2022年2月,一艘载重17738吨名为Felicity Ace号的巨型货船,在德国埃姆登港口装上包括宾利、兰博基尼、保时捷、奥迪、大众等共计3965辆新车后,出发向美国罗德岛驶去。
这批汽车中有很多是高价定制的特别款,客户已经等了很久,然而他们怎么也不会想到,这艘大船行驶到葡萄牙海域时,竟在没有任何外部碰撞的情况下,突然发生了火灾,并最终沉入了大海。
据估计,沉船造成的损失高达1.55亿美元,仅宾利的价值就高达3000万美元。而造成事故的原因,据外媒Importinfo报道,是一辆奥迪 e-tron Sportback 电动汽车电池起火引发的。
这可能是截止目前,由电动汽车起火造成全球范围内的最大一次经济损失,也是电动汽车电池起火引发的众多惨案之一。
今年6月,据乘联会发布的消息,预计2023年中国新能源汽车销量将达到2350万辆,渗透率有望来到36%。能看出来,在智能化程度和驾驶体验比油车高出一大截后,越来越多人在试驾新能源车后,再也开不回油车了。
但电池容易起火,始终是悬在所有潜在新能源车主头上的达摩克里斯之剑,如果没有这个弱点,相信有更多人会选择买电动汽车。
电动汽车的电池,怎么就那么容易起火呢?
01
如何挑选安全的电池?
要搞明白电动汽车电池容易起火的原因,首先得搞明白汽车电池的工作原理。
现在新能源汽车电池的材料,无非就是三元锂和磷酸铁锂,本质上都是锂电池。跟其它材料的电池一样,锂电池的工作原理是以化学形式储存能量,然后通过电化学反应以电子形式释放能量。
具体到锂电池内部,它的负极是由带正电的粒子组成,正极是由带负电的粒子组成,在正负极之间会放置一种液体电解质溶液,锂离子通过该溶液从正极流向负极,也就产生了电流。
然后最关键的环节来了,在很多对锂电池的简单描述中,很容易忽视正负极之间有一个很重要的组件—隔膜。
这是一种很薄的有孔膜,它允许锂离子通过的同时,能把正负极分开防止短路。
锂电池起火的一个很重要的原因,就是分隔正负极的隔膜受外力冲击发生了破损,在短路后迅速起火的。
为了解决这一问题,各家汽车厂商绞尽了脑汁,也拿出了不同的解决方案。
比如比亚迪的刀片电池,采用的是无模组的电池解决方案。它在每片刀片电池的内部做了多个隔层,并在每个隔层的隔板上留了注液孔,当受外力冲击发生短路后,电芯内的气体会马上通过注液孔排到壳外,保证了及时散热,从而保证电池的安全。
凭借这一技术,比亚迪的刀片电池最早完成了针刺试验。
截至2023年4月底,理想汽车累计交付的超过33万辆新车中,没有一辆车出现动力电池系统热失控的问题。
而理想汽车的方案,比如现在卖得最好的L系列都采用了Ni6体系电芯,给电池包用上了新型防火材料,并预留了特定排烟通道、超大排量防爆阀和紧急强散热水循环系统,通过有效隔离和排出电池包内热量来阻止电池短路后起火。
当然了,也有很多车企虽然宣传自己有很好的电池安全解决方案,但却并没有公开的实验或者数据支撑。
那到底该如何才能选到真正安全的电池呢?
其实敢不敢做“电池针刺”,就是一个重要的标准。
所谓的“电池针刺”试验,是指用钢针把动力电池的电芯刺穿,瞬间造成电芯内部大面积短路,观察是否会着火的测试。这是目前业内公认的对电池电芯安全性最极端、最严苛的测试方式,被称为电池安全测试领域的“珠穆朗玛峰”。
当然只能做“电池针刺”还不够,因为你会发现,有些已经接受过电池针刺考验的车,真正上路发生碰撞后电池还是会起火。
这又是为什么呢?
实际上,能在实验中接受住“电池针刺”,并不意味着装到汽车后还能接受住。因为电芯在电池包中是紧密排列的,散热条件远没有实验室中那么理想。
02
电池装上车后,考验才开始?
