超級播報,每周都有料。全國雨季將至,本周南北方齊發(fā)暴雨,甚至在廣東多地區(qū)出現(xiàn)了積水情況。好了,那個老生常淡的問題又被大家拿出來討論:在積水路面行駛,我們的車到底怕不怕?而隨著新能源汽車越來越多,你車上的那塊電池加劇了大家對于安全的重視,尤其是在積水路面行駛,或者車輛停放于積水中時,“電”這個字,讓很多人心生畏懼。
新能源汽車和傳統(tǒng)燃油車在“遇水”問題上,大家出現(xiàn)了不同的理解。在過去,水的安全隱患基本都是在“物理層面”,威脅最大的無外乎排氣系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)以及車輛的密封性等等,所以,在傳統(tǒng)汽車的安全教育中,涉水高度是最被大家重視的一個數(shù)據(jù)。但到了新能源汽車上,“問題上升了一個臺階,在很多人的心中,因?yàn)殡姵氐拇嬖诳赡芫筒粌H僅是”遇水趴窩”那么簡單了,甚至就此出現(xiàn)了很多危言聳聽的傳言。
關(guān)于防水,新能源汽車的安全可以分為三個部分,單體電池、管理系統(tǒng)防護(hù)以及電池包。現(xiàn)在很多人都知道,新能源汽車內(nèi)的電池組是由一個個單體的電池排列組成,最后串聯(lián)到一起。水,如果進(jìn)入到了車內(nèi),首先電池包外部的密封防護(hù)是第一步,其次是電池串聯(lián)之間的系統(tǒng)管理保護(hù),而最內(nèi)部則是每一顆電池自身的防水能力。
● 第一道防護(hù) 單體電芯防水等級
目前,在很多產(chǎn)品防護(hù)安全級別中,擁有一個明確的指標(biāo):IP防護(hù)等級。其中我們最耳熟能詳?shù)氖欠螴P67標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)檫@個標(biāo)準(zhǔn)同樣應(yīng)用在手機(jī)、手表和其他移動設(shè)備上。這套標(biāo)準(zhǔn)將以衡量產(chǎn)品的防護(hù)灰塵吸入和防護(hù)短暫浸泡能力為目的,目前在該套體系下部分工業(yè)產(chǎn)品的最高等級為“IP68”,主要出現(xiàn)在軍工級和商用級的產(chǎn)品上。而多數(shù)民用級產(chǎn)品達(dá)到“IP67”已經(jīng)算是最高標(biāo)準(zhǔn)了,而目前車輛上的一顆顆電池,都至少達(dá)到了IP67的標(biāo)準(zhǔn)級。
在國家質(zhì)檢總局發(fā)布的《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》中,明確指出了關(guān)于新能源汽車單體動力電池和模組的安全指標(biāo)及試驗(yàn)方法。在該試驗(yàn)方法中,因?yàn)楹}海水更易對產(chǎn)品造成腐蝕,所以電芯產(chǎn)品還要具備在滿電狀態(tài)下,浸入含3.5%的NaCL(氯化鈉,模擬海水)溶液2小時,要求電池?zé)o起火和爆炸等現(xiàn)象。
除了嚴(yán)格的防水測試之外,新能源汽車所采用的電芯產(chǎn)品還要經(jīng)過其它的“裸測”,例如穿刺、擠壓、火燒等暴力測試流程,確保不依賴任何防護(hù)措施的基礎(chǔ)上,電芯本身也要具備強(qiáng)大的抗壓能力。所以,用戶擔(dān)心的防水問題只是電芯檢測的環(huán)節(jié)之一,其它我們可能未考慮到的“危險隱患”,在目前的標(biāo)準(zhǔn)中都已經(jīng)有了針對性的管理標(biāo)準(zhǔn)。
● 第二道防護(hù) 電池控制系統(tǒng)
無論是對于防水還是防火,都是因?yàn)橥饬Χ斐傻膯误w電芯受損,那么如果出現(xiàn)了不可抗的外力施壓,單體電芯會出現(xiàn)因壓力而造成的“脹氣鼓包”,所以控制電池包內(nèi)部最重要的安全手段就是:泄壓泄氣以及控制溫度。
泄壓、排氣以及恒溫,這些責(zé)任由電池包內(nèi)部的物理布局以及檢測控制系統(tǒng)(BMS)來負(fù)責(zé),這也是為何各類品牌都在強(qiáng)調(diào)著自家電池控制系統(tǒng)的獨(dú)到之處時,反饋到的實(shí)際表現(xiàn)上都是“安全,安全,安全”。我們在去年《尋電之路》欄目中,重點(diǎn)對于新能源汽車電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了講解。點(diǎn)擊回顧:
但我們必須還要知道的是,內(nèi)部的電池布局也是重要的安全手段,就像燃油車中,汽油的安全是由油箱的防護(hù)結(jié)構(gòu)來捍衛(wèi)的??刂葡到y(tǒng)來監(jiān)控每一個電芯的實(shí)時狀況,但當(dāng)真有“危險”發(fā)生時,電池包內(nèi)的物理結(jié)構(gòu)為其提供了“逃生空間”。電池包內(nèi)部的布局、排列,會塑造結(jié)構(gòu)上的安全基礎(chǔ),可以為電池打造更好的散熱排氣環(huán)境。
