10月12日,據美國CNBC的報道,LG化學已同意向通用汽車賠償最高19億美元,用於召回雪佛蘭Bolt電動汽車,原因是這家韓國供應商提供的電池存在故障導致火災風險。通用汽車表示,雪佛蘭Bolt 所使用的電池可能存在兩種“罕見製造缺陷”,即電池陽極損壞以及電池隔膜發生皺褶。據通用汽車稱,故障電池已導致至少13輛汽車起火。
圖:2019 款雪佛蘭Bolt EV 於 9 月 13 日在佐治亞州切羅基縣的一戶人家中著火。
通用汽車已經在今年8月20日決定召回14.3萬輛Bolt車型,原因就是電池的製造缺陷導致火災風險增加。通用汽車週二表示,修理車輛包括完全更換電池,預計將耗資20億美元,這高於先前估計的18億美元。
電池故障導致電池起火,已經成為困擾新能源電動汽車和電動腳踏車市場的一個頑疾。據悉,2021年1-5月國內共發生電動汽車起火事故34起,較去年同期增加20起;涉及車輛數目38輛,較去年同期增長73%。而據應急管理部消防救援局的資料顯示,截至今年7月,全國年內發生電動腳踏車車火災事故6462起。
電動兩輪車因為小巧輕便,價格親民,受到國內民眾的喜歡,全國電動腳踏車年銷售量超過3000萬輛,社會保有量更是接近3億輛,但是電動腳踏車引發的火災事故明顯上升。從火爆的新能源電動汽車的到鋰電為主的電動腳踏車市場,電動車安全的痛點問題和破解策略如何構建?筆者就從充電安全、電池單體故障等多個角度進行深入分析。
新能源汽車起火原因調查和三大應對策略
中國新能源汽車市場銷售火爆,乘聯會的最新資料顯示,9月份新能源乘用車批發銷量達到35.5萬輛,環比增長14.7%,9月份新能源乘用車零售銷量達33.4萬輛,環比增長33.2%。特斯拉中國更是在9月實現批發銷量達到56006輛。看似火爆的市場,電動汽車安全問題並不讓人樂觀。
據高工鋰電的統計顯示,2021年上半年全國共發生34起新能源汽車事故,從各事故發生的車輛狀態來看,使用狀態中起火20起,佔比59%,排在電動汽車起火事故的第一位;其次是充電狀態中起火10起,佔比29%;最後是靜置狀態,共發生4起佔比12%。我們看到從電動汽車的充電、使用到靜置等多個環節均有起火事故的發生,安全問題已滲入到電動汽車的各個環節。
國家能源局網站公告,根據歷史統計資料,80%的新能源汽車自燃事故是在充電中或者充電一小時後發生的。2021年4月22日,衡陽縣臺源鎮花灘村一新能源電動車起火。8月22日,廣州珠江新城一輛Model S在靜止停放過程中起火,並波及了旁邊的寶馬車輛,當下新能源車起火,動力電池依然是最主要的原因。
圖:特斯拉ModelS自燃 來自微博截圖
對於新能源汽車為何起火,汽車安全與節能國家重點實驗室副主任宋健分析認為,造成電動車燃燒的原因有多種,一是與快速高速充電相關;二是因為電池管理控制器失效,如電池包變形等,造成電池持續放電、最終導致電池過熱失火。如何才能降低純電動汽車自燃的風險?
首先,電動汽車公司應該對有故障隱患的電池實現召回制度。據悉今年7月,長城尤拉IQ和奇瑞艾瑞澤5e都因為動力電池存在安全隱患,進行了17623輛的召回,理由是動力電池存在熱失控風險。而早在3月,北汽新能源召回2016年11月1日至2018年12月21日生產的EX360和EU400純電動汽車,共計31963輛,理由是部分車輛動力電池系統存在一致性差異。
其次,汽車廠商對使用者進行安全充電的宣導和提示。在純電動車起火個案中,特斯拉或蔚來的車輛都有涉及,預防起火的焦點都是電池的失效機率。特斯拉推出的“緊急措施”是:全面升級所有Model S與Model X車型的BMS電池管理系統,核心就是對“充電管理和熱管理設定”做出調整。蔚來向車主釋出《關於加強充電安全的臨時措施》,建議車主在日常使用中按90%電量以下進行充電。蔚來還表示服務站將加強對電池包底板的單獨檢測工作專案,為車主免費更換具有安全隱患的電池包。
廠家的官方指南,消費者更要嚴格遵守。我們看到小鵬P7的使用者手冊就註明,廠家為動力電池及其管理系統提供了96個月即8年或16萬公里的質保,而保養的主要專案之一,則是動力電池的完整性檢查。