根据中国交通事故深度研究对车辆起火事故统计,由于碰撞导致的起火事故案例中,来自底部磕碰造成的比例在七成左右,而底部正是电动汽车电池所在的地方。
所以要测试电池是否安全,只停留在电池单个部件在试验中的表现是不行的,还要看装上整车后的表现。
按照现在市面上的测试标准,有四项针对整车行驶过程中电池被冲击的场景,是很多厂商难以通过的。
第一项是“整车正向刮底试验”。它模拟的是司机平时开车,没看到车辆前方有大的障碍物,直接开过去障碍物与电池发生碰撞的场景。过程大约是下图这样,汽车以不低于30km/h的速度,直接开过去让底部与实心钢球撞到一起,看电池是否会起火。
第二项是“整车后向刮底试验”。顾名思义,就是上面那个过程,倒车再来一遍,过程如下图。
第三项稍微复杂一点,是今年5月吉利率先完成的,名字叫“整车负坎冲击试验”。它模拟的是大家平时在便道上停车,然后下到主干道时,可能会被硌到汽车底盘的场景。
试验过程是让车先停到一个台阶上,然后以20km/h的车速下来,在下来过程中,让一颗实心钢球结结实实“硌”底部的电池包上,看电池会不会着火。
最后一项是“整车托底试验”。它模拟的是日常最常见的车辆行驶在坑洼严重的路面上的场景,试验要求跟实际路面情况一样,会用钢球对汽车底部电池进行随机“暴击”。
可以说,只有当把电池装进整车,在散热条件没那么好的情况来对电池反复“伤害”,才更能看出一辆车在马路上的可靠程度。
而上面这四项严苛的测验,吉利神盾电池安全系统均以超行业标准的测试标准全部通过,也真正做到了整车级的电池安全,把电池防护做到了极致,在动力电池安全领域占据着行业引领地位。
事实上,如果没有一套对底盘中电池的科学保护系统的话,以现在的电池技术,无论哪家汽车厂商都不敢直接开着往钢球上怼的。
吉利经受住上面这四个考验的那辆车是银河L7,也是首款搭载吉利神盾电池安全系统的车,它在设计上采用了“潜艇式”的造型,由三套系统来层层保护。
最外面一层,是在动力电池包前面布置了一道防护梁,最下缘比电池包底面要低10mm以上,它可以有效防止整车正向刮底情况所导致的电池包损伤。
相当于在动力电池前面的门口先安排了保安,当发生危险的第一时间,门口保安会拦下第一波伤害。
第二层,是在电池包正向接插件和冷却管路接头处,再次加装了防护板,它可以进一步防护障碍物对电池的损伤。
这相当于在容易被碰坏的脆弱位置上,额外再加了一层保险,让它跟电池包其它地方同样耐撞。
第三层,是电池本体使用了1.5mm的1180DP高强钢板,配合底部吸能结构,能对底部损伤起到有效的防护作用。
这三层保护,能最大程度分解碰撞后的能量,减少电池被挤压后的侵入量。
这也是为什么银河L7在底部碰撞中,能够保证底部变形量较小,不发生起火、爆炸、冒烟等热失控现象的主要原因。
相关数据显示,7月份吉利新能源车销量高达41014辆车,同比增长了28%,环比增长6%,创下了年内新高。其中,纯电动车销量28145辆,同比增长达到了27%。
吉利汽车在新能源上的转型并不算早,但却正在被越来越多消费者所选择,最核心的原因,可能就是它在电池安全上所展现出的强大能力了。
毕竟汽车作为一种载人工具,安全永远是最前面的那个1,没有前面这个1,后面有再多0也是没意义的。
但对于消费者来说,一个车企的电池安全被保障后,新能源车的安全性是否就能高枕无忧呢?
答案也是否定的,因为能导致新能源汽车发生危险的,绝不只是电池着火这一项。
比如汽车架构是不是靠谱,就是买新能源汽车时不得不重视的另一个项目。
03
架构安全有多重要?
