比亞迪漢EV在碰撞測試之后48小時電池起火，暴露出主流電動車公司的設(shè)計缺陷

 

日前，汽車專業(yè)媒體《懂車帝》的“懂車試驗場”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/小時的速度進(jìn)行50%重疊率的對撞。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，在動力電池、小電瓶都斷電的情況下靜置48小時之后，漢EV動力電池起火。

 

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，這次起火，是否意味著“刀片”電池的安全性優(yōu)勢不再呢？經(jīng)過與多位業(yè)內(nèi)專家的溝通，《財經(jīng)十一人》認(rèn)為這次起火主要有以下兩點值得關(guān)注：

 

1、單體電芯的安全測試無法證明整個電池系統(tǒng)的安全性。

 

2、低壓電路即小電瓶的安全冗余設(shè)計對整車安全至關(guān)重要。

 

01、電芯安全無法決定系統(tǒng)安全

 

比亞迪2020年3月推出“刀片”電池時，就以電芯針刺試驗不冒煙、不起火、不爆炸引發(fā)輿論關(guān)注。當(dāng)時還引發(fā)了比亞迪與寧德時代之間關(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，對這款電池的測試就一直爭議不斷，因為迄今為止“刀片”電池大部分測試都是傳播性大于科學(xué)性。比如推出刀片電池時，采用過電池片上放生雞蛋檢驗升溫的不嚴(yán)謹(jǐn)做法。后來還采用過載重卡車碾壓單體電芯的不嚴(yán)謹(jǐn)測試。

 

三元鋰和磷酸鐵鋰兩種電池的安全性能爭議從未停止，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。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小時之后才起火，在安全性上已經(jīng)超出國標(biāo)很多。

 

但是對于“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。電池界的主流觀點是：電芯化學(xué)穩(wěn)定性無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)行的測試中，這些三元鋰電池組的安全性達(dá)到了針刺試驗不起火，或高溫試驗不冒煙的水準(zhǔn)。可見體系對于整個電池安全表現(xiàn)的重要性。

 

其實比亞迪的“刀片”電池也是改進(jìn)了電池的體系性安全。中科院院士歐陽明高在“刀片”電池發(fā)布會上介紹，“刀片”電池的長條形電芯設(shè)計，提升散熱面積，同時短路回路更長，產(chǎn)熱能力下降，一升一降，電池對抗熱失控的性能大幅度提升。

 

不過學(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，因此入門車型或者中高端車型的入門型號都偏好使用磷酸鐵鋰車型。整車價格低，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題，而是所有采用磷酸鐵鋰電池的車型共同面臨的問題。不過作為磷酸鐵鋰技術(shù)路線最堅定的支持者和國內(nèi)電動車銷量的領(lǐng)頭羊，比亞迪的電池安全性的確會引發(fā)更強(qiáng)的關(guān)注。

 

02、小電瓶的安全冗余至關(guān)重要

 

動力電池的體系安全需要多項監(jiān)控系統(tǒng)的支持，其中最重要的一個子系統(tǒng)叫電池管理系統(tǒng)（Battery Manage System），簡稱BMS，這套系統(tǒng)提供最基本，也最重要的功能。

 

BMS通過監(jiān)測電池的電壓、電流、電阻等多項數(shù)據(jù)分析電池的工作狀態(tài)，及時發(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，那么動力電池就將處于“裸奔”的不安全狀態(tài)。

 

在這場碰撞測試中，比亞迪漢EV的小電瓶完全被摧毀，車機(jī)斷電黑屏，車門無法解鎖，首先對救援造成了巨大障礙。其次沒有小電瓶，當(dāng)動力電池發(fā)生安全事件時，本應(yīng)發(fā)出警報的BMS也無法工作。

 

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。但是燃油車沒有動力電池，小電瓶即便失效，也不會造成動力電池這種高風(fēng)險部件處于“裸奔”狀態(tài)。所以燃油車的小電瓶在設(shè)計上只需要考慮發(fā)動機(jī)艙的布局合理即可，不用過多考慮安全性。

 

這就涉及到一個消費者普遍關(guān)心的問題——“油改電”。為了遷就燃油車平臺的種種限制，很多從燃油車平臺改造而來的“油改電”產(chǎn)品都存在各種設(shè)計方面的掣肘，其中低壓電路安全設(shè)計是一個主要問題。這是消費者對于“油改電”產(chǎn)品顧慮重重的重要原因。

 

在純電平臺的研發(fā)和應(yīng)用方面，國內(nèi)車企是優(yōu)于國外車企的。廣汽的GEP2.0、北汽極狐的BE21、吉利的SEA浩瀚、小鵬的E平臺、蔚來的NP等多個國內(nèi)車企的平臺都是100%純電平臺。而國際車企，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。奔馳、寶馬、奧迪、豐田、本田的純電平臺，最早也要明年才能投入使用，晚的要到2025年。

 

對于普通消費者來說，識別是否是純電平臺開發(fā)的產(chǎn)品并不困難，后排地板是否純平，四個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的簡單方法。當(dāng)然最簡單的方法還是看宣傳，只要采用純電平臺，每個廠商都會將這一點作為宣傳重點。

 

但是目前市場在售車型中，純電平臺車型占比偏低。而且由于平臺研發(fā)的高昂成本，純電平臺車型的價格普遍偏高，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，主要看兩個層面：

 

第一，硬件層面的安全冗余設(shè)計。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)計都是避免小電瓶在碰撞過程中，被吸能潰縮的車身損壞。如寶馬的低壓電路設(shè)計已經(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。當(dāng)電動車啟動之后，BMS是持續(xù)工作的。但當(dāng)車輛鎖閉后，某些電動車的BMS的工作邏輯是間隔固定時間，通常是幾分鐘，進(jìn)行電池自檢。但如果在間隔期間，動力電池發(fā)生熱失控，那BMS將無法起到任何作用。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)，可以實現(xiàn)停車狀態(tài)下24小時不間斷的動力電池監(jiān)控，消費者在選購時需要特別關(guān)注產(chǎn)品是否有這方面的安全設(shè)計。

 

同時《財經(jīng)十一人》也建議政府有關(guān)部門在動力電池的安全標(biāo)準(zhǔn)中增加BMS系統(tǒng)必須24小時不間斷工作的相應(yīng)條款。畢竟只要有持續(xù)工作的BMS系統(tǒng)，哪怕面對罕見的電池?zé)崾Э兀蠦MS守住底線，最起碼可以做到及時報警，解鎖車輛，快速逃生。