最近電動(dòng)汽車(chē)可是又“火”了一把，電池起火讓剛剛放下里程焦慮的消費(fèi)者們又多了一塊心病，動(dòng)力電池究竟有哪些種類(lèi)、有什么性能優(yōu)劣勢(shì)以及為何會(huì)起火？今天我們帶大家從電芯到電池組逐一解析。
一、動(dòng)力電池的類(lèi)別
首先我們常見(jiàn)的新能源電動(dòng)汽車(chē)所搭載的電池，使用環(huán)境相對(duì)惡劣，且對(duì)容量、體積及重量等一些參數(shù)有較高的要求，其中電池主要性能指標(biāo)包括：電壓、容量、內(nèi)阻、能量、能量密度、功率、使用壽命，在眾多可循環(huán)使用電池中，鋰電池的各方面性能參數(shù)最為適合純電動(dòng)汽車(chē)的使用場(chǎng)景。
鋰離子電池屬于新一代電池，也是目前對(duì)容量要求較高的用電器使用較多的電池。在新能源電動(dòng)汽車(chē)上，主要使用磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池，所謂磷酸鐵鋰電池，是指正極材料采用磷酸鐵鋰的鋰離子電池，早期由于其造價(jià)低（不含稀有貴金屬，磷、鐵資源豐富，價(jià)格低）、熱穩(wěn)定性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，磷酸鐵鋰電池被用作動(dòng)力電池。
不過(guò)隨著用戶(hù)對(duì)續(xù)航里程的要求提高，在乘用車(chē)領(lǐng)域，相對(duì)來(lái)講能量密度較低的磷酸鐵鋰電池逐漸被三元鋰電池替代。而在商業(yè)用車(chē)及公交車(chē)上，磷酸鐵鋰電池還會(huì)有一些應(yīng)用，主要針對(duì)行駛路徑相對(duì)固定或短途運(yùn)輸?shù)能?chē)輛，因?yàn)榈统杀炯案甙踩詫?duì)于商業(yè)用途來(lái)講更重要。
三元鋰電池的全稱(chēng)為“正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（NCM）或鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等三元聚合物的鋰離子二次電池”。 根據(jù)正極材料的混合比例不同，三元鋰電池分為多個(gè)體系，例如NCM811、NCM622、NCM333，數(shù)字代表3種元素的混合比例，例如NCM811內(nèi)的鎳鈷錳以8：1：1為混合比例，也是目前能量密度最高的鎳鈷錳三元鋰電池。不過(guò)配比調(diào)整也存在利弊，鎳（Ni）提高后隨之容量提升，但穩(wěn)定性也會(huì)降低，電池安全性受影響。對(duì)于新能源車(chē)來(lái)說(shuō)，續(xù)航里程的提高是硬性指標(biāo)，而安全方面更為重要。
二、不同外形電芯的特性
新能源電動(dòng)汽車(chē)要求電池組的比能量高、比功率大、充放電效率高、相對(duì)穩(wěn)定性好、使用成本低、安全性好。有這么多的要求，對(duì)電芯的要求非常嚴(yán)格。在車(chē)內(nèi)電芯并不是獨(dú)立存在的，需經(jīng)過(guò)編排成為電池組，結(jié)合車(chē)身結(jié)構(gòu)、散熱系統(tǒng)及電控系統(tǒng)，組成一套密閉的電池組，為車(chē)輛供電。
大多數(shù)純電動(dòng)汽車(chē)的電池組都安裝在底盤(pán)處，主要是底盤(pán)相對(duì)平整且面積更大，方面布置電池組，但也帶來(lái)了安全隱患，行車(chē)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)磕碰底盤(pán)的狀況，與傳統(tǒng)燃油車(chē)不同的是，電池組的位置可能要比油箱更低，更容易被磕碰到，且容易造成電池組內(nèi)出現(xiàn)短路等極端狀況。
根據(jù)需求，電池廠(chǎng)商將電池包裝成多種外形，滿(mǎn)足不同車(chē)型的需求，目前常用的有圓柱型、方形、軟包電池，車(chē)企會(huì)根據(jù)不同車(chē)型設(shè)計(jì)電池組，選擇相應(yīng)的電芯布置在電池組內(nèi)部。
