自燃頻發(fā) 以科學(xué)和敬畏的態(tài)度防止“惹火上身”

作為正準(zhǔn)備購(gòu)買新能源車輛的消費(fèi)者,且是一名新能源汽車的從業(yè)者,在面對(duì)近期不約而至自燃聯(lián)盟事件后(特斯拉快充后自燃、蔚來(lái)碰撞后4S維修時(shí)自燃和比亞迪后備箱附近自燃),不得不陷入了思考。

作為一名潛在消費(fèi)者,毫無(wú)疑問(wèn),在鋪天蓋地的負(fù)面信息報(bào)道面前,有些不知所措,萬(wàn)幸的是,這幾起事件中沒(méi)有人員傷亡。在燃油車無(wú)法取代的駕駛體驗(yàn)、綠牌的誘惑、無(wú)需頻繁保養(yǎng)的便捷和面臨潛在電氣安全風(fēng)險(xiǎn)之間一時(shí)難以抉擇,是冰與火之歌融為一體的快樂(lè)體驗(yàn)?還是魚(yú)和熊掌難以兼得的矛盾?從吃瓜群眾的角度,首先得出結(jié)論和教訓(xùn)是:新能源車輛停車后不可久留,嚴(yán)禁車內(nèi)打游戲和休息,煲電話粥也不行!

回歸正經(jīng),作為一名新能源的從業(yè)者,解決問(wèn)題的理性需求超越了“隔岸觀火”的吃瓜觀望。從這三起一連串的事件中,的確暴露了幾個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)問(wèn)題。

特斯拉的快充和蔚來(lái)的碰撞導(dǎo)致的自燃,初步分析最大可能的直接原因是電池內(nèi)部短路,如何預(yù)防電池短路涉及很多方面考慮,電池包機(jī)械結(jié)構(gòu)、電池材料、熱管理、碰撞安全等等,可以說(shuō)是一個(gè)系統(tǒng)的工程和概念,同時(shí)需要權(quán)衡能量密度、成本、駕駛體驗(yàn)等維度的平衡;而比亞迪后備箱附件自燃,直接原因很大程度上和電氣短路有關(guān)。

通常我們?cè)诮鉀Q質(zhì)量問(wèn)題時(shí),需要考慮:

1)盡可能減少故障發(fā)生可能;

2)降低故障發(fā)生后的危害程度;

3)故障一旦發(fā)生能夠被及時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控。

在沒(méi)有更多第一手資料以及廠家給出真正的失效原因解釋之前,不能針對(duì)上述三起事件從1)和2)的角度給予過(guò)多分析。筆者想結(jié)合第3)點(diǎn),從檢測(cè)和監(jiān)控的角度深入討論,拋磚引玉。為什么車輛沒(méi)有能夠及時(shí)將電池短路、車輛電氣短路報(bào)警給到車主、4S店維修人員?

電池短路以及車身電氣短路,屬于車輛絕緣檢測(cè)和監(jiān)控的領(lǐng)域,目前的整車以及電池模塊,對(duì)絕緣檢測(cè)的手段主要是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,采用被動(dòng)測(cè)量為主。“被動(dòng)”測(cè)量,在電池回路、車身電氣回路沒(méi)有接通工作時(shí),檢測(cè)手段是無(wú)法“主動(dòng)”進(jìn)行的。

被動(dòng)測(cè)量也細(xì)分為兩種,一種發(fā)展早期使用的平衡電橋法,一種后期改進(jìn)過(guò)的非平衡電橋法。

前者起源于上個(gè)世紀(jì)30年代左右,其方法簡(jiǎn)便易行、成本最優(yōu),但不能測(cè)量對(duì)稱故障,比如電池包同時(shí)進(jìn)水、車身電氣對(duì)稱老化等,所有對(duì)稱的絕緣故障此檢測(cè)方法會(huì)失效,所以在上個(gè)世紀(jì)50年代左右,根據(jù)實(shí)際需求,發(fā)明了非平衡電橋法,以彌補(bǔ)此不足,成本上略有上升,但后者在電壓快速波動(dòng)時(shí),容易導(dǎo)致測(cè)量滯后和精度嚴(yán)重下降,而且兩者都需要高壓回路閉合工作時(shí)才可以工作,這也是被稱之為“被動(dòng)”的主要原因。由于我國(guó)電動(dòng)車市場(chǎng)的發(fā)展迅速以及成本壓力,國(guó)內(nèi)主流車廠、電池廠商基本采用被動(dòng)電橋測(cè)量方式。

