大火燒光，車主逃命真難？

新能源汽車起火，再度引發(fā)廣泛的公眾擔(dān)憂。

10月23日晚，一輛理想MEGA在行駛過程中車底出現(xiàn)火花，火勢迅速擴大，車內(nèi)兩名駕乘人員停車后順利開門逃生，最終車輛被燒到僅剩車架。就在這起事故十天之前，一輛小米SU7 Ultra在發(fā)生碰撞后起火，路人施救時未能打開車門，最終造成駕駛?cè)怂劳觥?/p>

電動汽車發(fā)生火災(zāi)后，究竟有多可怕？國內(nèi)一位電池廠商人士向記者展示了一段視頻，一塊起火的動力電池電芯被放置在鐵桶中，用沙土、水等手段都無法將火撲滅。一旦起火就難以撲滅，這一直是公眾對于電動汽車火災(zāi)感到恐懼的重要原因。

每當(dāng)電動汽車火災(zāi)事故發(fā)生，人們首先會關(guān)注車門能否打開，車內(nèi)人員能否順利逃生，在MEGA事故發(fā)生后，甚至有車主演練如何逃生。但更進一步的疑問在于：這些火災(zāi)究竟是如何發(fā)生的？這些事故是否可以避免？

生活中因電池引發(fā)的火災(zāi)并不少見，在電動汽車發(fā)展之初人們就擔(dān)憂電池的安全性。隨著電動汽車技術(shù)的成熟，人們原本期待電池火災(zāi)的陰影會隨之消散，但是事實卻并非如此。

10月13日小米SU7 Ultra（左圖）和10月23日理想MEGA（右圖）的火災(zāi)現(xiàn)場。（視頻截圖）

“火”從哪里來？

MEGA起火事件的調(diào)查尚未形成結(jié)論，但在10月的最后一天，理想汽車召回生產(chǎn)日期在2024年2月18日至2024年12月27日期間的理想MEGA 2024款，共計11411輛，為其免費更換冷卻液、動力電池及前電機控制器。這塊動力電池容量超過100度，結(jié)合當(dāng)前三元鋰電池報價，這次召回的成本在10億元以上。

為什么在調(diào)查結(jié)論形成前就宣布召回？理想汽車給出的理由是，經(jīng)內(nèi)部調(diào)查與分析，發(fā)現(xiàn)與事故車同批次的理想MEGA 2024款車輛，由于該批次冷卻液防腐性能不足，在特定條件下會導(dǎo)致冷卻回路中動力電池和前電機控制器的冷卻鋁板腐蝕滲漏，極端情況下會造成動力電池?zé)崾Э兀嬖诎踩[患。而這款防腐性能不足的冷卻液僅在理想MEGA 2024款部分車輛上使用，其他車型不受影響。

簡單來說，電動汽車動力電池的外殼之中，排布著一塊塊電芯，這是動力電池的最小單位，也是電能儲存單元，可以被理解為我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷摹半姵亍薄ｋ娦驹诠ぷ鲿r需要散熱，這就需要設(shè)置通道讓冷卻液流過帶走熱量，MEGA搭載的動力電池在電芯之間設(shè)置這樣的“通道”，也就是冷卻鋁板。一旦鋁板被腐蝕，具有導(dǎo)電性的冷卻液滲透，就有可能導(dǎo)致短路。

冷卻液在燃油車時代普遍用于為發(fā)動機降溫，但是有關(guān)電動汽車冷卻液的標準卻長期缺位。

“電動汽車冷卻液國標在今年3月28日發(fā)布，10月1日實施。理想召回的11411輛MEGA生產(chǎn)日期在2024年2月18日至2024年12月27日間，其冷卻液防腐性能可能并未達到這份國標的要求，而是參照此前針對機動車冷卻液的要求。”湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院副教授黃沛豐告訴《中國新聞周刊》。

