鉅大LARGE | 點擊量:1312次 | 2018年07月06日
特斯拉新能源汽車火災引關注 認識鋰離子電池
麥科馬克在推特上發消息稱,“上周(2018.06.15),我丈夫和他的車在洛杉磯的一條大街上失火。”她發布了一段視頻,視頻中車停在路邊,火焰和煙霧從下面冒出來。她寫道。“在圣塔莫尼卡大街的交通中,沒有發生交通事故(指的碰撞事故)。”“謝謝那對好心的夫婦,他們把他攔下來,讓他靠邊停車……”。
首先,這輛著火的車是tesla的modelS。從車輛本身,做了安全設計措施。所以,特斯拉(Tesla)的一位女發言人在電子郵件中說,“由于我們的電池結構,車輛的機艙完全不受火災影響”。怎么讀都像是打廣告,和ElonMusk同樣風格的說辭。
其次,從推特的描述中,更深的反映出車主對家人安全的擔憂,“謝天謝地,我的三個小女孩沒有和他在一起”。
不敢茍同tesla安全“10倍”算法
我們看到,當新能源車輛發生事故時,一方面tesla的發言人說“我們正在調查事故發生的原因”,另一方面,特斯拉汽車援引美國國家防火協會(NationalfireProtectionAssociation)和美國聯邦高速公路管理局(U.S.FederalHighwayAdministration)的數據稱,新能源汽車比燃料汽車安全十倍。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
就車輛銷售數量、使用頻度、使用環境而言,燃料汽車和新能源汽車,差異非常大,本不能站在一個平臺對比。不能因為,都是交通工具的共性,而不顧產品推出時間的長短,不能使用簡單的概率或別的什么數據去對比。面對新技術、新產品、吃螃蟹的用戶,更應有自身的衡量標準。單從事故本身,對于受傷害的車主,可是是100%的概率。不能用商業的思維,去安撫用戶的生命。
面對無法杜絕的著火事故,國家、社會組織和企業需要聯合作為
在交通應急救援技術或科普方面,美國都是走在前面的,值得我們借鑒和學習。美國消防協會(NFPA)早在2010年,就啟動了新能源安全的網上培訓、教學,并得到美國能源部的資金支持。同時,其聯合整車企業,開展針對不同車型的救援技術在線培訓。
新能源的安全問題,不全是車輛自身能完全杜絕的問題,國家、社會組織和企業需要聯合做好新能源車輛的應急救援和科普,同樣是保證新能源安全的措施和因素。
新能源汽車高速發展,交通救援更需要同步跟進
如今,隨著新能源車輛在各地道路上變得越來越常見。安全問題也變得越來越突出和不可回避。我們國家作為新能源汽車消費的主要市場,解決好安全問題,已經迫在眉睫。目前,用戶對新能源車輛技術和電池品質的擔憂,更多的被解讀為對續駛里程、功能的擔憂。其實,安全問題才是關鍵。用戶不是實驗品,我們從“謝天謝地,孩子不在車上”的擔憂中,能體會出什么滋味?
可能會有人認為,我們制定了很多法規,也有很多文件,廠家也有很多建議。然而我個人感覺,這都遠遠不能解決問題,更重要的是需要整個消費群體對新能源車輛以及它的電池有正確認識,并能基于正確的認識采取有效的措施。這才是完整的消費鏈條。
認識鋰離子電池:起火更難撲滅
1、電池診斷和實時監測也有鞭長莫及的環節
新能源汽車使用的鋰離子電池,有其特殊性。主要是化學能到電能的轉化過程。化學產品,往往對溫度非常的敏感。而電池系統的溫度采集,一方面,做不到電芯內部采集;另一方面,一個電芯一個或多個采集點,也不現實,會導致采集和管理系統硬件的龐大和復雜。同時,非常多路傳感器,也會給系統布置、成本、可靠性方面帶來困難。
常規的溫度采集管理系統,主要針對的是模組級或系統級。對于工藝性、一致性非常好的高品質電芯,有限的溫點采集,是完全夠用的。例如,LEAF的電池系統(2010版),只有四個點的溫度采集。
但是,對于一致性差、工藝控制差的電芯來說,是很危險的。電芯本體溫度差異,電芯個體之間差異很難通過溫度傳感器反映出來。這就是大大的風險。所以說,車輛特別是公共交通使用大巴等,高品質的電芯選擇和應用,顯得非常關鍵和重要。
