蜂巢能源動力電池的針刺試驗 圖/蜂巢能源提供

近日，應急管理部消防救援局發布的一季度數據顯示，接報各類交通工具火災1.9萬起，其中，新能源汽車640起，同比上升32％，意味著平均每天發生超過7起新能源汽車火災。而近期在我國臺灣省發生的一起交通事故也引發了廣泛關注，一方面是因為駕駛車輛出事故的是知名藝人林志穎；另一方面，發生事故的是一輛特斯拉電動汽車，并在碰撞后起火，再度引發了公眾對于電動汽車安全的擔憂。

新能源汽車更易起火？

(資料圖)

盡管和傳統燃油車相比，新能源汽車三個月起火640起不是很高比例，但在探究原因時仍需要仔細分析。首先，一季度全國基本處于冬季和春季，高溫地區極少，新能源汽車起火很難與高溫聯系起來。其次，發生火災的車型幾乎涉及各個品牌，無論是名不見經傳的品牌還是號稱永不著火的品牌，都有起火事故發生。第三，這些起火事故以自燃為多數，部分起火事故是由于碰撞導致。

事實上，近年來每到夏季高溫天氣，新能源汽車自燃事故就常見于報端。包括吉利、長城歐拉、威馬、廣汽埃安等多個新能源汽車品牌均發生過碰撞起火或者自燃事故。新能源汽車碰撞后發生起火事故也不在少數，比如2021年7月30日，一輛蔚來EC6在上海浦東新區臨港大道上撞上石墩后，車輛損毀嚴重并發生自燃，此次交通事故由于造成了車主身亡而備受矚目；2021年11月11日，一輛理想ONE追尾一輛蔚來EC6后車頭燃起大火，前機艙嚴重燒毀……

多起引發公眾關注的新能源汽車起火事故，讓人們產生了新能源汽車比燃油車更易起火的印象，這種印象是否真實？、

一家動力電池企業技術負責人何進（化名）在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，這種說法確實有一定道理。因為傳統燃油車如果油箱沒有損壞泄漏，一般不會發生燃燒。而電動汽車如果發生短路就會增加起火的概率，一般車禍都會導致底盤電池部位受損甚至變形嚴重，短路在所難免。

在7月22日舉辦的2022世界動力電池大會“全球先進動力電池前瞻技術突破”分論壇上，歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授、國家“937計劃”首席科學家孫金華給出了一組數據：目前，電動汽車著火率約為0.03％，略高于傳統燃油車。

不過，在全國乘用車市場信息聯席會秘書長崔東樹看來，盡管新能源汽車火災事故數量同比增長了32％，但必須看到我國新能源汽車保有量在以更快速度攀升這一事實。“目前火災事故的上升并沒有新能源汽車保有量增長那么快，整體上看，新能源汽車安全性也在呈現不斷上升的趨勢。”崔東樹表示。

理事長、中關村新型電池技術創新聯盟秘書長于清教在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，“近年來，新能源汽車起火事故屢見報端，而我也一直在強調，起火并不代表新能源汽車更容易起火爆炸，任何車輛自燃都存在一定的偶發性，新能源汽車增量迅速同時作為新生事物，使得一些安全問題備受關注。”

為何“受傷”的總是新能源汽車

“目前新能源汽車的起火原因主要可歸為兩類：一是電器線路短路導致的起火；二是電池內部短路導致的起火。其中電池內部短路的成因包括部件老化、電池熱失控、過度充電。此外，如果汽車在碰撞的時候使電池組變形，可能導致電池的隔膜破裂和內部短路，容易因易燃電解液泄漏而引發火災。”何進表示。

與傳統燃油車相比，新能源汽車最大的不同是背上了沉重的電池包，這也是大部分新能源汽車起火事故的源頭。據孫金華介紹，動力電池主要由正極材料、負極材料、電解液、隔膜材料、電解質等材料構成，其本質就是氧化劑和可燃劑等化學物質，很容易發生起火事故。一般來說，電池的正常使用溫度在40℃以下。根據化學反應熱和電化學熱建立熱電耦合的熱失控預測模型不難看出，電池的初始熱量是充放電循環等物理熱積累，如果不能及時導走熱量，會誘發熱失控反應。簡單而言，即電池內累積的熱量如果無法及時散出，電池溫度超過安全閾值時，就會導致熱失控反應。

新能源與智能網聯汽車獨立研究者曹廣平介紹，新能源汽車一旦發生火災尤其是電池著火后，火災的危險性和撲滅難度就更大。這主要是因為電池起火三要素的參與方式與燃油車不同，要想控制住這三要素中的任何一個都非常難。鋰離子電池的主要材料與燃油一樣都是可燃物，但除了都存在燃燒產生的熱能外，電池的正、負極短路放電還產生大量歐姆熱，因此電池更難降溫。電池結構比著火的油箱口或者流淌火更為復雜，消防員對其內部進行降溫并不容易。除了控制住可燃物、起火能量溫度外，想控制住電池火災的氧氣也非常困難。與燃油起火不同的是，電池電解液是更為復雜的含氧有機物，受熱時自身就能放出氧氣，因此即使外部覆蓋泡沫隔絕空氣，內部仍進行氧化燃燒。因此電池火災撲滅的難度要比燃油起火更大，引燃周邊車輛等的可能性以及損傷也更大。另外，新能源汽車不同于燃油車的一點是，在靜置長時間過度充電時或電池在碰撞事故中受損后，起火的可能性較大。而電池托底后引起的火災隱患，可能會隱藏很長一段時間。