各類(lèi)形狀電芯優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比制造工藝優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)特性圓柱圓形卷繞式一致性好、工藝成熟、成本低、組成靈活成組后散熱系統(tǒng)復(fù)雜，能量密度低外殼材質(zhì)多數(shù)為鋼，造成能量密度低方形方形卷繞式散熱性能好、組成靈活、殼體高硬度提升安全性尺寸相對(duì)固定導(dǎo)致成本高鋼制殼體過(guò)重，目前部分換為鋁制殼體軟包方形層疊式重點(diǎn)輕、能量密度高、尺寸變化靈活強(qiáng)度差易損、易漏液、成組后散熱系統(tǒng)復(fù)雜、一致性差鋁塑膜為電池外包裝，導(dǎo)致易損，適合固態(tài)電池愛(ài)卡汽車(chē)網(wǎng)制表 圓柱狀電池:
圓柱型電池我們常見(jiàn)的型號(hào)有18650，這一組數(shù)字代表著圓柱的直徑為18mm，長(zhǎng)度為65mm，0表示為圓形柱狀電池。18650電芯具有高功率輸出和高能量密度的特點(diǎn)，滿(mǎn)足高續(xù)航及快速充放電。
由于電池組所需的電芯單體數(shù)量很高，需要電芯適合大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)滿(mǎn)足供給，恰恰圓柱形電池符合這一要求。不過(guò)圓柱型電池也具備劣勢(shì)，單體數(shù)量太大會(huì)造成電池組的管理系統(tǒng)復(fù)雜，散熱方式設(shè)計(jì)困難等，同時(shí)影響電池組的能量密度。當(dāng)然，電芯的一致性也非常重要，單體數(shù)量多意味著故障率也更高，一個(gè)電芯出問(wèn)題，輕則導(dǎo)致電池組容量降低，重則可能導(dǎo)致過(guò)熱起火。能量密度越高，放電產(chǎn)生的熱量也越多，意味著容易出現(xiàn)熱失控的情況。
目前在我國(guó)有多家電芯生產(chǎn)企業(yè)為純電動(dòng)汽車(chē)提供電芯。在電池組內(nèi)，電池模塊由多個(gè)電池單體組成，但通常整車(chē)廠(chǎng)僅具備封裝電池模塊的能力，并不能生產(chǎn)電池單體。
由此看來(lái)，一款車(chē)型能否順利推出和量產(chǎn)交付，很大程度會(huì)受制于電池單體生產(chǎn)企業(yè)提供的電芯質(zhì)量及產(chǎn)能，最終能夠直接影響整車(chē)廠(chǎng)電池組的產(chǎn)出及新車(chē)的生產(chǎn)交付。
特斯拉是目前大規(guī)模使用圓柱形電芯的品牌，不過(guò)特斯拉使用的電芯是來(lái)自松下的NCA（鎳鈷鋁）三元鋰電池。
以特斯拉Model S為例，搭載的電池組內(nèi)包含超過(guò)7000節(jié)18650電芯，大量電芯單體給電池組的散熱及管理系統(tǒng)帶來(lái)更大壓力。而在今年上市的特斯拉Model 3上，已經(jīng)改為使用21700電芯，電芯單體的數(shù)量也大幅降低，可以理解為電芯的管理難度及故障率降低，整個(gè)電池組的安全性提高。
方殼狀電池:
方殼電池最大的優(yōu)點(diǎn)就是由于外形規(guī)整，方便在電池組內(nèi)布置、設(shè)計(jì)電池組的整體外形。方殼電池的散熱更容易設(shè)計(jì)，可靠性好，有泄壓閥，短時(shí)間出現(xiàn)過(guò)熱可盡快釋放壓力，保證電池組的安全。但方殼電池的外殼型號(hào)頗多，且尺寸相對(duì)固定，導(dǎo)致造價(jià)稍高。
目前，很多國(guó)產(chǎn)品牌都會(huì)采用方殼電池作為電芯，電芯單體有一定的安全措施保證安全，提升整個(gè)電池組的安全性，同時(shí)造型規(guī)整也更容易排布。
比亞迪秦Pro EV500的電池組采用自主研發(fā)的鎳鈷錳三元鋰電池，并以方殼形式封裝形成電池組，鎂鋁合金材質(zhì)的電芯殼體，比圓柱型電池所采用的不銹鋼殼體的重量更輕，對(duì)提升能量密度有所幫助。
