Model 3爆炸：電動(dòng)車(chē)罪惡之源：電芯擠壓

對(duì)于電動(dòng)車(chē)用戶(hù)，我們希望大家以后能重視電動(dòng)車(chē)底盤(pán)磕碰，不要當(dāng)沒(méi)事，雖然沒(méi)有這個(gè)國(guó)標(biāo)，但我們要當(dāng)自己的測(cè)試員，為自己的生命負(fù)責(zé)。

1月19日晚，一輛特斯拉Model 3在上海一小區(qū)因故自燃，并隨后發(fā)生多次嚴(yán)重爆炸。有用戶(hù)在微博＠我們，希望我們分析一波。

結(jié)合Model 3此次自燃的緣由，再根據(jù)我們此前與相關(guān)電池工程師的采訪(fǎng)，以及在電動(dòng)勢(shì)粉絲群的討論分析，我們認(rèn)為：

“此次Model 3自燃爆炸，揭露了一個(gè)電動(dòng)車(chē)一直未解決的重大技術(shù)缺陷——電池包無(wú)底殼碰撞預(yù)警?！?/p>

換言之，不管是特斯拉Model 3，還是其它任何電動(dòng)車(chē)，只要電池包磕碰，并引發(fā)電芯內(nèi)短路，車(chē)子都無(wú)法避免自燃。

并且，這是行業(yè)一直存在的痛點(diǎn)，目前沒(méi)有做有效技術(shù)手段去規(guī)避。

另外需要說(shuō)明的是，電池包底殼碰撞預(yù)警不是熱失控預(yù)警，兩者的區(qū)別是：只要熱失控，電動(dòng)車(chē)都會(huì)預(yù)警；而電池包底殼嚴(yán)重碰撞，不會(huì)預(yù)警，但會(huì)引發(fā)熱失控。

1、“3車(chē)”之鑒

對(duì)于引發(fā)此次自燃事件的緣由，特斯拉方面回應(yīng)媒體稱(chēng)，“初步判斷起火原因?yàn)檐?chē)輛底部的高壓電池受到撞擊后引發(fā)內(nèi)部電芯損傷，最終導(dǎo)致起火?！?/p>

注：這是特斯拉初步判斷，非最終通報(bào)。如果大家還有記憶，這樣的事故已經(jīng)有兩起了。

去年8年，一輛小鵬G3在街區(qū)行駛中突然自燃。事故發(fā)生后，小鵬官方將該車(chē)舉升勘察，發(fā)現(xiàn)電池箱底部有明顯嚴(yán)重的磕碰傷痕，導(dǎo)致電池嚴(yán)重受損，并判斷這是該次事故的原因。

再往前看。2019年4月，西安蔚來(lái)授權(quán)服務(wù)中心一輛ES8發(fā)生自燃，這也是蔚來(lái)ES8發(fā)生的第一起自燃事故。

之后，蔚來(lái)官方發(fā)布消息稱(chēng)，“車(chē)輛底盤(pán)曾遭受?chē)?yán)重撞擊，電池包外殼與冷卻板變形，電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)被擠壓一段時(shí)間后短路著火?！?/p>

而從當(dāng)時(shí)車(chē)主自述來(lái)看，底盤(pán)在碰撞后，車(chē)子是能繼續(xù)行駛的。這一點(diǎn)從以上蔚來(lái)聲明亦可窺見(jiàn)：一段時(shí)間后短路著火。

2、關(guān)于熱失控預(yù)警

不管是在GB38031－2020，還是在更老的GB／T31345－2015，即《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》，都明確規(guī)定了5分鐘熱失控預(yù)警，如果沒(méi)有，那就是不合格的產(chǎn)品。

至于以上3款車(chē)當(dāng)時(shí)有沒(méi)有發(fā)出預(yù)警，從用戶(hù)后續(xù)的反饋來(lái)看：都沒(méi)有。

那為什么沒(méi)有發(fā)出預(yù)警，是這3輛車(chē)都不合格嗎？就市面產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這3款車(chē)都不算差，都不合格似乎也說(shuō)不過(guò)去。

