特斯拉Model S、蔚來ES8電動(dòng)車先后自燃

4 月 22 日凌晨，微博上突然流傳出一段地下車庫監(jiān)控錄像，在錄像中，一輛停放在車位內(nèi)的特斯拉突然猛烈自燃，引起了沖天火光。

據(jù)了解，網(wǎng)傳該錄像地址位于上海，監(jiān)控錄像顯示的記錄時(shí)間為 4 月21日20:15 分，視頻中所有車輛都已熄火落鎖，沒有人員進(jìn)出。停放在畫面最左側(cè)的一輛白色特斯拉車底突然冒出白色煙霧，緊接著冒出大火將監(jiān)控畫面完全閃白，大火圍繞特斯拉周身狂燃不止。

根據(jù)隨后流傳出的現(xiàn)場(chǎng)視頻來看，現(xiàn)場(chǎng)起火已經(jīng)被撲滅，不過除了身邊的奧迪之外，特斯拉接連引燃了身邊數(shù)輛汽車，損失慘重。據(jù)悉，這輛特斯拉是一輛老款 Model S，并非最新的 Model 3。

特斯拉官方微博回應(yīng)此事：在得知這起發(fā)生在上海的事故后，昨晚我們第一時(shí)間派出團(tuán)隊(duì)趕往現(xiàn)場(chǎng)。我們正在積極聯(lián)絡(luò)相關(guān)部門并配合核實(shí)情況。根據(jù)目前的信息顯示，沒有人員傷亡。

事后，車主表示，起火前一小時(shí)，他將車輛停泊到車庫內(nèi)，并未充電。實(shí)際上，這輛車在起火前幾小時(shí)才進(jìn)行完超級(jí)充電，將續(xù)航里程提升至了350多公里。車主說，這輛特斯拉是一輛試駕車，購買當(dāng)時(shí)打了七折，車價(jià)約72萬元，目前車輛還沒過保修期，三年半共計(jì)行駛約6萬公里。

事實(shí)上，特斯拉Model S已經(jīng)不是第一次出現(xiàn)自燃現(xiàn)象了。

2019年3月26日，特斯拉在中國廣州某小區(qū)地下停車場(chǎng)，又發(fā)生燃燒事故。事故發(fā)生后停車場(chǎng)消防噴淋設(shè)施自行啟動(dòng)，隨后自燃的特斯拉S電動(dòng)車滅火。與此同時(shí)，停放在燃燒的特斯拉S電動(dòng)車駕駛員一側(cè)，和對(duì)象位置也有3臺(tái)汽車停放，并受到不同程度的損傷。

在全球范圍特斯拉S/X系列電動(dòng)車已經(jīng)發(fā)生接近或超過50宗，行駛、碰撞和充電導(dǎo)致的燃燒、自燃及爆炸事故。

然而，每次發(fā)生燃燒事故后，特斯拉官方從來不公布涉事車輛原因。希望這次事件后，特斯拉能夠給出一個(gè)明確的原因吧！

經(jīng)過對(duì)特斯拉以往電動(dòng)車自燃及爆炸事故，有業(yè)者發(fā)現(xiàn)，這些事故均存在如下共性：

1、均搭載由日本松下提供的18650型NCA（鎳鈷鋁酸鋰）電芯；

2、燃燒、自燃及爆炸的特斯拉S/X電動(dòng)車，搭載的18650型電芯數(shù)量從7000-9000不等；

3、發(fā)生燃燒事故后，多數(shù)車輛火勢(shì)難以控制，甚至出現(xiàn)在滅火后反復(fù)燃燒現(xiàn)象。

這些共性，似乎均指向于該型號(hào)的電芯有問題，但具體如何，官方并未給出回應(yīng)。

也在今年初，Model S曾出現(xiàn)大量召回的狀況。

2019年1月18日，國家市場(chǎng)監(jiān)管總局發(fā)布公告稱，日前特斯拉汽車（北京）有限公司根據(jù)《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理?xiàng)l例》和《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理?xiàng)l例實(shí)施辦法》的要求，向國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局備案了召回計(jì)劃，決定自2019年4月10日起，召回2014年2月4日至2016年12月9日期間生產(chǎn)的部分進(jìn)口Model S汽車，共計(jì)14123輛。

據(jù)國家質(zhì)檢總局缺陷產(chǎn)品管理中心介紹，本次召回范圍內(nèi)車輛的副駕駛安全氣囊裝配了高田公司生產(chǎn)的未帶干燥劑的硝酸銨氣體發(fā)生器。在副駕駛安全氣囊展開時(shí)，氣體發(fā)生器可能發(fā)生異常破損，導(dǎo)致碎片飛出，傷及車內(nèi)人員，存在安全隱患。

然而，這已經(jīng)不是Model系列車型的首次召回。早在2017年10月份，特斯拉就曾在美國宣布，自愿召回1.1萬輛Model X汽車；一周后，在國內(nèi)又召回部分進(jìn)口2016和2017年款Model X系列汽車，共計(jì)2277輛。兩次召回原因同為上述車輛第二排座位上存在隱患。

