300秒。高速撞擊後,電池被擊穿,在釀成火災前,應該有5分鐘的預警時間。這是國標的要求。但這樣的黃金五分鐘,是否能拯救生命,仍有不少的挑戰。
3月29日晚,安徽池州G0321德上高速發生小米SU7碰撞起火事故,造成三人死亡。 4月1日中午,小米汽車發表聲明稱,事故發生前車輛處於NOA智慧輔助駕駛狀態,駕駛接管後持續減速並操控車輛轉向,隨後車輛發生碰撞。
4月1日晚間,小米汽車再度發表聲明稱,事故車起火並非部分網傳的“自燃”,推測係猛烈撞擊隔離帶水泥樁後,整車系統嚴重受損導致。
從媒體報導的畫面來看,車輛有起火。至於起火原因,暫未有明確的官方調查結論。
不過,電動車是不是比較容易著火?著火後是不是就沒得救?這些問題再度擺在公眾的面前。如今,中國市場每賣出兩輛車,就有一輛是新能源汽車,在這樣的背景下,如上問題的是與非,乃至應對方案變得更為迫切。
2月28日,《純電動汽車火災缺陷分析方法》正式發布實施,已進入全面推行階段。該標準旨在解決電動車火災事故調查與缺陷分析的標準化問題,現有國標有關電池熱失控的要求仍以靜態試驗為主,未能涵蓋高速碰撞場景,上述標準提出需結合真實事故數據完善分析方法,從而支撐召回管理和安全監管。
目前電動車施行的標準要求,動力電池在出現熱擴散,進而導致乘員艙發生危險之前的5分鐘內,應發出警報訊號。
而在新一版的《電動車用動力蓄電池安全要求》(下稱《安全要求》)中,有了更新更嚴格的標準,強制要求動力電池熱擴散後不起火、不爆炸。
根據先前的公開報導顯示,該版新規預計在2025年上半年正式發布,於2026年7月起實施,取代2021年1月開始實施的舊版相關要求。
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,進而產生骨牌效應,導致整個電池包起火。
根據現有法規《安全要求》(GB/T 31498-2021),電動車發生碰撞的30分鐘內,動力電池包不應爆炸、起火,不應有電解液從電池包溢出到乘員艙。不過,這項要求有明確的測試條件要求,正面撞擊測試要求的車速底線是50公里/時,在汽車側柱面撞擊時,測試要求速度為32公里/時。
根據上述《安全要求》(GB/T 31498-2021),動力電池在出現熱擴散,進而導致乘員艙發生危險之前的五分鐘內,應發出警報信號,但並未對動力電池不起火、不爆炸作出明確要求。
值得注意的是,在發生車輛事故時,並不會存在一個嘀嗒嘀嗒的定時器,用來提醒還有多久到達五分鐘。 “五分鐘是實驗室裡的標準,熱蔓延有很多因素決定,高速撞擊時,與實驗室的目標有很大差異”,一位消防安全專家告訴《財經》,求生和救生的時候不能以此作為鐵律,否則就是刻舟求劍會出危險。
現在施行的《安全要求》標準,在動力電池單體熱失控的情況下,允許動力電池起火爆炸,但前提是一定要給車輛使用者留出疏散逃離的時間。標準所設定的五分鐘疏散時間是經過模擬模擬以及驗證測試得出的。這項要求提出後,也在國際上被廣泛採納。全國汽車標準化技術委員會電動車輛分技術委員會秘書長劉桂彬曾如此對介面新聞解釋。
「國標認證」標準僅規定最低門檻,實驗室安全不代表路上遇到所有情況都安全。一位動力電池企業的研發人員告訴《財經》,有的為了讓車子賣得更便宜,有些車型會有意採用更低價、輕薄的材料,只求踩線通過實驗室標準即可。但這導致在應對複雜問題時,安全就會變得更脆弱。不過,這樣的風險很難被外行人感知到。
另外,先前也有企業在接受《財經》採訪時表示,有些車企不但要生產汽車,還逐漸要求自研,這讓汽車供應鏈企業不知道以什麼面目應對他們。例如,有些車企開始從客戶,變成了競爭對手。有的車商拿著A供應鏈企業的技術解決方案,給到B供應鏈企業,後者因為沒有研發成本,價格更低,車企便有意減少前者訂單。還有的車企則直接派出工程師團隊,去供應鏈企業以學習交流的名義,帶走方案細節回廠自己研發。這種拿來主義客觀上能降低成本,但也失去了對整個研發、生產鏈關鍵資訊的掌握,可能影響產品的最終穩定。
當現實裡遭遇更極端的情況,例如高速撞擊到尖銳物體,直接導致刺穿動力電池包,乃至多個電池電芯同時熱失控,就超出了上述標準所能保障的安全範疇。動力電池研究者朱玉龍對《財經》如是說。