过去在燃油车时代,大多数人去4S店买车是不太关注架构的,因为说实话,燃油车更多是一种机械产品,基于架构设计,能降低车企的成本,也是它们自己更重视的事情。
就像在燃油车时代大名鼎鼎的丰田TNGA架构,最显著的成果,就是让同平台车型实现了70%甚至80%的通用化零部件,使得产品开发的效率提升了20%以上。
这帮助丰田汽车具备了更出色的性价比,成为了燃油车时代的全球销量霸主。
而进入新能源汽车时代后,架构就不再只是汽车厂商关注的事情了。因为除了从成本考量外,从“分布式电子电气架构”到“中央集成式电子电气架构”的改变,让汽车第一次有了一颗所谓的“大脑”,实现了智能化。
而一旦实现智能化,所有买车人都必须要面临一个问题,就是假如汽车的架构拉胯了,那不仅会影响到汽车的智能化程度,更有可能会危害汽车安全。
举手机例子来给大家解释一下,过去燃油车时代相当于是诺基亚,除了打电话、收发短信外,这手机的娱乐功能基本为0,但好处是诺基亚手机很耐摔,也很少会发生卡顿、死机。
而现在的电动汽车相当于智能机,这种手机能实现的各种功能可比诺基亚强太多了,但大家也都记得,当初早期的某些智能手机有多不耐摔,系统有多卡顿。
所以买新能源车,汽车架构是一个不得不重视的问题,也是在很多汽车品牌正在疯狂内卷的领域。
像是丰田,现在已经把它曾立下汗马功劳的TNGA架构,升级并延续到了电动汽车上;比亚迪,核心武器库之一就是“e平台 3.0架构”,光研发投入就近百亿;极氪汽车,浩瀚架构经过了5年研发,投资先后花了超过200亿。
而吉利银河 L7 是基于世界级 e-CMA 智能超电架构打造的,这套架构由吉利和沃尔沃联合研发,还被应用在了沃尔沃的那些豪华车上。
e-CMA架构针对于电动车的特点,在三电系统、智能化热管理、底盘和电气架构等方面,做了全方位的升级。
拆解开来大约长下面这个样子。
银河L7的正面前防撞梁,采用的是航天级 7 系铝合金,是目前市面上硬度值最高的铝合金。主体料厚达 5mm,占车头宽度70%,比一些一线豪华品牌的耐撞能力还要强。
7 系铝合金目前广泛被应用在航空航天领域,优点除了硬度高之外,还特别轻,如果说有什么坏处的话,那唯一的坏处可能就是贵,非常贵。
防撞梁后面有一个290mm的吸能盒,长度同样超过了大多豪华品牌车型,碰撞后的吸能比率,要比一般的钢材多近70%。当发生意外碰撞安全事故时,不仅能缓冲保证人的安全,还能够尽量减少对周围零部件的伤害。
除此之外,侧面的一体式门环设计对侧向碰撞形成的保护,全框式前副车架和电池防撞横梁对底盘碰撞形成的保护,以及业内独有的三叶草卸力结构对前方碰撞形成的保护,共同保障了银河L7的架构安全。
银河L7的架构除了“耐撞”,也绝不“卡顿”,越是关键时刻,智能化的表现越不拉胯。
比如银河L7搭载了吉利多维融合的AI决策算法,能在碰撞后65ms内实现整车高压断电,避免高压漏电和起火风险。
这个功能非常实用,因为很多电动汽车起火,并不是在发生碰撞后立马燃烧起来的,如果能在超短时间内完成整车断电,这将会降低汽车起火的风险。
此外,由吉利星睿智算中心云端提供的安全监护,能够进行出行的全场景守护,不仅能实时感知新能源车辆三电安全状态,还会对电池故障报警和预警,并且提前预警准确率高达95%。
这在汽车行业,一个与人生命相挂钩的行业内,无疑是难能可贵的。
尾声
吉利控股集团董事长李书福,曾经说过这样一段话:
“无论是电动化技术的安全,还是智能化技术的安全,一个都不能少,不能因为追求电动化而失去安全,更不能因为追求智能化而失去安全,智能电动汽车必须以安全为前提,吉利的第一诉求就是安全,而且必须遥遥领先。”
事实证明,李书福这句话不是说说而已的。
在过去十余年的时间里,从三电、智能架构,到智能座舱、智能驾驶,再到生产制造,吉利已经为新能源持续投入了近千亿元,专利技术累计达 3500 多项,拿到了众多业内第一的荣誉。
国内首台超高转速测试台架及高速电机NVH试验室,国内权威检测机构中唯一的电驱动250kW级功能安全故障注入测试平台,国内首套三电及热管理系统集成测试平台,行业首家开展新能源汽车安全管理体系认证的企业……
作为IATF(国际汽车工业组)亚洲唯一汽车集团,吉利汽车一直是行业标准的制定者、引领者。
有这样技术背书的国产新能源车品牌,最终会在竞争激烈的国内汽车市场吃下怎样的份额,让我们拭目以待。