2017年4月份，特斯拉也發(fā)生過Model S和Model X的召回，當(dāng)時(shí)是因?yàn)楣?yīng)商提供的電子泊車裝置存在潛在的制造問題，泊車制動(dòng)可能因此無法釋放，特斯拉宣布召回在53000輛Model X和Model S。而更早之前，特斯拉還曾因第三排座椅不牢固，宣布召回2700輛Model X。

此外，在去年1月15日，特斯拉召回了2013年9月24日至2013年12月21日期間生產(chǎn)的特斯拉部分進(jìn)口2013年款Model S汽車。

有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，對(duì)于上述車型頻繁的燃爆原因，特斯拉官方從未積極正視，不對(duì)電池總成及控制策略進(jìn)行根本修改，這意味著燃燒或爆炸事故或?qū)⒊掷m(xù)發(fā)生。

電動(dòng)汽車自燃，這件事從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，影響非常大。目前，電動(dòng)汽車發(fā)展正處于一個(gè)風(fēng)口，消費(fèi)者也非常關(guān)注電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)展，及安全問題。當(dāng)然，無論是傳統(tǒng)燃油汽車還是電動(dòng)汽車，其安全性都非常重要。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來電動(dòng)汽車起火事故的發(fā)生，自燃和零部件故障的原因超過50%，其中31%是自燃。

數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

那么電動(dòng)車為何會(huì)發(fā)生自燃呢？其主要原因又是什么？

首先我們需要了解一點(diǎn)，電動(dòng)汽車大部分都用的是鋰電池，而之所以鋰電池能燒起來、燒起來這么危險(xiǎn)，原因是在于它本身就是一個(gè)可以自行進(jìn)行反應(yīng)的封閉小系統(tǒng)，換言之，它是一個(gè)封閉“能量球”。不同于發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的開放系統(tǒng)需要輸入空氣和燃油。在這個(gè)小小的電池里，既有還原劑，又有氧化劑，那么當(dāng)然既可以“緩慢”充放電，也可以激烈地燃燒起來。

所以一旦電池的管理不當(dāng)，后果會(huì)是災(zāi)難性的——即使是把電池放到太空里去，這個(gè)難題也是一樣存在。而當(dāng)鋰電池一旦發(fā)生熱失控，整個(gè)電池組能夠釋放出的能量是驚人的。由100節(jié)帶電量100Ah的電芯組成的電池組，失控能量達(dá)到240000000J，約合57公斤TNT炸藥。

所以，電動(dòng)汽車自燃的直接原因——就是鋰電池的熱失控，我將它稱為電動(dòng)汽車安全的“幕后黑手”。

那么什么是電池的熱失控呢？

“所謂熱失控，是由各種誘因引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，發(fā)熱量可使電池溫度升高上千度，造成自燃?！?/p>

從電池電芯內(nèi)的隔膜分解熔化，進(jìn)而導(dǎo)致負(fù)極與電解液發(fā)生反應(yīng)，隨之正極和電解質(zhì)都會(huì)發(fā)生分解，從而引發(fā)大規(guī)模的內(nèi)短路，造成了電解液燃燒，進(jìn)而蔓延到其他電芯，造成了嚴(yán)重的熱失控，讓整個(gè)電池組產(chǎn)生自燃。

這樣一堆專業(yè)名詞如果看起來不好懂的話，那容我做一個(gè)類比，請(qǐng)看下圖：

上圖是氫彈和原子彈的反應(yīng)原理，這一過程大概可以描述為：

氫彈是通過原子彈爆發(fā)產(chǎn)生的輻射引燃的；

原子彈是通過钚和鈾原子核不斷受到中子撞擊的連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生裂變所爆發(fā)的；

第一顆引發(fā)連鎖的中子是由炸藥點(diǎn)燃?jí)嚎s核心而引發(fā)反應(yīng)的；

炸藥是點(diǎn)燃的。

這就好比，整個(gè)電池包的燃燒是從一個(gè)模組蔓延開的；

而一個(gè)模組的燃燒是其中一顆電芯熱失控導(dǎo)致的；

電芯的熱失控又源于電解液和正負(fù)極的燃燒；

而電解液和正負(fù)極的激烈反應(yīng)又要追溯到隔膜的反應(yīng)，而引發(fā)熱失控最本源的誘因，則有三種。

熱失控的誘因有三類，分別是機(jī)械電氣誘因、電化學(xué)誘因和熱誘因。

接下來，我們就以幾樁案例，來看一看三種原因都是怎樣導(dǎo)致了電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生，進(jìn)而釀成自燃大禍。