這是第一份針對電動汽車冷卻液的國標，從2018年啟動編制，直到2023年7月才形成征求意見稿，而此前僅有針對燃油機動車發(fā)動機冷卻液的國標。

而燃油車與電動汽車對于冷卻液的要求并不相同，標準起草組在編制說明中特別談及兩者的區(qū)別——電動汽車冷卻系統(tǒng)中涉及的金屬部件主要有銅類、鋼鐵類、鋁類（動力電池水冷板、水冷電機外殼等），其中銅及鋼用量部分很少，鋁類則大量應(yīng)用。相比傳統(tǒng)燃油汽車，鑄鐵類及焊錫類的應(yīng)用基本消失。“對于純電動汽車冷卻液來說，由于使用較多的鋁材質(zhì)，包括3系鋁、4系鋁和6系鋁等，所以純電動的防腐重點放在鋁系合金上。”

不過數(shù)位業(yè)內(nèi)人士都向《中國新聞周刊》表示，理想MEGA是一款2024年3月正式發(fā)布的車型，很難想象一年多時間冷卻液會因防腐性能不足將冷卻鋁板腐蝕到泄漏的程度。其實，理想汽車也表示，“這種情景發(fā)生的概率極低”。

目前還難以確定冷卻液防腐性能不足就是導(dǎo)致MEGA起火事件的原因，而想要知道事故的真正原因可能并不容易。黃沛豐曾經(jīng)參與過一些新能源汽車火災(zāi)的調(diào)查，他告訴記者，有時很難通過事故現(xiàn)場調(diào)查查明原因，因為火災(zāi)調(diào)查需要由果推因，如果可燃物燃燒殆盡，就很難還原事故原因。就像剛剛發(fā)生的理想MEGA事故，車輛最后只剩下車架。

但電動汽車發(fā)生火災(zāi)的原因并不復(fù)雜，招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司高級技術(shù)專家、測評管理中心副主任陳斌曾表示，“新能源汽車起火事件90％的原因是電池燃爆，也就是熱失控引起”。

所謂“熱失控”是一種自我加速的連鎖反應(yīng)，始于電池溫度升高，隨之鋰電池內(nèi)部會產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，進一步釋放熱量與易燃氣體，加劇燃燒。而導(dǎo)致熱失控，或者說導(dǎo)致電池溫度升高的因素眾多，比如常見的原因就是碰撞導(dǎo)致電芯正負極短路，瞬間釋放熱量。

2024年8月，長安汽車旗下深藍SL03在行駛途中起火，深藍汽車CEO鄧承浩當(dāng)時回應(yīng)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(jù)此后發(fā)布的事故車輛照片，涉事車輛前端底盤被劃開一道口子。

“據(jù)不完全統(tǒng)計，碰撞導(dǎo)致新能源汽車起火占比百分之四五十。不過在碰撞之外，導(dǎo)致動力電池?zé)崾Э兀M而引發(fā)火災(zāi)的場景還有很多。”黃沛豐表示。

盡管如此，沒有數(shù)據(jù)顯示電動汽車發(fā)生火災(zāi)的頻率比燃油車更高。同濟大學(xué)汽車學(xué)院汽車安全技術(shù)研究所所長朱西產(chǎn)曾引用過一個數(shù)據(jù)，隨著技術(shù)進步，新能源汽車起火的概率和燃油車相近，低于0.005％。

“對比單個電芯和相同體積燃油的熱釋放速率，三元鋰電池和燃油相差不多，磷酸鐵鋰電池相比燃油甚至更弱。而且燃油一旦被點燃，很快會蔓延到整個油面。但是電動汽車電池包中，電芯之間相互隔離，火災(zāi)需要從一塊電芯蔓延到另一塊電芯，從蔓延速度來看可能更慢，而且可以通過電芯之間的隔熱措施，或者電池管理系統(tǒng)進行控制。”黃沛豐介紹說。

不過，他也認為，動力電池火災(zāi)有其危險的一面，其燃燒時伴隨氣體產(chǎn)生，特別是三元鋰電池，火焰往往由內(nèi)向外噴出，屬于射流火，甚至隨著可燃氣體堆積，出現(xiàn)爆燃。而且從滅火難度來看，動力電池起火后很難用水、滅火器等手段撲滅，而是需要給電芯大幅降溫，但是電芯置于電池包內(nèi)部，很難滅火。