2、發生事故時,時間就是生命(監測的即時性)
上面一點,談到的溫度采集,還有一點缺憾:那就是,溫點采集,是無法深入到電芯內部,在發生微短路或熱量變化初期,電芯外表面或環境溫點采集,同樣存在熱傳導的時間差。而這個時間,洽洽是最寶貴的時間。
電池不同于燃料電池的汽油,一點就著火。碰撞或內短路故障發生,在發生熱失控前,從短路、冒煙、真到燃燒、更猛烈的爆燃還是緩慢的。我們簡單列舉一下,電芯熱失控狀態下,故障時間的概念:LFP從過熱冒煙到起火,可以延遲到10分鐘,這可是寶貴的逃生時間。所以說,前期提到的大巴使用LFP電池,技術上是有道理的。
而三元鋰離子電池,故障發生時間要短的多。起火到爆燃,也只有幾秒的時間。所以說電池管理系統故障探測的即時性和準確性是非常重要的。我猜測,珠海銀隆堅持鈦酸鋰離子電池應用于大巴,主要也是從安全考慮的。盡管犧牲了能量密度為代價,畢竟消費者生命的意義更大。
3、鋰離子電池電解液是浸潤式的,不是干式,同樣存在泄漏的風險
鋰離子電池的電解液主要可燃物質就是電解液。電解液正常工作狀態下,不斷的被正負極“吸入”和“吐出”(即鋰離子穿梭于正負極之間),電解液在較低的溫度175℃~185℃就會大量分解,不僅能釋放出有毒的物質,還有一定的助燃性。所以日本的科研人員一直在研究防火防爆電解液。
電解液的泄漏,在發生事故時,一定是幫助了燃燒的程度。在圓柱、方形、軟包鋰離子三種電池中,軟包電池的泄漏風險更大一些。
4、鋰離子電池的滅火,首先是通過降溫來控制熱失控
在最初的新能源火災中,是按常規滅火操作流程完成的。更多的時候,是以高壓電器火災種類救援,考慮高壓電傷害。但是,鋰離子電池有其化學特殊性,更需要針對性的采取措施。首先,控制火勢的有效辦法,是給電池有效的降溫,避免持續高溫下的熱失控和熱失控的蔓延。
所以,在T/CIAPS0002-2017《鋰離子電池企業安全生產規范》5.6.3中描述,“初起火災可用常見的滅火劑滅火,水是鋰離子電池最有效的滅火劑。”這里強調一點,考慮有電解質水的導電危險性,必須是使用干凈的水。
但是,在車輛電池著火的狀態下,電池被封在電池箱內,通過清水很難直接作用在電池上,同時,電池箱體也多在車身底盤下,給救援帶來一定的困難。所以,TESLA在設計車身底盤和電池箱體上蓋時,首先考慮的是阻燃性材料應用,隔絕或延緩電池系統燃燒帶給乘員艙致命傷害。
法規無法代替社會廣泛的培訓和科普
盡管新能源汽車推廣也有些年頭了,但在汽車發展的歷史中,仍然是非常短暫的;仍然是屬于新的應用。從技術的不斷成熟,到用戶的普遍接受,不是短時間能夠完成的。
早在2016年12月26日,公安部消防局給各省、自治區、直轄市消防總隊《印發關于印發新能源汽車滅火救援規程和鋰電池生產倉儲使用場所火災撲救安全要點的通知》:“要求著力加強新能源汽車滅火救援準備工作,研究破解鋰電池生產、倉儲和使用場所火災撲救難題,公安部消防局組織23個新能源汽車和鋰電池生產企業集中的省區、市)公安消防特種開展了專項調研并組織制定了《新能源汽車火災撲救規程》、《新能源汽車交通事故處置規程》和《鋰電池生產倉儲使用場所火災撲救安全要點》。”
如果新能源汽車著火了怎么辦?
美國消防協會NFPA建議司機遵循以下步驟:
a)停止。
b)如果可能的話,靠邊。
c)關掉汽車。出去。
d)在離車輛100英尺遠,同時注意交通安全。
e)撥打119求助。
f)不要自己去滅火。
從美國NFPA的培訓課件中,可以看到非常完整和具備可操作性。從具體行動指南到未來的培訓計劃,都非常的標準。個人感覺這種培訓和科普是有意義的,既然事故無法完全避免,那么,就努力降低概率,降低人員傷亡。
如果不解決好用戶擔憂,會制約新能源行業發展
大眾對新能源汽車著火事故,是恐懼的。如何采取措施,讓消費者放下包袱,不僅僅是一個“安全十倍”的數據計算就能解決的。回到文中開頭的問題,客觀的講,tesla在安全方面,做了很多努力,但是其仍然著火了。美國的救援也很到位,但仍然有人員傷亡。由此可見,在新能源汽車大發展時代,如果我們還不重視其中安全問題,情況可能會更糟糕。