所以，要么是用戶(hù)撒謊，要么是用戶(hù)沒(méi)注意到預(yù)警，要么是這幾款車(chē)確實(shí)不合格。

其實(shí)，這個(gè)問(wèn)題再做討論沒(méi)有任何意義，很簡(jiǎn)單，只要查下監(jiān)控后臺(tái)就知道車(chē)子當(dāng)時(shí)有沒(méi)有發(fā)出預(yù)警了，這些廠(chǎng)家都是知道的，這也是廠(chǎng)家與用戶(hù)協(xié)商賠償?shù)幕I碼。

3、業(yè)內(nèi)對(duì)底殼碰撞的爭(zhēng)議

這幾起案例真正要反思的地方在于，為什么不在底殼碰撞當(dāng)時(shí)就給用戶(hù)發(fā)出預(yù)警？如果提前發(fā)出預(yù)警，車(chē)主停車(chē)拿去檢修，不就可以免于一場(chǎng)自燃了嗎？

然而事實(shí)是，在目前的電池包設(shè)計(jì)上，根本就沒(méi)有底殼碰撞預(yù)警這一環(huán)節(jié)，一方面是大家覺(jué)得沒(méi)必要，再就是國(guó)標(biāo)沒(méi)有硬性要求。

在GB38031－2020里面，８．２．３電池包模擬碰撞測(cè)試中，其碰撞測(cè)試方向?yàn)槠?chē)行駛的X軸方向，另一垂直于行駛的水平方向?yàn)閅軸方向。

至于垂直于地面的Z軸方向，是沒(méi)有碰撞測(cè)試的。所以問(wèn)題就產(chǎn)生了，為什么不設(shè)置底殼碰撞預(yù)警？

這里面的考慮有兩點(diǎn)，一來(lái)，電池包底殼硬度足夠，足以抵抗一般碰撞；二來(lái)，如果碰撞特別嚴(yán)重，導(dǎo)致電池包內(nèi)部熱失控，或者冷卻液泄露，就會(huì)發(fā)出報(bào)警。

而上面3輛車(chē)之所以自燃，原因是其碰撞程度介于一般碰撞和嚴(yán)重碰撞之間的“中間介態(tài)”，即底殼變形，電芯被擠壓，但卻沒(méi)有即刻短路失控，冷卻液也沒(méi)有泄露引發(fā)絕緣。

對(duì)碰撞中間介態(tài)的忽視，或者說(shuō)碰撞是否影響到電芯的正常工作，成為問(wèn)題的關(guān)鍵所在，這就涉及到電池的擠壓測(cè)試。

4、罪惡之源——電芯擠壓

仔細(xì)分析上面3個(gè)案例的發(fā)生過(guò)程，首先是電池包底殼遭遇嚴(yán)重碰撞，隨后是熱失控自燃。

那么，為什么在碰撞當(dāng)時(shí)沒(méi)有發(fā)出預(yù)警？因?yàn)楫?dāng)時(shí)只是底殼變形，電芯被擠壓，電芯還沒(méi)有熱失控，車(chē)子繼續(xù)行駛，電芯在放電后才發(fā)生短路的。

從那一起ES8案例來(lái)看，當(dāng)時(shí)那輛車(chē)在底殼碰撞，電芯被擠壓后，除了正常行駛，還進(jìn)行了充電，著火地方位于充電樁旁邊。

而小鵬G3和這輛特斯拉Model 3，也在電芯被擠壓后，車(chē)子繼續(xù)行駛，電芯繼續(xù)放電，才引發(fā)的內(nèi)短路，熱失控。

所以，電芯被擠壓，成為這3起事故的關(guān)鍵。難道國(guó)標(biāo)沒(méi)有電芯擠壓測(cè)試嗎？有，不僅電芯有，而且電池包擠壓測(cè)試都有。