公眾對于電動汽車火災(zāi)的擔(dān)憂，來自其多樣的原因與難以被撲滅的后果，而這種未知的風(fēng)險可能正伴隨著行業(yè)“內(nèi)卷”的加劇而積聚。

“內(nèi)卷”之殤？

一位電池工程師向記者直言，單純因為冷卻液腐蝕泄漏導(dǎo)致MEGA事故的可能性并不高，更可能是多重因素疊加的結(jié)果。

MEGA使用的是理想和寧德時代聯(lián)合開發(fā)的麒麟5C電池，C是充電倍率的單位，用來描述電池充放電快慢。簡單來講，幾C就是在幾分之一個小時內(nèi)將電池充滿電。MEGA發(fā)布時被認為是量產(chǎn)車型中充電速度第一，可以做到12分鐘500公里的充電性能。

按照理想動力電池負責(zé)人柳志民介紹，理想、寧德時代雙方共投入1000人，其中博士70名。在這千人隊伍里，理想投入了200—300人，這幾乎是理想電池部門的所有員工。一般來說，普通車企完成一個電池項目所花費的時間是一年半，但理想光拆解電芯內(nèi)阻、做機理梳理就花了一年半，整體項目開發(fā)時間長達三年。

想要實現(xiàn)良好的充電性能，無疑需要一系列技術(shù)創(chuàng)新。比如為加速電池冷卻，MEGA動力電池基于麒麟架構(gòu)，取消了傳統(tǒng)底部水冷的策略，采用了三明治夾心的方法，使得冷卻面積增加為原來的5倍。而傳統(tǒng)電池的散熱方案是將用于冷卻的液冷板放置在電池包下面，麒麟架構(gòu)則是將液冷板插入每排電芯之間。

“如果電芯之間的間隔很小，留給冷卻管道的空間就比較狹窄，既要留出流道，管道自身也有厚度，一旦冷卻管道管壁厚度較薄，就可能導(dǎo)致其強度、抗老化能力偏弱。”黃沛豐分析說。

車企對實現(xiàn)更長續(xù)航里程、更快充電速度的需求，已經(jīng)給動力電池產(chǎn)業(yè)鏈帶來不小的壓力。

王剛（化名）是國內(nèi)一家電池材料廠商負責(zé)人，在與車企的頻繁交流中，他認為車企的一些要求有些“過分”，“一些車企不懂動力電池，不尊重客觀規(guī)律，一味提要求，比如提出充電像加油一樣快。其實過度追求充電倍率提升可能意義有限，比如4C意味著充電時長在15分鐘左右，可能已經(jīng)能夠滿足市場需求”。

“動力電池行業(yè)比較‘卷’，各家在車企的需求下開始‘卷’充電速度、續(xù)航里程與成本，但這三者其實在一定程度上彼此矛盾，比如加快充電速度就要求電池極片涂層變薄，但是這與續(xù)航里程增加的需求產(chǎn)生矛盾。這種‘卷’給行業(yè)帶來壓力，需要在其中找到平衡。”王剛對于一些車企頻繁宣傳的動力電池性能的安全性有所憂慮，其中就包括超快充。

他告訴《中國新聞周刊》，比如有企業(yè)已經(jīng)“卷”到一秒鐘充電1％的程度，但是鋰電池充放電是一個鋰離子穿梭的過程，充電可以被理解為鋰離子回到原來位置、均勻排布的過程，但是如果它沒有“歸位”，這些鋰離子就會不斷累積，就可能形成像樹杈一樣的結(jié)構(gòu)，也就是鋰枝晶，刺穿隔膜造成短路。

他坦言，過于頻繁使用超快充，使得鋰離子不“歸位”的風(fēng)險增大。“超快充用于偶爾應(yīng)急沒有問題，但是不建議頻繁使用，‘常在河邊走，哪有不濕鞋’。”