● 第三道防護(hù):電池包整體密封防護(hù)
大家都知道,燃油車涉水“趴窩”現(xiàn)象主要因?yàn)檫M(jìn)氣與排氣系統(tǒng),所以車輛在出廠時有明確的涉水高度說明。但新能源汽車因?yàn)椴恍枰艢?,在車企對電池組進(jìn)行了額外硬件保護(hù)之后,涉水能力相對同級別燃油車來講也會更好一些。目前部分新能源車型可以達(dá)到70cm的實(shí)際涉水高度,但在我們上述提到的IPX7標(biāo)準(zhǔn)中,新能源汽車的涉水能力最大上限甚至可以接近1米的高度。
所以為了車輛在行駛中也能夠確保電池組的安全,車企會為電池組提供保護(hù)框架,也稱電池模組框架。當(dāng)前多數(shù)新能源汽車電池組被布置在底盤上,在行駛中更容易與水接觸,所以保護(hù)框架會針對電池組高壓部分進(jìn)行特殊絕緣保護(hù),保護(hù)包括涉水、碰撞等外力可能對電池組造成的安全影響。而且保護(hù)框架還能實(shí)現(xiàn)一舉兩得的作用,在保護(hù)了電池組的同時,也能夠強(qiáng)化整個車體的安全,尤其是側(cè)面撞擊帶來的車體變形危險,實(shí)現(xiàn)從結(jié)構(gòu)層面對整車進(jìn)行安全保護(hù)。
目前新能源汽車也擁有整車的涉水測試標(biāo)準(zhǔn)。例如上海市對于純電動汽車的準(zhǔn)入政策中有一條強(qiáng)制性的DB31T634-2012標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)將模擬車輛行駛中的涉水環(huán)境,要求純電動汽要在15厘米的水深中,以大于等于30km/h的速度行駛,涉水總時間10分鐘。然后在30厘米的水深中,以大于等于5km/h的速度進(jìn)行前進(jìn)、后退行駛,涉水總時間10分鐘。通過這項(xiàng)測試,也能夠進(jìn)一步確保新能源汽車具備足夠安全的行駛涉水能力。
● 電池包的安全還在不斷加強(qiáng)
夏季,除了防水,電池自燃問題也是目前民眾非常關(guān)心的。但正如前文中所說到,當(dāng)受到不可抗力的外力影響時,熱失控是電池最大的安全隱患,因?yàn)槟壳皬男袠I(yè)到車企都將“針刺試驗(yàn)”視作是電池安全性的最高保障。
此前,比亞迪就最新的“刀片電池”曾做過公開的針刺實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,三元鋰電池在測試過程中發(fā)生劇烈燃燒,表面溫度超過500攝氏度;磷酸鐵鋰電池?zé)o明火、有煙,表面溫度200-400攝氏度;而最新的比亞迪刀片電池?zé)o明火、無煙,表面溫度在30-60攝氏度。最終,比亞迪以此來判定刀片電池的安全性要高于傳統(tǒng)三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。
但本周,寧德時代“針刺試驗(yàn)”發(fā)表了觀點(diǎn),其品牌內(nèi)部人士表示:動力電池的安全性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全,而不止是電芯的安全。現(xiàn)實(shí)狀況下,電芯被針刺的情況不會發(fā)生,電池包底部“鈍刺”和擠壓才是更符合真實(shí)場景的測試方式。
觀點(diǎn)認(rèn)為,磷酸鐵鋰電池更容易通過針刺不是因?yàn)榧夹g(shù)先進(jìn),而是因?yàn)椴牧媳旧頍岱€(wěn)定性好;而三元鋰電池能量密度高,對于針刺確實(shí)存在挑戰(zhàn),但也并非無法完成。也就是說,通過針刺測試的電池不一定安全,而不做針刺測試也不等于電池就不安全。
超級播報點(diǎn)評:
電池安全問題在過去幾年通過政策法規(guī)的引導(dǎo),以及車企、電池企業(yè)的不斷技術(shù)優(yōu)化,如今在多維度都有了更高的防護(hù)等級。夏季到來,新能源汽車的安全問題一定備受關(guān)注,大家很容易把各類“車輛故障”以及“起火”等事件本能的和電池安全聯(lián)系在一起,這背后有我們對于技術(shù)知識的盲區(qū),但同時也說明了目前汽車品牌對于產(chǎn)品的安全強(qiáng)化仍然不可懈怠。也許,如果有一天有品牌可以承諾“電池0隱患”時,也將是民眾信任新能源汽車安全的一個臺階。(文/汽車之家 姚嘉)
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