宋楠:電動汽車“大火”的季節,新能源品牌如何給自己“降溫”


宋楠:電動汽車“大火”的季節,新能源品牌如何給自己“降溫”


在2019年的4、5、6月份,特斯拉、蔚來、上汽榮威、上汽大通、江鈴新能源、比亞迪、長安、力帆等品牌電動汽車先後發生10餘宗自燃、燃燒和爆炸事故。其中,上汽榮威ei6、比亞迪e5的燃燒事故並非有動力電池及電驅動系統引發。特斯拉S、蔚來ES8、江鈴E400、力帆650、長安奔奔EV電動汽車引發的爆炸和燃燒事故,則與動力電池及電驅動系統有著相當關聯。


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要知道,每年的4、5、6月的氣候還算舒適宜人,而到了真正酷暑的7、8、9月,平均氣溫(全國範圍)大有超過33攝氏度的態勢。而高溫和雨季的到來,或許將是諸多品牌新能源汽車經受的又一次考驗。


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特斯拉定位高端性能級別的純電動汽車,是所謂“互聯網造車”企業的鼻祖,由於特斯拉性能取向的造車風格,為了滿足大功率充放電的要求,特斯拉從開始就選用搭載7000-9000節松下製造的18650鎳鈷鋁電池安裝在MODEL S/X上,但這也是特斯拉電池安全問題的開始。特斯拉從造車伊始就持續“火熱”,而發生在今年四月份的一起爆燃事件再次讓特斯拉電池安全問題甚囂塵上。直到近兩個月後,特斯拉才正式發表事故聲明,承認了事故車輛是由於電池老化問題產生過充導致了車輛自燃。但公告一如既往的撇清責任,則讓廣大消費者以及特斯拉車主倍感心寒。


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在中國互聯網造車新勢力中,蔚來汽車堪稱“領頭羊”企業,而其推出的售價四十多萬的蔚來ES8更是從上市以來就受到了多方關注。事實上,蔚來汽車從品牌建立到首款車型上市僅不足4年,時間倉促、技術儲備乏力,更為重要的是主機廠沒有強大的技術儲備和動力電池安全結構管控能力。


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因此,在最近幾個月連續三起蔚來ES8自燃事故後,蔚來最終發佈公告選擇召回早期生產的4803臺ES8車型,並在公告中明確指出了電池包在某些極端條件下可能出現低壓採樣線束短路風險,存在安全隱患。另外,蔚來ES8存在的故障缺陷是否也遺留在ES6上?我們不得而知;其適配的“811高鎳”NCM動力電池總成是否安全?我們同樣不得而知。但相較於特斯拉而言,蔚來能夠主動召回問題車輛,僅憑這一舉措,蔚來就比特斯拉完全無視汽車安全要略“強”一籌。


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力帆品牌作為國產自主造車企業,在傳統燃油車方面就缺乏核心技術,而對於面對廣大消費者的低端純電動乘用車市場,車輛的可靠性要求其實要求更高,核心電池熱管理系統技術的缺失讓力帆品牌在新能源汽車市場發展同樣舉步維艱,並且最近力帆品牌幾起連續自燃事故也讓該品牌的新能源汽車口碑大打折扣。


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筆者之前聽說過這樣一個觀點,在目前新能源造車企業中,由於特斯拉搭載的電池是目前新能源汽車中最危險的,因此特斯拉的電池管理系統應該算是新能源車企中最先進的系統之一。特斯拉性能取向的選擇限制了該品牌電池選擇範圍,而目前市面上在售的新能源汽車中,也主要以特斯拉為代表的18650/21700圓柱型鎳鈷鋁三元鋰電池、前途汽車的軟包三元鋰電池以及比亞迪採用的方形硬殼鎳鈷錳三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池的三種形態的動力電池。不管何種形態的動力電池,在當下是否具備完善的電池熱管理系統才是新能源汽車安全與可靠性的關鍵。具備高溫散熱與低溫預熱功能的電池熱管理系統,則能讓車輛動力電池一直處於最舒適的充放電溫度區間,對於電池安全和使用壽命有著極其重要的作用。