還有,電動汽車車主的用車習慣要根據情況進行調整。由於新能源車電池佈局一般都在底盤位置,若車輛底盤發生磕碰,應儘可能減少車輛使用,併到正規的售後服務點進行詳細的檢查。此外,如果車輛日常的充電環境較好,車輛的SOC狀態不宜長期處於滿電狀態,且充電完畢後,應及時拔走充電槍,同時避免在長時間高溫情況下使用車輛。
保有量近3億!電動兩輪車火災根本原因破解,電池系統安全是重點
從消防救援局公開的資料來看,電氣故障和自燃是造成電動腳踏車火災的主要原因,分別佔電動腳踏車火災總數的62.1%和23.5%;而過充電、電池單體故障、電氣線路短路是導致電動腳踏車電氣火災的根本原因。
中國化學與物理電源行業協會秘書長劉彥龍對媒體表示,電動腳踏車發生爆燃現象並不完全是電池本身的問題。一方面,有可能是電池本身質量不合格,一些翻新電池內部出現膨脹、短路,也有可能是由於長時間使用導致電池外部線路老化、短路。同時,具備智慧保護功能的BMS(電池管理系統)的失效也可能帶來過充、過熱的安全隱患。
目前市面上的電動車有存量車和新進入的電動腳踏車品牌。談到安全如何保障,小牛電動車銷售總監唐生對記者表示,應該從存量市場和新進入的門檻入手。存量市場,把超標的車儘量置換,而新進入的門檻也要提高。2019年4月,新國標《電動腳踏車安全技術規範》釋出,存量超標車均需要更換成符合新國標的車輛,各個地方設定了2-3年的過渡期。從長期來看,新國標的落地,讓電動兩輪車市場更規範化,推動鉛酸電池向鋰電池加快轉化,進而推動了國內鋰電市場的發展。
“如何加快舊車的置換,包括新車的門檻,一些小的電池廠商還存在僥倖心理。特別在新國標頒佈後,有一些廠商膽子還是挺大的,國家在管控方面還是要加大力度,標準落地中加大抽檢和曝光不合格商品的力度。” 小牛電動車銷售總監唐生提醒說。
大魚電動車CEO李威表示:“整車廠防範電池安全,最考驗廠商在安全方面的投入,特別是在電池供應商的選擇。一方面,廠商選擇和電池廠商、BMS廠商來研究研發相關的安全技術;另外一方面是BMS層面,軟硬結合加強安全管控。目前,電動腳踏車出事故率最大的還是在充電過程當中,整車廠要優先選擇有資質、有標準、有認證的充電器廠商,再去結合BMS的保護。在使用者層面,廠商要主動宣導,在說明書和口頭銷售的時候提示使用者嚴禁使用非標充電器,要使用標準充電器,一旦換用其他充電器,事故率直線上升。”
中航光電行業經理劉曉輝指出,電動兩輪車使用中存在兩個趨勢:1、高頻次充電;2、使用環境惡劣。現在對國內的兩輪車換電方面,如果想大面積鋪開,標準必須統一。現在市場上換電的介面非常多,標準方面,中國電力企業聯合會已經發起做電動兩輪車基礎設施充電國標,今年年底這個國標應該要落地。
現在,電動腳踏車發生電池事故集中發生兩個區域:一、如果騎行的時候出現燃燒爆炸,有可能是電池放電的時候造成短路、發熱;二、電池之外,還有BMS、車上的電控系統,這一套系統下來才是完整的電池系統。現在有一些使用者比較喜歡做一些改裝,他們很可能把這些都破壞掉,會把電池包開啟,自己裝一些功率特別大控制器,這種改裝導致線比較細,承受不了發熱,也會出現這種情況。
此外,業內資深人士對記者透露,使用者使用電動腳踏車必須要有安全意識。首先,一定要遵循國家相關法律要求,因為電動車禁止上電梯,雖然普通使用者的電動車比較小,容易帶回家,或者上電梯,但是我們也要宣傳到位,禁止在家裡充電,一定要在小區的充電棚充電,從而整體降低產業出事故的頻率。
此外,電動腳踏車的換電服務興起。據筆者瞭解,目前換電模式主要服務於外賣員、快遞員等對電量有較高需求的群體。行業專家建議,消費者應儘量購買原裝電池,或是正規廠家生產的質量好的品牌電池,同時關注電池的使用狀況和壽命。
小結
我們看到,出行距離10公里以內的情況下,電動腳踏車的競爭力是很強的。從時間效率上看,不僅超過公交車,甚至超過地鐵和小汽車。目前,國內電動腳踏車的銷售量和保有量均高於小汽車。充電安全,電動腳踏車的改裝、超標等問題,是造成其事故頻發的安全隱患之一。我們必須從源頭上提高新進入市場電動腳踏車的門檻,對於存量超標車市場進行符合國家標準的車輛替換。
電動汽車的安全也要納入強制監管過程,從汽車廠商的安全管理,對電池故障電池車輛的回收到選擇合格的電池供應商,包括使用者的充電安全指南,使用者痛點反饋都是建立安全防線的重要措施。