“如果頻繁使用像5C級別的超快充，對于電池可能造成一些不可逆的損害，一旦鋰枝晶生長，就不可能再縮減。”真鋰研究創(chuàng)始人墨柯將快充技術(shù)的發(fā)展形容為“躍進式發(fā)展”。他告訴《中國新聞周刊》，充電過程中，以及充電結(jié)束后一段時間，比較容易發(fā)生電池?zé)崾Э兀壳跋?C這樣的充電倍率比較穩(wěn)妥。“其實電池行業(yè)一直對充電速度的提升帶來的安全風(fēng)險有所警惕，但是車企愈發(fā)將充電速度作為賣點，倒逼電池廠商加快快充技術(shù)的開發(fā)。”

“安全風(fēng)險與電池充電倍率的提升是共生關(guān)系，因此電池想要實現(xiàn)超快充，首先就要解決安全問題。”黃沛豐解釋，并非任何電芯都能實現(xiàn)超快充，如果其正極、電解液等仍然使用常規(guī)材料，發(fā)生鋰枝晶的概率與速度都會大幅提高，因此需要改進材料。另一方面，超快充時產(chǎn)生的熱量比較大，從而對于熱管理系統(tǒng)性能的要求比較高。

黃沛豐曾做過相關(guān)實驗，普通電池以3C的倍率充電，電池溫度很容易達到60攝氏度以上，對于熱管理系統(tǒng)而言，這已經(jīng)是風(fēng)險較高的溫度。

“鋰電行業(yè)不可能像半導(dǎo)體行業(yè)那樣，以摩爾定律的速度進化，還是應(yīng)該進行充分的研究、實驗，透徹掌握一些機理后再進行量產(chǎn)。”王剛的憂慮在于，一些新技術(shù)尚未通過充分驗證。

工業(yè)和信息化部制定的強制性國家標準《電動汽車用動力蓄電池安全要求》將于2026年7月1日起開始實施，這被業(yè)內(nèi)稱為動力電池“新國標”，其中已經(jīng)關(guān)注到快充對于電池安全可能帶來的影響，新增快充循環(huán)后安全測試，300次快充循環(huán)后進行外部短路測試，要求不起火、不爆炸等。

在王剛看來，更重要的是經(jīng)歷300次快充循環(huán)后要打開電池，看看其中有沒有不利于電池安全的變化，比如用顯微鏡看看極片的形貌究竟有沒有發(fā)生變化，否則電池就是一個“黑匣子”。

根據(jù)《21世紀經(jīng)濟報道》披露的信息，日前，理想針對事故進行了內(nèi)部處理，提及冷卻液滲漏批量質(zhì)量事故有三個相關(guān)原因，排在前兩位的就是冷卻液驗證不充分、動力電池試驗驗證及滲漏風(fēng)險評估不充分。

動力電池的“不可能三角”

在動力電池的發(fā)展歷程中，一直需要平衡安全與性能。包括理想MEGA事故在內(nèi)，近期發(fā)生火災(zāi)的電動汽車，如小米SU7、途觀L等均搭載三元鋰電池，這甚至演變成一場針對三元鋰電池的信任危機。

以正極材料為區(qū)分，當(dāng)前動力電池被分為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩類，前者能量密度更高，但安全風(fēng)險也隨之升高。

有電池廠商負責(zé)人向記者解釋，電池的能量密度由正負極材料決定，當(dāng)前液態(tài)電池的能量密度上限約為300瓦時/公斤，并非因為液態(tài)電池廠商無法做出更高能量密度的電池，而是那樣的液態(tài)電池很容易起火。“特別是三元鋰電池正極常用的鎳的活性較高，極為容易分解，因此隨著正極材料中鎳含量提高，風(fēng)險也在升高。”

2019年，寧德時代推出811高鎳三元鋰電池，即正極材料中鎳含量達到八成，曾經(jīng)連續(xù)發(fā)生多起起火事故，以至于含鎳較多的高鎳三元鋰電池一度被外界認為是高風(fēng)險的代名詞。