不盲目追隨,從18650到軟包標準電池模組,電池安全被前途汽車視為一切根基

前途K50是前途汽車旗下第一款量產車型,相比特斯拉,前途汽車在電池安全與車輛性能兩方面一直尋求合適的平衡點。早期前途汽車也針對18650型動力電池進行研究,但經過前途汽車的深入測試研究,認為18650型動力電池在主、被動安全方面都無法做到安全可控,因此便決定放棄對此種電池的使用,轉而確立以軟包電芯為基礎的技術開發與研究路徑。


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當然,大量嚴苛的試驗是一切的前提。試驗結果顯示,軟包電池在“熱失控”的壓力釋放方面相比方殼和18650電池單體更具優勢,與此同時,前途汽車為了保障整體電池模塊的安全性,更開創性的引入標準電池箱體的設計概念。


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前途汽車為了讓軟包電芯處於更舒適且安全的使用工況,標準電池箱體採用複合材料,使其具備一定扭曲和拉伸的形變能力。並且,前途汽車還為標準電池箱體設定了完善的熱管理策略,將高溫散熱系統(水冷板模塊)和低溫預熱系統(PTC模塊)串聯在一個循環管路。


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上圖為前途K50中後部電驅動系統特寫(防塵罩被拆除)。

藍色箭頭:PDU總成

紅色箭頭:保險盒

綠色箭頭:後驅動電機控制模塊

黃色箭頭:裝配在量產車的新狀態標準電池箱體

白色箭頭:動力電池熱管路系統循環管路補液壺(高溫散熱與低溫預熱管路串聯)

紫色箭頭:前後“3合1”電驅動總成、PDU和OBC等高壓用電系統共用的高溫散熱循環管路補液壺


宋楠:電動汽車“大火”的季節,新能源品牌如何給自己“降溫”


在各種極限工況下,前途K50的動力電池總成熱管理系統,都能夠以較“溫和”的狀態運行。即使在快速充電過程中,電芯溫度升至33攝氏度都未曾激活高溫散熱系統,僅開啟自然散熱模式便可以應對電芯溫度的波動,並將整套電池系統掌控在溫度適宜的範圍。因此,前途汽車優秀的電池熱管理系統和標準電池箱體的適配,便成為該品牌保障電池安全的核心關鍵。

筆者有話說:

目前中國市場及全球範圍,電動汽車電驅動技術、整車及動力電池發展態勢看,並不能單單以售價來進行品質的區分。售價80餘萬元的奧迪e-tron因為充電線纜存在安全隱患而召回;售價80-100萬元的特斯拉S因動力電池存在一貫的性能缺陷,而硬著頭皮換裝依舊不足夠安全的21700型電芯;售價40-50萬元的蔚來ES8,更是嚴重缺乏整車製造能力、動力電池安全體系以及起碼3年以上的終端市場品質驗證。甚至售價10-20萬元的江鈴、力帆、長安等傳統造車企業也不斷推出向新能源市場邁進的車型,都因為動力電池原因而頻繁出現安全問題。

可以預見的是,在即將進入真正酷暑的7、8、9月份,將成為更多品牌電動汽車燃燒的高危期。


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反觀前途汽車,用3年時間首先解決電池種類的選擇、然後提出標準電池箱體的設計規劃和成品,最終用8年時間(2010-2018)量產出前途K50超級電動跑車。在前文提及的前途K50動力電池熱管理系統,完全是基於“超級電動跑車”的特殊使用環境、用車習慣以及大倍率的充放電常態,將抗扭曲的標準電池箱體的主被動安全性提升到一個超越諸多品牌車型的狀態。

延展來看,前途汽車依舊採用標準電池箱體技術和與之適配的動力電池熱管理系統,不斷推出繼前途K50之後的前途K20\K25等後續車型,相信它們也將持續擁有同樣出色的安全和性能。這也是前途汽車開闢的有別於蔚來、小鵬、威馬等幾家“造車新勢力”的傳統車廠的全新技術研發模式。

文/新能源情報分析網宋楠

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