5、國(guó)標(biāo)電芯測(cè)試的缺陷

在GB38031－2020里面，對(duì)電芯和電池包都有擠壓測(cè)試，其中對(duì)電池包的擠壓測(cè)試是X軸和Y軸，同樣沒(méi)有Z軸。

不過(guò)問(wèn)題最關(guān)鍵的地方在于，國(guó)標(biāo)測(cè)試是在電芯和電池包“靜態(tài)工況”下完成，而實(shí)際情況是在“動(dòng)態(tài)情況”下發(fā)生的。

所謂靜態(tài)工況，就是電池?cái)D壓測(cè)試后靜觀(guān)電池變化，而動(dòng)態(tài)情況，是電池在車(chē)上放電，比如上述3例自燃。

按照電池國(guó)標(biāo)，電芯擠壓合格的標(biāo)準(zhǔn)是1小時(shí)后不起火、不自燃，而電池包合格的標(biāo)準(zhǔn)是2小時(shí)后不起火、不自燃，這是電芯出廠(chǎng)，電池包上車(chē)的必備條件。

就以上3臺(tái)車(chē)來(lái)說(shuō)，我相信它們的電芯和電池包是合格才能裝上車(chē)的，問(wèn)題發(fā)生在底殼碰撞，進(jìn)而對(duì)電芯的擠壓，然后電芯繼續(xù)放電，才會(huì)熱失控，也就是動(dòng)態(tài)情況。

一位熟悉電動(dòng)車(chē)測(cè)試的人士向我們透露，“如果國(guó)標(biāo)在擠壓電池測(cè)試后繼續(xù)做充放電測(cè)試，那么電池肯定會(huì)自燃?！?/p>

他還說(shuō)，“國(guó)標(biāo)就是最低標(biāo)準(zhǔn)，好的品牌的熱失控時(shí)間不僅超過(guò)5分鐘，而且不低于半小時(shí)?！?/p>

我們從一位電池廠(chǎng)測(cè)試工程師那兒得到了確認(rèn)，“電池在做完擠壓測(cè)試后，是不會(huì)重復(fù)‘上電—放電’再測(cè)試的?！?/p>

6、請(qǐng)重視電池包底殼磕碰！

美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Hsin Wang等人對(duì)電芯做過(guò)擠壓測(cè)試分析，他們利用低電荷下的方殼鋰電池研究了在擠壓測(cè)試中電池結(jié)構(gòu)的變化。

Hsin Wang的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)電池在擠壓方向上的形變達(dá)到60％以上時(shí)，才會(huì)發(fā)生內(nèi)短路。

然而，不管是在GB／T31345－2015，還是在GB38031－2020里面，對(duì)電池的擠壓形變量?jī)H為30％，而且后者較前者的擠壓力度更是從200kN降為100kN。

當(dāng)然，這里面也有高低電荷的差異，電荷量不同，熱失控的時(shí)機(jī)也不同。但不論如何，我們的新國(guó)標(biāo)是降級(jí)了的，而且在靜態(tài)測(cè)試下不可能自燃，這是一個(gè)門(mén)檻很低的測(cè)試。

我們?nèi)搜晕⑤p，不宜再對(duì)國(guó)標(biāo)發(fā)表更多質(zhì)疑。做時(shí)間的朋友，時(shí)間會(huì)證明一切。

對(duì)于電動(dòng)車(chē)用戶(hù)，我們希望大家以后能重視電動(dòng)車(chē)底盤(pán)磕碰，不要當(dāng)沒(méi)事，雖然沒(méi)有這個(gè)國(guó)標(biāo)，但我們要當(dāng)自己的測(cè)試員，為自己的生命負(fù)責(zé)。

群里有人說(shuō)以后不能開(kāi)電動(dòng)車(chē)去越野了，他還真是機(jī)智?。?/p>

為了解決電池包磕碰隱患，蔚來(lái)在那起事故后特別增加了換電站里電池包外觀(guān)的檢視項(xiàng)目，并與德國(guó)西格里碳素公司合作開(kāi)發(fā)硬度更高的碳纖維增強(qiáng)型塑料（CFRP）電池外殼。

責(zé)任編輯：xj