性達(dá)到了針刺試驗(yàn)不起火，或高溫試驗(yàn)不冒煙的水準(zhǔn)。可見體系對(duì)于整個(gè)電池安全表現(xiàn)的重要性。
其實(shí)比亞迪的“刀片”電池也是改進(jìn)了電池的體系性安全。中科院院士歐陽(yáng)明高在“刀片”電池發(fā)布會(huì)上介紹，“刀片”電池的長(zhǎng)條形電芯設(shè)計(jì)，提升散熱面積，同時(shí)短路回路更長(zhǎng)，產(chǎn)熱能力下降，一升一降，電池對(duì)抗熱失控的性能大幅度提升。
不過(guò)學(xué)界普遍認(rèn)為，磷酸鐵鋰電池在體系安全方面發(fā)展空間更小。由于磷酸鐵鋰能量密度小，想要提升電池包的總體能量密度，必須提升電池包中電芯的占比。能夠用來(lái)提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、散熱能力、隔熱能力的空間相應(yīng)減少。磷酸鐵鋰電池在體系安全性上，天花板要比三元鋰電池低。
另外還有車型成本方面的考慮。磷酸鐵鋰電池?fù)碛谐杀緝?yōu)勢(shì)，因此入門車型或者中高端車型的入門型號(hào)都偏好使用磷酸鐵鋰車型。整車價(jià)格低，可以投入在體系安全方面的成本也相應(yīng)降低。
能量密度、成本控制，磷酸鐵鋰電池在提升體系安全性能方面存在兩大先天阻力。這不是比亞迪一家的問(wèn)題，而是所有采用磷酸鐵鋰電池的車型共同面臨的問(wèn)題。不過(guò)作為磷酸鐵鋰技術(shù)路線最堅(jiān)定的支持者和國(guó)內(nèi)電動(dòng)車銷量的領(lǐng)頭羊，比亞迪的電池安全性的確會(huì)引發(fā)更強(qiáng)的關(guān)注。
02、小電瓶的安全冗余至關(guān)重要
動(dòng)力電池的體系安全需要多項(xiàng)監(jiān)控系統(tǒng)的支持，其中最重要的一個(gè)子系統(tǒng)叫電池管理系統(tǒng)（Battery Manage System），簡(jiǎn)稱BMS，這套系統(tǒng)提供最基本，也最重要的功能。
BMS通過(guò)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、電阻等多項(xiàng)數(shù)據(jù)分析電池的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不健康電芯，并采取措施。但這套系統(tǒng)是以車輛的低壓電路系統(tǒng)，也就是小電瓶為電源的，如果小電瓶損壞，BMS也就隨之失效，那么動(dòng)力電池就將處于“裸奔”的不安全狀態(tài)。
在這場(chǎng)碰撞測(cè)試中，比亞迪漢EV的小電瓶完全被摧毀，車機(jī)斷電黑屏，車門無(wú)法解鎖，首先對(duì)救援造成了巨大障礙。其次沒有小電瓶，當(dāng)動(dòng)力電池發(fā)生安全事件時(shí)，本應(yīng)發(fā)出警報(bào)的BMS也無(wú)法工作。
碰撞的另外一方極狐阿爾法S，車機(jī)還能正常顯示，各種報(bào)警信息不斷出現(xiàn)，證明車輛的安全系統(tǒng)還在正常工作。除了本身車身剛性和安全設(shè)計(jì)更優(yōu)秀之外，小電瓶位置更靠近座艙，在碰撞中更不易損壞也是重要原因。
對(duì)于傳統(tǒng)燃油車，小電瓶雖然也有給安全系統(tǒng)、行車電腦供電等重要作用。但是燃油車沒有動(dòng)力電池，小電瓶即便失效，也不會(huì)造成動(dòng)力電池這種高風(fēng)險(xiǎn)部件處于“裸奔”狀態(tài)。所以燃油車的小電瓶在設(shè)計(jì)上只需要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)艙的布局合理即可，不用過(guò)多考慮安全性。