永不起火能否實現

記者了解到，目前包括廣汽、比亞迪、長城、嵐圖、極氪等車企，以及寧德時代、欣旺達等電池供應商相繼推出了“不起火”或“不爆炸”的動力電池解決方案。車企爭相發布安全性能更高的動力電池產品的同時，有的甚至喊出了“永不起火、永不爆炸”的口號，不少車企宣稱已經實現了電池“不起火、不爆炸”技術。

但是，企業的宣傳和公眾看到的實際情況并不一樣。

何進認為，電池原材料的基本屬性決定了電池本就自帶易燃易爆的特質，電芯中的極片、電解液等部件含有鋰、鎳等多種活性元素，這類元素在接觸空氣后不可避免地會發生爆炸。此外，動力電池本身涉及復雜的化學變化，是一個有“生命”的個體。在動力電池生產出來以后，初期可能滿足各方面的標準，但經過幾年的使用，內部會發生變化。比如，動力電池在使用過程中會產生鋰枝晶，鋰枝晶多了之后會刺穿隔膜導致短路，進而導致熱失控、熱擴散，最終導致電池包燃燒甚至爆炸。“電動汽車自燃現階段恐怕無法從根本上杜絕。如果想無限接近‘杜絕’，只能通過不計成本地使用高端材料，同時接受較低的能量密度。但是那樣的產品由于成本原因無法量產，也不會被市場認可。”何進說。

值得一提的是，何進也提出了他的質疑：“為什么一些企業的電池在實驗室中能夠不起火不爆炸，但是在實際裝車后，卻避免不了起火，這其中是否存在實驗室產品和量產產品質量不統一的情況？”

于清教也表示，從化學屬性以及市場應用來看，可以說目前沒有100％的方案能解決電池包起火問題。但他也指出，目前業內也致力于解決動力電池安全痛點，相信在車企、電池企業、材料端等多方共同努力下，新能源汽車將更安全、更高質、更高效。

曹廣平表示，提高動力電池的安全性是一個長期的“漸進結合突然進步”的過程。目前電池安全的研究和設計方向包括使用活性較低的電池正負極材料、電解液添加其他材料以及開發半固態或固態電池等。

降低起火風險和危害

可以看到，業內的普遍觀點是新能源汽車由于動力電池的化學特性短期內無法保證100％的安全，那么，如何盡可能降低風險和危害就成為當前行業考慮的重點。

孫金華介紹，當前動力電池安全防控技術主要圍繞三個層面：首先，從材料和工藝等角度提升電池安全性。例如研發出難燃和不燃的電解液、更高熔點的隔膜甚至是無機隔膜等，或是提高正極材料的穩定性，防止與電解液發生反應。其次，電池使用過程中的安全，及時進行熱失控預測預警。針對一系列電池熱失控的試驗，提取可能用于電池熱失控的參數、閾值等，再結合熱失控模型，孫金華教授團隊突出了三級基于多參數融合電池火災預測預警技術，分別為第一級故障預警，第二級熱失控預警，第三級火災報警。

最后，研發高效滅火和抗復燃技術。據介紹，目前業內已研發出兼具化學滅火功能和物理降溫功能的滅火劑，并針對動力電池火災的特性，開發出滅火藥劑釋放程序控制方法，實現了帶電電池系統的快速滅火，并解決了電池降溫和抗復燃問題。

孫金華認為，要發展本質安全型動力電池，未來要進一步從電池材料、全電池系統安全設計以及生產工藝方面提高安全性能。另外，要研究新型高性能、高安全的電池，比如固態電池、鈉離子電池等，并研發早期故障診斷與熱失控精準預測技術，實現隱患事故的早期處置和事故預警，做到靶向性推測出電池包中具體哪一個電池出現故障。最后，要發展智能一體化的安全防控技術，即集熱管理、故障診斷、熱失控預警、滅火協同的智能一體化安全技術，形成高效熱管理智能精準預測和快速處置，最后實現高效、清潔滅火。

提高新能源汽車安全性，除了要在動力電池技術研發上努力之外，加強用戶對新能源汽車安全性的認知，使其的使用更加科學、合理也十分必要。

于清教表示，發展新能源汽車已成為必然趨勢，為防患于未然，新能源車主在選車、用車方面都要有諸多考量。用車方面，首先要做的就是定期“體檢”，周期性地對車輛線路、動力電池及電機等進行相應檢查保養，確保車輛線路正常良好。其次，要把握充電時間和充電頻次，避免過充或長期虧電，以免影響電池狀態和使用壽命。最后，車輛發生外部碰撞后建議到正規4S店做一次安全檢查，確保電池等可能引起自燃事故的部件完好無損。

目前國家最新的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》中明確提出，當電池發生熱失控以后，電池不能起火爆炸，要留出5分鐘給乘客逃離。對此，汽車電子工程師朱玉龍建議，這個數據還需要延長到30分鐘以上，新能源汽車出現熱失控報警，需要第一時間通知應急消防部門，如果車主可以操作把車停到緊急車道，然后開門讓乘客下車。千萬不要慌張，出現熱失控報警，需要第一時間處理并停車。

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