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    深度:比亚迪汉EV碰撞48小时后起火谜团的几点研判

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    知化汽车2021-07-26

    一、缘起


    事件回顾:懂车帝在昨晚发布了一段比亚迪汉EV(图片|配置|询价)和极狐阿尔法S高速对撞的测试,在碰撞中双方车辆都有较严重的受损,但双方车辆在碰撞后当场均没有出现安全事故。事情的转折点在于车辆静置48小时后,比亚迪汉EV突然冒烟起火了,继而蔓延起来,将车辆烧毁。



    懂车帝给出的起火原因是:“经消防认定为电瓶电气线路故障导致”。

    今天晚些时候,比亚迪给出了官方说明,概况起来主要为3点:


    (1)起火原因:测试车辆冷却液非量产类型,量产冷却液为蓝色、不导电;测试车辆冷却液为红色、导电;冷却液泄露致线路短路,引发燃烧;

    (2)懂车帝的测试方法非主流、非权威、非国家行业标准,言下之意,比亚迪不认可;

    (3)比亚迪将安排技术人员勘察现场及疑点排查。


    比亚迪给出的红、蓝冷却液之分有点让人莫名其妙,结论下得也有点仓促和牵强,有网友实拍,表示自己购买的汉EV就是红色冷却液,难道红色液体的车辆都是非量产的,这如何向用户解释,意外地挖坑。



    红蓝冷却液这个不是主要的问题所在,焦点还是在如何起火了。消防和比亚迪给出的共同原因都是线路导致。这个值得商榷。


    但有一点事实是无法回避的,从燃烧后的车架可以确认,那就是电池起火了,如果电池没有起火,整车是不会烧到这种程度的。无论是电池包内部自己的原因造成起火,还是外部原因部造成起火,首先我们得承认(刀片)电池起火这点,这是整个事件探讨的一个共识。



    二、电动汽车事故后的延时自燃


    比亚迪这次高速碰撞后静置48小时后起火,其实是一个典型的《电动汽车事故后的延时自燃问题》,在此之前已经发生的两起同类型事故是:


    (1)2011年通用雪佛兰Volt侧碰后3周自燃;

    (2)2019年4月22日西安蔚来汽车底部撞击车辆自燃;


    事故后的延时自燃问题目前没有什么明确的说法,行业内也没有什么明确的规定或应对方案,最早接触到这个称呼是在宁德时代,当时由于某个事件,该公司进行一次专题研究,有些结论。


    三、汉EV的两次起火


    回到比亚迪的这次延时自燃事件,在探讨起火原因之前,我们先掌握它的起火过程:


    (1)首次燃爆:在视频14:50-51的时间,明显看到整车前部有白烟冒出,随后剧烈的明火喷出,这应该是它的首次燃烧爆炸(从给出的视频来判断



    随后很快被人员用灭火器扑灭(视频中看不到明火了),整个画面充斥着白烟(主要应该是灭火器)。


    (2)第二次燃爆:接着在15:05-06的时候(这个是视频显示的时间,不确定是否是实际的过程记录,中间有镜头切换,视频应该是后期剪辑汇总的),出现了第二次起火爆炸,可以看出这次是最为剧烈的,整个画面都是火光,随后再次以火苗+浓烟形式燃烧。



    由于视频的时间有限,懂车帝没有把完整的燃烧过程展示出来(估计也太长了),所以以上就是我们能看到的大概起火过程。



    四、起火点与原因推测


    这里我们不确定第一次的起火的源头是刀片动力电池,还是前面的12V电源,但这个第二次燃爆几乎可以断定是刀片动力电池(个人的判断)。


    如果是12V电源——这个是视频中也有重点提到的,在碰撞中已经严重受损,根据消防和BYD的说法,这里有线路短路,进而引发燃烧。



    比亚迪的这个12V电源,从网上实拍的图来看,是锂离子电池(个人推断是磷酸铁锂)。这样的话,此处起火的概率是很高的,因为你有流淌出来的冷却液+裸露的线束和金属+损坏的锂离子电池。


    这里还有个问题,就是冷却液水箱是布置在12V的对面,即车头的另一端(中间隔着电机电控),它的位置高度基本与12V电源相当,所以冷却液流到该处并存留的几率是不高的。

    这样,如果12V电源起火,可能还是归结到外短路+电芯受挤压短路上来。



    如果12V电源首先起火成立的话,那么后面刀片电池的二次燃爆基本就是事故电池包+外部火烧引起的自燃了。


    这就需要聚焦到刀片电池系统这个核心器件上来了,推测下它可能出现了什么问题。


    测试的这款车型是汉EV的长续航版,它的电量是76.9kWh,在后排座椅下多了一层的电芯,它的热失控防爆阀Vent是布置在第二排的上盖上的(注:我看到的包布置是这样,这里不能排除BYD会有第二个方案即VENT不在后排这里)。


