林志穎特斯拉

從林志穎的事故聊聊電動汽車安全性

第一電動大牛作者朱玉龍 2022-07-25 09:27

身為一個80后，還是很關心林志穎的車禍事件——他所駕駛的車輛由于行駛途中向右偏移，導致車頭撞向路邊橋墩，在車上還有小兒子Jenson。目前父子倆均沒有生命危險，但林志穎受傷的情況就相對比較嚴重一些，右肩膀等多處骨折，顏面也因撞擊造成臉骨骨折，額頭部位也有破相，需要一定的時間恢復。由于撞擊的部位在頭部，所以接下來的72小時仍是關鍵期。

這件事點燃的不只是一輛特斯拉，更是點燃了大眾對電動汽車的安全性的再度懷疑，所以我想花一些時間來聊聊這個案例，以及電動汽車的安全性。

▲圖1. 80后心目中全能冠軍，傳奇的賽車手

Part 1

林志穎遇到的安全事故

首先據(jù)警方透露，已排除了酒駕，具體事故原因還在調查中，結論以調查結果為準。但我們可以先猜測一下這里的可能性：

◎林志穎本人在駕駛車輛，誤操作致使車輛撞上柱子

◎此時的車啟用了輔助駕駛Autopilot，但系統(tǒng)在分岔路上失靈，導致事故發(fā)生

目前都是猜測，得等車主傷勢恢復后自己來說明，或者特斯拉公布當時的上傳數(shù)據(jù)，我們不做判斷。

▲圖2. 現(xiàn)場的環(huán)境

根據(jù)目擊者描述，林志穎受傷后由于傷勢嚴重，全靠救助者先后把孩子和大人救出，之后不久，汽車就燃起了大火，情況一度非常危險。

為什么車會起火呢？

▲圖3. 特斯拉碰撞起火的情況

Part 2

新能源汽車起火

電池起火的原因可以分為內部和外部：

●外部

在遭受外部撞擊時，電池結構受到破壞，電芯內部熱失控會導致起火。

● 內部

但事實上有些車沒有遭受撞擊，也會電池熱失控，這時的原因來自電池內部。比如電池制造過程中引入的電芯內缺陷（比如細微金屬碎屑）導致內部短路；或者電池長期使用后老化，電芯內部產(chǎn)生了枝晶鋰，觸發(fā)了電池內短路。這些內短路在高電量狀態(tài)下有一定的概率引發(fā)起火。

尤其在充電過程和充滿電的狀態(tài)下，電池內部比較活躍，這些時候都是起火的窗口期。

這次事故中，特斯拉Model X的前部受到撞擊變形。其實特斯拉在設計中有考慮過汽車正面碰撞的保護——前部機艙有三條傳力路徑來保證碰撞力的有效傳遞及電池安全，分別是吸能盒+縱梁（主要傳力通道）、下橫梁+副車架和Shotgun。

▲圖4. 特斯拉的車輛設計碰撞力學設計

不過，此次特斯拉起火，目前看起來還是碰撞沖擊太大，導致上面的保護措施都失效，電池受損，最終導致發(fā)生燃燒。

這是典型的外部原因導致的。

目前全球范圍內，都在努力做電池安全的設計：致力于讓單個電池熱失控以后，阻斷電芯之間失控的鏈式反應，讓整包不會起火。技術改進主要在電芯層級和系統(tǒng)層級兩個方向。

目前技術的手段有：

●化學體系的差異

從設計難度上、或電池系統(tǒng)的活躍程度來看，三元811>三元5系>磷酸鐵鋰；電池的穩(wěn)定性正好就是反過來的，磷酸鐵鋰電池是相對更安全的。

目前主要的難度還是在高鎳電芯方面存在挑戰(zhàn)。

●電芯之間的熱隔絕材料

目前的電池包，會在電芯間會加入隔熱材料（比如氣凝膠），隔絕電芯之間的熱失控。

●一定電池區(qū)隔之間可使用隔熱材料

每隔一定的電芯數(shù)量間都采用高溫絕熱復合材料，然后配合防護罩設計定向排爆出口，將高溫氣體流排出。

● 泄壓和排氣

通過設計多種類換流通道設計，控制熱源按預定軌跡流動，減少對相鄰電池區(qū)塊進行熱沖擊；并且控制電芯熱失控排出的氣體流，在不同結構通道內的均勻分布，設計縱向通道（底部換流通道）等，避免對相鄰的電芯產(chǎn)生急劇性的熱沖擊，引發(fā)第二次熱失控。

●絕緣設計

對電池包內的高壓部件進行絕緣防護；對電池包內的高壓連接及高壓安全區(qū)域進行高溫絕緣防護設計。

▲圖5. 在高鎳領域熱失控不擴散也成為行業(yè)標準

Part 3

如何看待新能源汽車起火的事故

這次事故中，還好有路人幫忙。如果自己在新能源車里，突然遇到起火、且無法開門的情況下，如何自我保護？新能源車起火，是否意味著車內所有操作都會失靈？

目前國家最新的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》中明確要求，當電池發(fā)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。

如果在電池單體失效的情況下，系統(tǒng)不發(fā)生熱擴散，就能極大降低熱失控后的煙氣危害；建筑物內，如果只是局部出現(xiàn)個別電芯單體熱失控產(chǎn)氣量，就比較容易把排煙的范圍控制住。這樣的話，公眾對于下個階段大規(guī)模的保有新能源汽車就比較有信心，對新能源汽車的安全性認知就更充分，可以最大程度保護生命財產(chǎn)安全。