21世纪经济报道记者 郑植文 上海报道
这几年萦绕在每个电车车主头上的阴云,可能就是对自家电车碰撞后起火的恐惧了,关于这方面的新闻实在太多。越来越多车企意识到保护电池的重要性,在刚结束的YU7发布会上,“汽车顶流”雷军就喊出了“安全不是豪华,安全是一切”。
的确,比起花哨的智驾、车机,安全才是汽车的“第一性原理”,雷军现在也意识到了。可电池究竟为什么会自燃?想保护电池不起火,一共分几步?为什么有些车企很难做到?三分钟,我们说一说。
前不久,一辆别克E5以超过140km/h的速度撞上了高速收费站的分流隔离墩,车头被撞毁,电池包严重变形,但电池居然没有发生爆燃,车门还能正常打开。别克还放话:如果我家的汽车发生自燃,就1:1赔付一辆新车!
那别克都对电池做了什么呢?事故中的这台别克E5出自通用的奥特能平台,使用了多层级的防护结构,像一个“俄罗斯套娃”,从外到内,通过电池壳体——电芯模组——隔热屏障等对电池进行逐层防护,我们来拆解一下:
电池遭受碰撞,首先接受冲击的是电池外壳。奥特能首先在电池包的铝框和内部电芯留有四五厘米的溃缩空间,一般车企为了提高电池密度,在电池包结构中都会舍弃这一溃缩空间。然后,对电池采用了航空级铝合金外壳保护,当电池遭受碰撞,碰撞能量会被超高强度钢吸收30%。在底部,电池有5层复合防护结构,在平时也抵御异物冲击。
之后,别克在对整体电池包采取了“井字横梁”结构,七根纵梁、五根横梁,均采取高强度钢打造。就像一座屋子里拥有了更多的横梁和柱子,更加兼顾,无论是风吹、雨刮还是遭受撞击,房子都不会倒。
如果电池外壳和井字结构都没法扛住冲击,已经传递到电芯,不用担心,电芯之间还有隔热墙,底部有水冷板。如果电芯发生热失控,这一套热管理系统能将热量迅速排除。
如果电芯已经受到巨大挤压导致热失控,电池还是不会起火,因为别克采取了“防拉弧设计”。什么是拉弧?——想想你在冬天脱毛衣时噼里啪啦的静电,拉弧就是静电的极端形式,能量在一瞬间集中释放,瞬间形成爆燃。所以,为了防拉弧,别克给电池穿上了“盔甲”——一层覆盖在电芯顶部与高压零部件上的耐超1000度的复合陶瓷材料,和侧面的高性能高分子聚合板,两者结合使整个电池模组和上面的乘员舱之间有一道防火墙,当发生单体电芯热失控的时候,能够有效防止起火波及到乘员舱,从而尽可能多地保障乘客的逃生时间。
最后,电芯的材料也大有学问。虽然合作伙伴是宁德时代,但奥特能却是联合开发的专属配方,具有热稳定性强、寿命长的特点。上汽通用汽车副总经理薛海涛曾向《21汽车·一见Auto》透露,别克把奥特能的电池标准给到宁德时代后,宁德时代称成本至少要增加50%才能达到。
奥特能电池在国内生产之初,连上汽通用总经理卢晓都不理解通用对于电池安全的标准,2017年,通用公共安全副总经理特地飞来中国,说车辆事故后乘客仅有五分钟逃生远远不够,至少做到一小时。
这种对电池的严苛设计源于13年前一场震惊全球的火灾。2011年5月,美国NHTSA实验室一台通过侧碰测试的雪佛兰Volt,三周后电池突然自燃,火焰吞噬了整个停车场。这次教训让通用对后续研发的奥特能平台下了“死命令”——安全必须冗余、冗余再冗余。
在到达真正不会着火的固态电池时代之前,我们还有很远的路要走。是的,为了不起火,我们会选择更安全的电车,但不出事故,可能才是最好的办法。
文案:郑植文 何煦阳
视频编辑:谢和洋
海报:吴怀宽