更重要的是,面對高速撞擊,車內駕駛員與乘客在事故發生後,能否有足夠清醒的意識,以及仍能正常活動的軀體,以便逃生;外部救援人士,能否及時開車將乘員救出,並送至安全位置,這都是難題。
值得一提的是,2024年9月,新版的《安全要求》已在徵求意見稿的基礎上形成報批稿,預計在2025年上半年正式發布,並於2026年7月起實施,取代2021年1月開始實施的舊版《安全要求》。
新版《安全要求》的意見稿中明確,動力電池發生熱擴散時,應不起火勢不爆炸。同時提供警報訊號,且警報訊號的發出時間應不晚於觸發單體熱失控之後的五分鐘。以及發出警報訊號之後的五分鐘內,無可見煙氣進入乘員艙。
中國消防微信公眾號在2024年共揭露10多起新能源汽車起火事件。中國證券報曾整理2024年國家市場監督管理總局發布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,38.07萬輛為新能源汽車,其中28.3萬輛涉及電池問題。
電解液具有高揮發性且極易燃燒,電池受損後電解液洩漏遇到高溫或火花會迅速起火;碰撞也可能導致電池短路,短時間內釋放大量熱量。溫度過高導致熱失控後就會起火。碰撞時電池組可能被擠壓、穿刺,導致電芯隔膜破裂,正負極直接接觸短路。電車的高壓線路(通常300V~800V)若在碰撞中破損,可能產生電弧或局部高溫,引燃周邊材料。
此外,《財經》檢索多起公開的電動車撞擊後起火的調查結論顯示,也有電動車起火嚴重損壞後,電池包仍基本完好。其中,有車商分析事故時稱,預計前機艙被高溫零件或線束短路火星引燃,導致全車起火。
電動車更容易著火嗎?
2024年3月,中國科學院院士、清華大學教授、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高曾公開表示,新能源汽車自燃率比燃油車低。他曾引用國家相關機構數據,將2023年第一季自燃車輛,分為燃油車和新能源汽車兩類,再以兩種汽車的保有量為分母,得出新能源汽車起火率更低的結論。
引發動力電池火災的原因包括外因和內因兩大類。外因主要是由於電池過充、充電功率過大以及車輛發生較大衝擊碰撞所引起的。內因來自動力電池的生產品質不穩定,導致內短路現象,在一個小的電芯單體著火後,如果不對它進行控制,會形成熱擴散導致整個電池包起火。
結論曾引發爭議,例如汽車存量基數、使用狀態、使用年限、起火原因等因素未被考慮其中。例如,上述數據指的是兩種類型汽車的自燃而非碰撞事故等導致的火災機率。
不過,在業界看來,電動車的安全性逐漸增加。中國工程院院士孫逢春曾在2020年透露:2019年中國新能源汽車起火機率是萬分之0.49,2020年起火機率下降到萬分之0.26,而傳統燃油車的火災事故率在萬分之一到萬分之二之間。
這源自於兩個方面,其一源自於動力電池廠,他們對動力電池進行了一系列技術升級,同時這個產業也經歷了大浪淘沙,一些規模較小的公司已經退出市場,市場集中度越來越高;其二,整車廠也有意提升自己的安全性,比如採用更新的材料和工藝技術,比如採用一體式壓鑄技術打造車身,把電池包覆在車輛失控空間包覆在車輛等。
劉桂彬表示,根據2024年2月所進行的統計,受訪的36家整車和電池企業中,已有78%的企業具備動力電池不起火、不爆炸的技術儲備,也就是即使電芯單體熱失控,也不會發生由熱擴散導致的動力電池起火和爆炸。
電動車起火後的救援,一直是困擾各方的難題。
「同尺寸的電動車,起火後的溫度更高,鋰電池如果著火,滅火更難。」一位消防救援系統的人士告訴《財經》,優先使用乾粉滅火器滅火;必要的時候,也會用水槍對底盤電池組持續降溫,避免爆燃。不過,電動車起火後,有機率出現複燃,釋放有毒氣體,還有可能殘留電壓,處置不易。最好的是使用專業滅火設備,但組態成本及使用要求更高,目前主要應用在高風險或需要高安全保障的地方。
「新能源汽車起火,不是就沒得救。」上述消防救援人士補充稱,在火災初期使用乾粉滅火器,可以撲滅鋰電池初期陰燃,為逃生和後續救援爭取寶貴時間。
在國內某機場,《財經》留意到,無論是接駁大巴還是工程車輛,凡是用了電池的,都會清晰在車身用碩大的字體標註使用的電池類型,以及滅火需要的專用設備。 (虎嗅APP)