新能源汽車起火難題破解進行時

“新能源汽車發生火災,99%的原因在於電池起火。”一位長期研究電池的專家告訴中國證券報記者。

新能源汽車動力電池包在受到外力撞擊或被尖銳物品刺穿時,可能導致內部結構受損,從而引發熱失控。在充電或靜置狀態下,動力電池包內部短路或其他電化學反應也可能引發熱失控。

“中國消防”微信公衆號2024年共披露10餘起新能源汽車起火事件。中國證券報記者梳理2024年國家市場監督管理總局發佈的汽車召回事件發現,共232萬輛汽車因存在“起火風險”被召回,38.07萬輛爲新能源汽車,其中28.3萬輛涉及電池問題。

“隨着技術進步,新能源汽車起火的概率和燃油車相近,低於0.005%。”同濟大學汽車學院汽車安全技術研究所所長朱西產對中國證券報記者表示。

多個品牌涉及“起火”事件

中國證券報記者根據公開信息不完全統計發現,2024年新能源汽車發生起火事件超30起(僅指能確認汽車品牌),包括極氪、小鵬、深藍、問界、小米、蔚來、埃安、特斯拉、極狐、奔馳等。僅少部分汽車品牌公開回應了起火原因。

以極氪爲例,2024年公司對5起起火事件進行了公開回應。其中,一起爲動力電池受到嚴重撞擊,電芯變形擠壓導致車輛起火;一起經初步勘探發現車輛電池底板破損,未明確起火原因;三起僅公佈動力電池電壓等參數指標正常,未公佈起火原因。

具體來看,2024年11月26日,極氪009在雲南省保山市G5615高速公路上發生起火事件。極氪法務部12月5日迴應稱,因交通事故引發極氪009起火,未造成人員傷亡。事故車輛在高速行駛時撞擊到前方貨車掉落的傳動軸、齒輪等金屬異物導致着火。根據事故認定書,初步結論爲動力電池受到嚴重撞擊,電芯變形擠壓導致車輛起火。

2024年8月,長安汽車旗下深藍SL03在行駛途中起火,短暫自行熄滅後又復燃。深藍汽車CEO鄧承浩當時迴應稱,起火車輛在行駛中輪胎壓到空心破損石磚,石磚翹起尖角直接撕裂電池底板,刺穿兩顆電芯,電芯起火。根據鄧承浩發佈的事故車輛照片,涉事車輛前端底盤被劃開一道口子。

鄧承浩表示,得益於深藍超級增程金鐘罩電池包內大量的防火隔熱控煙降溫設計,事故車輛底盤出現明火後25秒自行熄滅。而對於復燃一事,深藍汽車未公開回應。

2024年,華爲與賽力斯聯合打造的問界多次被曝起火。4月26日,一輛問界M7在山西運城發生交通事故,撞上養護車後起火,車內三人不幸遇難。隨後,問界方面迴應稱,事故車輛前機艙被高溫部件或線束短路火花引燃,前機艙左側先起火,後火勢蔓延至整車,動力電池包未發生自燃。

2024年,小米汽車首款車型小米SU7多次被曝起火。從公司公開回應的兩起事件看,均爲人爲操作不當,車輛發生撞擊,導致電池底部受損嚴重、電池局部被明顯刺穿等引發起火。

部分品牌僅公佈起火事件,未公佈進一步調查結果。

從廠商公開回應的情況看,新能源汽車起火原因包括:電池包受損誘發熱失控、其他可燃物引發起火。

一位長期研究電池的專家告訴中國證券報記者:“電池本身就是一個能量儲存裝置,新能源汽車發生火災,出現大範圍明火,99%的原因與電池有關,包括電池本身起火,或其他因素引燃電池。”

誘發起火原因較多

招商局檢測車輛技術研究院有限公司高級技術專家、測評管理中心副主任陳斌表示,國內電動汽車火災誘因包括碰撞因素、外部因素及車輛自身因素。其中,碰撞引發的火災數量約佔25%,外部因素約佔16%,車輛自身因素佔59%。

“近年來,電動車火災事故時有發生,主要原因包括行駛中的碰撞、電池老化、電控系統故障,以及長時間駕駛後立即充電或不規範充電等行爲,其中電池熱失控是引發火災的主要原因。”微信公衆號“中國消防”發文表示。

湖南大學教授黃沛豐曾在博士論文中表示,鋰電池是一種化學電源,在受到加熱、針刺、擠壓、衝撞等情況下往往會引發隔膜熔斷,導致電池正、負極直接接觸而發生短路,在高溫作用下電極材料會發生多種放熱反應,熱量持續堆積可能引發電池火災。

朱西產把新能源汽車起火原因概括爲兩大類:碰撞起火,機械損傷導致電池隔膜破裂,引發熱失控;在電池過充或過放的情況下,鋰離子析出可能引發熱失控。

《2024新能源車險發展報告》顯示,根據2022年1-11月新能源車起火事件報道統計,22.67%的車輛在充電過程中發生自燃,16%的車輛在行駛時發生自燃,38.67%的車輛在靜止停放時發生自燃,9.33%的車輛因碰撞引發起火,其他原因導致起火佔比爲13.33%。

某電池廠商副總裁劉沛然(化名)對中國證券報記者表示:“新能源汽車電池充滿電後,內部化學活性會提高,無論是軟包電池、方形電池還是圓柱電池,都會升溫膨脹,進而引發不穩定,增加火災風險。”