“相比于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池?zé)崾Э氐钠鹗紲囟雀汀Ｈ囯姵責(zé)崾Э氐钠鹗紲囟仍谝话侔司攀龋姿徼F鋰電池?zé)崾Э氐钠鹗紲囟饶苓_到200度以上。而且三元鋰電池燃燒達到的最高溫度高于磷酸鐵鋰電池。”黃沛豐向記者解釋。

王剛有個對比，磷酸鐵鋰電池起火更多是冒煙、燃起火苗，但是較少發(fā)生爆燃。三元鋰電池一旦起火，很難被撲滅，只能等待它燒完。“從三元鋰電池材料的特性來看，其安全風(fēng)險確實高于磷酸鐵鋰電池。隨著磷酸鐵鋰電池也在通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等手段增加續(xù)航里程，導(dǎo)致近5年三元鋰電池的市場占有率從80％下降至20％。不過三元鋰電池仍有其應(yīng)用場景，因為能量密度的差異，磷酸鐵鋰電池始終比較重，會降低駕駛體驗，一些追求輕量化的高端車型還會選用三元鋰電池。”

但是黃沛豐認為，評價一輛電動汽車的安全性，不能僅從其使用何種電芯的角度評判，還是要看其圍繞動力電池的安全系統(tǒng)。除去電芯本身的安全，還涉及電池材料、結(jié)構(gòu)等，還有被動安全和主動安全設(shè)計，比如面對車輛托底的場景，如何加強電池包底部的防護，再比如電池?zé)崾Э睾螅绾芜M行隔熱等都屬于被動安全設(shè)計，而BMS（電池管理系統(tǒng)）則屬于主動安全設(shè)計的范疇，通過傳感器采集數(shù)據(jù)，再基于算法主動防控風(fēng)險。

“三元鋰電池，特別是高鎳三元鋰電池，通常會在安全方面做足功夫，以彌補其天然較高的風(fēng)險，比如通過更好的BMS將風(fēng)險扼殺在搖籃。”墨柯表示，由于高鎳三元鋰電池的安全風(fēng)險較高，像歐洲近年開始轉(zhuǎn)向中鎳高壓鋰電池，其能量密度介于高鎳與5系、6系三元鋰電池之間，國內(nèi)也有類似的趨勢。

電池新國標也修訂了熱擴散測試，對該測試的技術(shù)要求從此前的“著火、爆炸前5分鐘提供熱事件報警信號”，調(diào)整為“不起火、不爆炸（仍需報警），煙氣不對乘員造成傷害”。對于新規(guī)，墨柯坦言，這對于高鎳三元鋰電池而言確實不太友好。雖然新規(guī)從字面來看更為嚴苛，但是對于一些電池廠商而言，仍有一些方法應(yīng)對熱擴散測試，只是難度相比之前有所增大。

一位電池廠商研究院人士告訴《中國新聞周刊》，對于動力電池而言，業(yè)內(nèi)一直認為安全與能量密度這兩個屬性，屬于魚和熊掌不可兼得，甚至互相矛盾。但是對于中高端車型而言，600—800公里續(xù)航里程是必備的性能指標，對于電池能量密度必然有所需求。對于這一續(xù)航目標而言，磷酸鐵鋰電池雖然可以達到，但是需要電池廠商針對車型進行定制化開發(fā)，一旦更換車型，電芯的適用性就會變差，因此考慮到適用性，能量密度較高的三元鋰電池仍是滿足較長續(xù)航里程的主力技術(shù)路線，但是需要更好解決其安全性問題。“為了解決安全性問題，三元鋰電池從液態(tài)走向半固態(tài)，最終走向固態(tài)是必然。”

但是動力電池是一個能量體，沒有所謂“絕對安全”可言。“目前能做到的只是精益求精，盡量減少可能導(dǎo)致其熱失控的種種因素，比如極片不要有毛刺等等。哪怕是固態(tài)電池，未來正極使用金屬鋰，同樣不能保證絕對安全。”能量密度、安全、成本，這三者在王剛看來是動力電池的“不可能三角”，也就是三者不可能同時完美實現(xiàn)，只能追求平衡。

來源：中國新聞周刊