在面對(duì)停車(冷車未啟動(dòng))、維修保養(yǎng)時(shí)的電池失效和DC/AC逆變之后的電氣回路絕緣檢測(cè)需求時(shí),多數(shù)廠家認(rèn)為屬于小概率事件,綜合成本考慮后,予以忽視。但隨著整體產(chǎn)業(yè)的上升,市場(chǎng)保有量的增加,正如同墨菲定律預(yù)言,前段時(shí)間波音737Max-8飛機(jī)失事一樣,如果有兩種或兩種以上的方式去做某件事情,而其中一種方式將導(dǎo)致災(zāi)難,則災(zāi)難必定會(huì)發(fā)生,面對(duì)生命周期可以達(dá)到百萬(wàn)級(jí)數(shù)量的汽車產(chǎn)業(yè),僥幸心理必然會(huì)帶來(lái)安全隱患。

如何防止檢測(cè)和監(jiān)控的盲區(qū)并確保監(jiān)控手段有效,成為目前大家關(guān)注的焦點(diǎn)。從市場(chǎng)中尋找可替代的成熟解決方案,是當(dāng)務(wù)之急。對(duì)標(biāo)一些注重安全的傳統(tǒng)老牌車廠,在轉(zhuǎn)型生產(chǎn)新能源汽車的時(shí)候,也能保持較高的安全意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)控制,應(yīng)該成為國(guó)內(nèi)企業(yè)的參考。通常絕緣監(jiān)控模塊都集成在BMS(電池管理系統(tǒng))里面,采用主動(dòng)絕緣監(jiān)控的BMS廠家主要有博世、大陸、海拉以及部分美資日資企業(yè),對(duì)應(yīng)的整機(jī)廠也集中于歐系整車廠。國(guó)內(nèi)也存在一些仿制的跟隨企業(yè),規(guī)模大小不一,也有包裝成海歸的舶來(lái)品,但根據(jù)整機(jī)廠使用反饋看來(lái),可靠性和穩(wěn)定性是最大的挑戰(zhàn),甚至不如被動(dòng)式可靠,所以接納程度很低。而全球BMS供應(yīng)商的成本又實(shí)在無(wú)法讓本土企業(yè)承受,和多名資深新能源從業(yè)人員了解后得知,主動(dòng)絕緣測(cè)量的鼻祖并不是BMS廠家,而是從事電氣安全,八十多年前成立的德國(guó)家族企業(yè)本德?tīng)?Bender)公司,絕緣檢測(cè)是其核心的產(chǎn)品之一。這個(gè)功能模塊在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中屬于二級(jí)配套環(huán)節(jié),不是很顯眼但重要程度很高,往往被忽視,采用雙通道的檢測(cè)方案可以滿足全方位和全工況的測(cè)量要求。

目前擺在供應(yīng)鏈和新技術(shù)方案面前最大的挑戰(zhàn)是,如何用可以打動(dòng)本土市場(chǎng)的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的推廣和方案升級(jí)?一旦引入這種主動(dòng)絕緣檢測(cè)技術(shù)方案,整車廠以及BMS廠家可以在車輛充電、意外碰撞、高溫、電池老化等極端工況后,啟動(dòng)定制化、周期規(guī)律性的停車/冷車電氣回路自檢程序,一旦發(fā)現(xiàn)電池或驅(qū)動(dòng)側(cè)短路風(fēng)險(xiǎn),立刻聯(lián)網(wǎng)報(bào)警到消費(fèi)者以及廠家,并將信息公開(kāi)給第三方質(zhì)檢機(jī)構(gòu),給后續(xù)公正調(diào)查留下記錄。

只有直面這些風(fēng)險(xiǎn),才能防患于未燃,但這不僅限于整車廠、一級(jí)、二級(jí)配套廠商的努力,每一位消費(fèi)者和行業(yè)的參與者都有義務(wù)防止“惹火上身”!