最終秦Pro EV500的電池組能量密度達(dá)到160.9Wh/kg，容量為56.4kWh，能夠提供NEDC工況420km的續(xù)航能力。
軟包電池:
軟包電池因?yàn)闆](méi)有沉重的外殼，相對(duì)重量更輕，電池形狀也可靈活改變，適應(yīng)性強(qiáng)且能量密度更高。不過(guò)凡事必有利弊，沒(méi)有外殼的它僅靠鋁塑膜作為外包裝，讓電芯的機(jī)械強(qiáng)度存在短板，封口的工藝難度也較大，導(dǎo)致電芯的一致性稍差。
軟包電池的一致性差，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池組的穩(wěn)定性下降。最大的問(wèn)題就是溫度控制，個(gè)別電芯的溫度過(guò)高可能引起火情，或電池管理系統(tǒng)為保證某個(gè)電芯溫度在安全范圍內(nèi)，導(dǎo)致整組電池的性能下降。所以說(shuō)如果想采用高能量密度的軟包電池，需要配合高效的散熱系統(tǒng)及電池管理系統(tǒng)。
圖中帶有“水道”的金屬片是為軟包電池特殊設(shè)計(jì)的冷卻片，它可將冷卻液導(dǎo)入水道內(nèi)進(jìn)行散熱，確保電池始終處于合適的工作溫度。最終通過(guò)一個(gè)框架將電芯、冷卻片以及起保溫及承受壓力作用的泡棉組合起來(lái)，形成了一個(gè)獨(dú)立的堆垛單元。
把若干個(gè)電池堆垛單元進(jìn)行組合，安裝相關(guān)連接線(xiàn)束、電壓電流溫度采集模塊、繼電器總成等相關(guān)零件，保證每個(gè)電芯的工作狀態(tài)可被實(shí)時(shí)監(jiān)控并有針對(duì)性的進(jìn)行控制，最終形成一套車(chē)載的電池模組。
以上所介紹的軟包電芯及電池組就是來(lái)自上汽通用別克旗下的首款純電動(dòng)產(chǎn)品VELITE 6，目前行業(yè)中采用軟包電池的純電動(dòng)汽車(chē)大多來(lái)自合資品牌，同時(shí)刺激了國(guó)內(nèi)軟包電池市場(chǎng)。雖然軟包電池能量密度高，但軟包電池對(duì)電池管理系統(tǒng)及電池組的散熱性能要求較高，大面積普及還需一定時(shí)間。
三、關(guān)于車(chē)輛起火
目前我們可見(jiàn)的幾起電動(dòng)車(chē)起火事故，一種情況為車(chē)輛狀態(tài)無(wú)異常，靜止?fàn)顟B(tài)下自燃起火；另一種情況，車(chē)輛電池組本身受損，例如碰撞、穿刺等情況，在車(chē)輛未使用的情況下自燃起火。
電池組起火后，屬于無(wú)氧燃燒狀態(tài)，從可見(jiàn)煙霧到形成明火的速度非?？臁Ｓ捎谑菬o(wú)氧起火，所以常規(guī)的干粉滅火器、二氧化碳滅火器發(fā)揮不了作用，只能盡快使用消防栓噴淋起火點(diǎn)降溫滅火。但電池組為封閉式設(shè)計(jì)，且安裝位置大都在車(chē)輛底部，噴淋很難直接作用于起火點(diǎn)，這就是滅火效率低的原因。
綜上所述，為了避免由于個(gè)別車(chē)輛存在隱患從而傷及無(wú)辜，未來(lái)純電動(dòng)汽車(chē)停放時(shí)是否應(yīng)該安置在特殊車(chē)位？是否應(yīng)該提高驗(yàn)車(chē)頻率，監(jiān)測(cè)電池組狀況？這都是今后純電動(dòng)汽車(chē)在使用層面我們應(yīng)該考量的問(wèn)題。
四、對(duì)使用電動(dòng)車(chē)的一些建議
1、日常使用過(guò)程中，如果發(fā)生托底或任何原因?qū)е碌牡妆P(pán)磕碰，盡可能前往4S店由專(zhuān)業(yè)人員對(duì)車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)，雖然繁瑣但小心駛得萬(wàn)年船，帶著隱患用車(chē)可能會(huì)傷及自身甚至殃及周邊，例如特斯拉地庫(kù)起火事件。