    我们从视频中看到的起火位置接近于它的前轮后方一点,也就是电池包的前端,有PDU+冷却液进出口所在的一端。但是我们在第一次起火时,没有看到整车后面(电池包后排)有白烟冒出,这说明此时的刀片电池系统还没有燃爆,是前面的12V电源烧了;当然,还有一个可能性,那就是在碰撞过程中,电池包已经变形破损了(上盖是塑料的),即它的密封性被破坏了,Vent没有动作,这里受损最严重的前端电芯处,直接先烧了。



    现在到了刀片电池起火的问题了,它可能是怎么造成的?我们先了解下电池包内部的整个布置,如下所示。



    电池布置的非常紧凑,电芯与底板四个边框的距离靠的非常近,而且冷却液的进出口是集成在PDU中的,这种“电液”集成在一起的方案是我首次看到,集成度高了,但这二者的风险比较高,有可能是这里的一个问题点。这种设计在后期给一汽的车型上变更了,二者分开。


    另外就是汉的水冷板是直接在包内的,冷却液的泄露也是它需要面对的一个共性问题。



    所以,比亚迪汉EV此次碰撞后刀片电池如果率先起火,很可能是与前面两个案例是同样的原因,尤其是通用的Volt,NHTSA推断存放的Volt起火的原因为:电芯损坏+冷却液泄漏+外短路,叠加造成,而非某个单独的原因。NHTSA当时为了复现VOTL的延时自燃,先做的5个测试对比如下。



    这种极端工况是非常复杂的,往往不是哪个标准或测试能覆盖,即使是磷酸铁锂,它不是不会着火,是没有达到它着火的条件,还没有不着火的电池。刀片电池也罢,还有其他各种“不起火电池包”都也是喊喊宣传口号,实际是怎么回事,大家也都比较清楚,企业有宣传的需求可以理解,但宣传不能过,另外就是产品还是要老老实实做。


    从汉EV的设计来看,比亚迪明显对自己的刀片电池过度自信了,它的系统集成层面的防护有不足,基本的被动热失控防护是没有的(比如云母之类),在一汽车型上的这个包上盖我是没有看到平衡防爆阀的。没有不顾及成本的安全,也没有无限追求安全的设计,所以,这样的设计我们也可以理解(毕竟它已经达到了同其他车型同样的安全认证,是符合国家标准要求的星级车型),但在这样的事故后,是值得去反思的。



    在上次与宁德时代的针刺风波事件时,就已经指出了,电芯的本体安全很重要,但远远不是全部,对整车来说它需要的是系统安全,对用户来说,他需要的是整车安全。


    这次碰撞有点像偏置正碰的工况,所以对整车的纵向受力考验比较大,这些是刀片电池系统受力相对薄弱的方面,它的电芯是横向布置,因此需要整车层面在纵向进行加强设计,由于不了解车身的设计,这里无法给出判断;Model 3电池包本身是纵向较强,横向偏弱,所以在整车车身层面,横向是有加强结构的。


    五、小结


    比亚迪汉EV的这次碰撞后延时自燃,其实也不是什么特别大的事件,也是因为它前期太强调了刀片电池的不起火,致使这种事件发生后,带来了巨大的预期反差。Model 3的设计够安全了吧,照样会起火爆炸,两轮用的铅酸电池够安全了吧,也照样起火烧人。汉EV的这个延时自燃,我们不能就此否认刀片电池,它依然称得上目前最安全的电芯之一,也没有必要怀疑CTP的技术方向和领先性,汉EV仍然是足以和特斯拉PK的一款车型。


    对于电动汽车,一直以来我们行业内都在追求更安全的设计,也都在取得实质性的进步,但绝对不是说谁做到了永不起火、不会起火,我们必须客观看待这个事实。


    这次汉EV的静置48小时后起火非常值得把真实的机理梳理清楚,比亚迪应该感谢行业同仁帮助它找到了一种可能造成汉EV起火的实际工况,这样它可以进一步改进到更好的设计。虽然比亚迪今天的回复没有像宁德时代上次针刺那样出现“大型公关现场翻车”,但整个回复内容公信力不高。


    除了起火原因,比亚迪其实也应该对视频前面提到的那些碰撞后的结构安全问题做出回应,那些问题是实实在在看到的现状。


    另外,懂车帝其实可以把汉碰撞后起火的全过程视频记录公开出来,不是这种事后剪辑的(个人估计,有可能是撞完后忽然发现汉EV竟然着了才有了这个剪辑视频;因为解说员口型有时对不上(如9:27-9:30),哈哈),这样我们也可以更好地判断这个起火原因。

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