同時,車輛發生碰撞導致電池受損嚴重,極易引發熱失控。在2024年超30起新能源汽車起火事件中,多數爲碰撞引發起火。

劉沛然對記者表示:“新能源汽車在投放市場前要經歷多輪驗證,包括滿足國標以及企業標準。就電池環節而言,要經歷設計驗證、生產驗證、製程驗證和質量驗證,每一個環節都有相應的規範和標準。”

“有的車型爲降低成本使用一些比較輕薄的材料,‘踩線’通過國標,當受到外力撞擊、擠壓時,電池包容易被刺穿,短路起火風險增大。一輛新能源汽車的電池往往由超過百顆電芯組成。單顆電芯熱失控,會引發熱擴散,進而產生多米諾骨牌效應,導致整個電池包起火。”劉沛然說。

2024年5月,工信部發布強制性國家標準《電動汽車用動力蓄電池安全要求(徵求意見稿)》。根據編制說明,基於熱擴散保護範圍由乘員安全擴展到財產安全的行業共識,研究組討論進一步提升熱擴散要求至“不起火、不爆炸”。

劉沛然表示,伴隨我國新能源汽車市場爆發式增長,涌現出不少電池廠商。部分小廠設計能力不足,隨着電池的使用和老化,產品質量問題會逐漸暴露出來。

北方工業大學汽車產業創新研究中心主任紀雪洪對中國證券報記者表示,我國在動力電池的技術研發、生產工藝等方面處於全球領先水平,新技術層出不窮。伴隨電池能量密度的快速提升,如何處理能量密度與安全性的平衡關係需要高度重視。電池能量密度過高、一些新的充電技術使用不當,可能增大安全隱患,引發電池過熱甚至熱失控。

同時,劉沛然對中國證券報記者表示,電池管理系統不夠完善也可能引發熱失控。在硬件設計、製造以及軟件控制方面,電池包需要有足夠的冗餘。目前,新能源車型迭代速度非常快,市場競爭異常激烈。但配套的電池包需要足夠的時間開展相關驗證工作,否則會留下安全隱患。

新能源汽車涉及鋰電池的火災事故處置困難。國家消防救援局消防監督司一級指揮長王天瑞表示,在近幾年的新能源火災事故中,有兩點突出問題:一是鋰電池的熱失控不可避免;二是滅火救援的難題還沒有得到有效解決。

湖北省黃岡市消防救援支隊作戰訓練科副科長彭軼在接受媒體採訪時表示,電池在燃燒時內部反應劇烈,比一般的固體、液體燃燒更猛烈,且存在爆炸風險。使用水槍或者泡沫等傳統滅火方式進行處置,很難直接作用到電池內部,因而電池內部的燃燒反應會一直持續。

多措並舉提升安全性

2024年,我國新能源汽車銷量達到1286.6萬輛,滲透率突破40%。隨着新能源汽車滲透率的提升,新能源汽車的安全性備受關注。如何破解新能源汽車“起火”隱患問題?

部分新能源汽車品牌發現產品存在起火隱患時,選擇通過召回措施以降低風險。

中國證券報記者梳理2024年國家市場監督管理總局發佈的汽車召回事件發現,共232萬輛汽車因存“起火風險”被召回,38.07萬輛爲新能源汽車,其中28.3萬輛涉及電池問題。

值得一提的是,在2024年涉及起火風險的新能源汽車召回事件中,多數爲合資或外資汽車品牌。我國自主品牌僅東風和比亞迪發佈召回公告,共召回9.67萬輛汽車。

不過,2024年以來自主品牌極氪、小鵬、深藍、問界、小米、蔚來、埃安、極狐等品牌均發生過起火事件。中國證券報記者採訪極氪、小鵬、問界等均未得到迴應。

專家表示,提升動力電池防護材料的強度,完善車身設計,普及正確的充電習慣,可以有效降低新能源汽車起火的風險。

長安汽車先進電池研究院負責人杜長虹對中國證券報記者表示,使用更高強度的防護材料,防止尖銳物刺穿電芯。同時,在車身設計中增加防撞結構,在汽車遭遇強烈碰撞時減少電池受到的損害,可以有效提升新能源汽車的安全性。

在劉沛然看來,伴隨新能源汽車保有量的快速增長,普及正確的充電習慣愈發重要。“許多人傾向於充電至100%,甚至充滿後繼續充電,這增加了電池過充的風險。”

“在日常使用中,應選擇裝有安全可靠電池系統的電動汽車;規範充電,避免長時間過充和隨意插拔充電槍,特別是在高溫暴曬後不要立即充電。”中國消防相關負責人表示。

紀雪洪對記者表示,動力電池的生產工藝、質量控制相關規範體系應進一步完善,持續提升電池的可靠性、穩定性。

朱西產告訴記者,國家標準《新能源汽車運行安全性能動態監測預警技術要求》正在制定中,涉及六十多項安全檢測預警標準,包括對動力電池火災及時進行預警。當新能源汽車監管平臺接收到報警信息後,會通知相關部門和企業,對電池包健康狀態開展進一步檢測。

此外,公安部要求從2025年3月1日開始,電池安全檢測納入新能源汽車的年檢中。

具備高安全性和高能量密度的固態電池,被視爲解決新能源汽車起火問題的重要途徑。當前,固態電池技術持續突破。

“固態電解質代替易燃的液態電解液,可以消除內部短路風險,避免熱失控發生,大幅提升動力電池的安全性能。”朱西產說。

目前,固態電池已處於商業化落地前夜。業內人士認爲,2026年-2028年國產新能源汽車有望集中搭載全固態電池。

來源:中國證券報·中證網