2、時(shí)值當(dāng)下，馬上進(jìn)入夏季，氣溫逐漸升高，雖然新能源電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)，但高溫對(duì)底盤(pán)部位的電池組提出考驗(yàn)。北方很多城市會(huì)有飛絮漫天的情況，很多新能源車(chē)采用水冷式設(shè)計(jì)為三電系統(tǒng)降溫，如果大量飛絮堵塞車(chē)頭部分的水箱，可能會(huì)造成散熱不暢，影響電池組的溫度控制。
3、通過(guò)積水路段還是要注意慢行，切不可膽大妄為，電池組雖然已經(jīng)有一定程度的防水性能，但隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，難免出現(xiàn)接線(xiàn)處、電池密封老化的現(xiàn)象。
4、整車(chē)出現(xiàn)碰撞后，也可能會(huì)導(dǎo)致電池組變形，這時(shí)電池組內(nèi)部的一些化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)不是常規(guī)狀態(tài)下的“可控”和“有序”，而是呈現(xiàn)出不可控和無(wú)序的狀態(tài)，導(dǎo)致能量的快速劇烈釋放，出現(xiàn)熱失控的狀態(tài)，如果發(fā)生嚴(yán)重碰撞要有應(yīng)對(duì)火情的意識(shí)，盡快離車(chē)。
五、關(guān)于自燃后的理賠問(wèn)題
車(chē)輛汽車(chē)保險(xiǎn)的業(yè)務(wù)范圍中，自燃屬于比較特殊的情況。首先汽車(chē)基本險(xiǎn)種中的車(chē)損險(xiǎn)，理賠責(zé)任范圍內(nèi)的情況包含碰撞、傾覆、墜落、火災(zāi)等，但并不包括自燃。
因?yàn)樽匀嫉某梢虮容^復(fù)雜，有可能是車(chē)輛本身質(zhì)量問(wèn)題，也有可能是車(chē)主后期使用過(guò)程中有過(guò)改裝，造車(chē)電路等存在不安全隱患誘發(fā)失火。不過(guò)車(chē)輛自燃，可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的附加險(xiǎn)避免損失，比如自燃險(xiǎn)。責(zé)任范圍是在沒(méi)有外界火源的情況下，由于車(chē)輛自身的電器、電路等相關(guān)系統(tǒng)，導(dǎo)致車(chē)輛自燃，其中包括所載貨物自身原因起火燃燒造成車(chē)輛損失的，也在理賠范圍之內(nèi)。
汽車(chē)自燃事故的責(zé)任認(rèn)定，首先需要確定是“自燃”。也就是說(shuō)由于車(chē)輛自身的缺陷而不是使用者的過(guò)錯(cuò)導(dǎo)致起火，同時(shí)消防部分、交警部門(mén)、或有資質(zhì)的第三方鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)起火原因進(jìn)行鑒定，再確定起火事故由汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商或車(chē)主負(fù)責(zé)。
用車(chē)過(guò)程中很多不經(jīng)意間的行為，都有可能帶來(lái)自燃的隱患，比如行李廂留存大量物品，尤其是電池、壓縮氣體等易燃易爆的物品。值得一提的是改裝問(wèn)題，很多用戶(hù)加裝行車(chē)記錄儀，覺(jué)得走明線(xiàn)影響美觀(guān)，但通過(guò)保險(xiǎn)盒走暗線(xiàn)很有可能由于施工質(zhì)量欠佳造成線(xiàn)路虛接，最終導(dǎo)致短路、起火，引發(fā)車(chē)輛自燃事故。
編輯點(diǎn)評(píng)：新能源電動(dòng)汽車(chē)真的危險(xiǎn)嗎？其實(shí)無(wú)論傳統(tǒng)燃油車(chē)還是新能源電動(dòng)汽車(chē)都具有一定的危險(xiǎn)性，只不過(guò)傳統(tǒng)燃油車(chē)大家更熟悉，技術(shù)相對(duì)也更成熟，即便出現(xiàn)事故也有更多的經(jīng)驗(yàn)從而合理、快速處置。我們希望大家能夠正視新能源電動(dòng)汽車(chē)，理性看待每一次事故的原因以及聽(tīng)從、學(xué)習(xí)處置方法，而不是新鮮事物出現(xiàn)瑕疵就以點(diǎn)概面，否定全盤(pán)。