這就涉及到一個(gè)消費(fèi)者普遍關(guān)心的問(wèn)題——“油改電”。為了遷就燃油車平臺(tái)的種種限制，很多從燃油車平臺(tái)改造而來(lái)的“油改電”產(chǎn)品都存在各種設(shè)計(jì)方面的掣肘，其中低壓電路安全設(shè)計(jì)是一個(gè)主要問(wèn)題。這是消費(fèi)者對(duì)于“油改電”產(chǎn)品顧慮重重的重要原因。
在純電平臺(tái)的研發(fā)和應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)車企是優(yōu)于國(guó)外車企的。廣汽的GEP2.0、北汽極狐的BE21、吉利的SEA浩瀚、小鵬的E平臺(tái)、蔚來(lái)的NP等多個(gè)國(guó)內(nèi)車企的平臺(tái)都是100%純電平臺(tái)。而國(guó)際車企，目前投入量產(chǎn)的只有大眾MEB和現(xiàn)代E-GMP兩款純電平臺(tái)。奔馳、寶馬、奧迪、豐田、本田的純電平臺(tái)，最早也要明年才能投入使用，晚的要到2025年。
對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，識(shí)別是否是純電平臺(tái)開發(fā)的產(chǎn)品并不困難，后排地板是否純平，四個(gè)輪胎是否靠近車輛四角都是從外觀上判斷是否為純電平臺(tái)的簡(jiǎn)單方法。當(dāng)然最簡(jiǎn)單的方法還是看宣傳，只要采用純電平臺(tái)，每個(gè)廠商都會(huì)將這一點(diǎn)作為宣傳重點(diǎn)。
但是目前市場(chǎng)在售車型中，純電平臺(tái)車型占比偏低。而且由于平臺(tái)研發(fā)的高昂成本，純電平臺(tái)車型的價(jià)格普遍偏高，更多純電車型還是“油改電”產(chǎn)品，而判斷“油改電”產(chǎn)品的低壓電路系統(tǒng)是否足夠安全，主要看兩個(gè)層面：
第一，硬件層面的安全冗余設(shè)計(jì)。小電瓶是否安裝在了靠近座艙、副駕駛一側(cè)或其他更為安全的位置。這些設(shè)計(jì)都是避免小電瓶在碰撞過(guò)程中，被吸能潰縮的車身?yè)p壞。如寶馬的低壓電路設(shè)計(jì)已經(jīng)將小電瓶放置在了后備箱下方，這有效避免了低壓電路系統(tǒng)的受損失效。
第二，電池管理系統(tǒng)BMS的安全冗余設(shè)計(jì)。當(dāng)電動(dòng)車啟動(dòng)之后，BMS是持續(xù)工作的。但當(dāng)車輛鎖閉后，某些電動(dòng)車的BMS的工作邏輯是間隔固定時(shí)間，通常是幾分鐘，進(jìn)行電池自檢。但如果在間隔期間，動(dòng)力電池發(fā)生熱失控，那BMS將無(wú)法起到任何作用。這是停車、充電等狀態(tài)下容易發(fā)生熱失控的重要原因。
現(xiàn)在多數(shù)汽車廠商都推出了擁有類似巡邏功能的BMS系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)停車狀態(tài)下24小時(shí)不間斷的動(dòng)力電池監(jiān)控，消費(fèi)者在選購(gòu)時(shí)需要特別關(guān)注產(chǎn)品是否有這方面的安全設(shè)計(jì)。
同時(shí)《財(cái)經(jīng)十一人》也建議政府有關(guān)部門在動(dòng)力電池的安全標(biāo)準(zhǔn)中增加BMS系統(tǒng)必須24小時(shí)不間斷工作的相應(yīng)條款。畢竟只要有持續(xù)工作的BMS系統(tǒng)，哪怕面對(duì)罕見的電池?zé)崾Э?，有BMS守住底線，最起碼可以做到及時(shí)報(bào)警，解鎖車輛，快速逃生。
作者為《財(cái)經(jīng)》記者，編輯：馬克