機(jī)械電氣誘因，最著名的案例就是文章開頭提到的“特斯拉第一燒”。2013年，一輛特斯拉電動(dòng)車高速行駛中觸碰的異物，直接導(dǎo)致了電池內(nèi)隔膜崩潰，進(jìn)而造成了電池內(nèi)短路，短時(shí)間內(nèi)引發(fā)了自燃。

按駕駛員回憶，20分鐘前車輛發(fā)出預(yù)警，車主逃生后火勢(shì)迅速擴(kuò)大將整個(gè)車輛燒毀。

電化學(xué)誘因，電化學(xué)誘因包括了過充放電、內(nèi)短路等電濫用情況。部分自燃案例中，電池浸水也屬于電化學(xué)誘因，這里案例也比較多。

當(dāng)電池包密封性不滿足要求，在泡水后會(huì)發(fā)生電解水反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生大量氣體，氣體在電池包內(nèi)部會(huì)使得電路頻繁通斷進(jìn)而產(chǎn)生電弧。電弧會(huì)導(dǎo)致電池殼體的熔化并引燃電解液，從而造成熱失控釀發(fā)自燃事故。

2012年颶風(fēng)桑迪引起的Fisker Karma泡水自燃，以及最近發(fā)生的力帆650EV暴雨后自燃，是這類誘因?qū)е碌念愃瓢咐?/p>

電化學(xué)誘因中，過充放電也是電化學(xué)誘因，并且是危害極為嚴(yán)重的一個(gè)誘因。而它也是和電動(dòng)車車主使用習(xí)慣最為相關(guān)的一個(gè)誘因，極為常見、危險(xiǎn)。

特斯拉、榮威、眾泰等等電動(dòng)車都曾在充電時(shí)發(fā)生起火。當(dāng)電池過充電時(shí)，正極過渡金屬溶解，負(fù)極析鋰，電解液氧化分解，從而導(dǎo)致溫度加速上升，電池膨脹直至破裂，內(nèi)阻隨之快速增大，進(jìn)而發(fā)生熱失控。

以2016年特斯拉充電事故為例，當(dāng)?shù)剡^低的氣溫可能使得電池的狀態(tài)估計(jì)與實(shí)際狀態(tài)不吻合，進(jìn)而發(fā)生了過充電的情況，導(dǎo)致自燃。過充電導(dǎo)致的事故案例在近年發(fā)生較多，例如，2018年3月在泰國曼谷的保時(shí)捷Panamera PHEV充電起火乃至燒毀住宅；,2018年年7月在深圳的陸地方舟電動(dòng)物流車充電起火引燃了旁邊車輛。

2015年，挪威的一輛充電中特斯拉Model S自燃

2018年，泰國一輛夜間充電自燃的保時(shí)捷Panamera PHEV

熱誘因，熱失控最直接的誘因就是熱誘因。例如在2008年美國公司CEPCI購買了一輛豐田普銳斯，并自行改裝加入了電池，由于該公司改裝沒有符合電芯制造商A123的使用規(guī)則，車輛運(yùn)行中熱控芯片未產(chǎn)生作用，導(dǎo)致電池溫度過高，進(jìn)而引發(fā)熱失控，造成了車輛自燃。

2008年，改裝普銳斯自燃

熱失控的誘因是多元的，為此需要做出多重的預(yù)防措施，來避免熱失控的發(fā)生。這就涉及到了電芯的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、電池管理BMS算法開發(fā)、電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多個(gè)方面的研究，全部展開講過于龐雜，這里簡(jiǎn)單說一說在熱管理軟件層面怎么做，這是目前眾多研究的重點(diǎn)，也是技術(shù)含量較高的一方面研究。

電池的狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)是不一樣的，有一些發(fā)動(dòng)機(jī)易測(cè)量的變量，在電池這里并不容易估計(jì)。比如說燃油車剩余油量，很容易就可以通過油箱內(nèi)的油的多少來讀到，但電池的剩余電量（ SOC），則通常要使用算法來進(jìn)行估計(jì)。除了電量之外，電池的實(shí)際輸出功率、電池壽命等等，都需要算法進(jìn)行估計(jì)，這就使得電池管理策略（BMS）極為關(guān)鍵，而電池的熱失控管理方法也屬于BMS。

相關(guān)研究中，清華大學(xué)所開發(fā)的電池狀態(tài)的聯(lián)合估計(jì)算法，是在電池狀態(tài)間相互耦合的關(guān)系基礎(chǔ)上，同時(shí)估計(jì)電池的多個(gè)狀態(tài)，包括SOC（State of Charge）、SOH（State of Health）、SOP（State of Power）和SOE（State of Energy）等狀態(tài)的高精度聯(lián)合估計(jì)。

電池狀態(tài)聯(lián)合估計(jì)算法拓?fù)鋱D

電池狀態(tài)的精確估計(jì)，有助于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的充放電狀態(tài)，避免過充放造成的熱失控。

此外在另一項(xiàng)研究成果中，研究者通過狀態(tài)估計(jì)與電池內(nèi)短路模型的結(jié)合，可以有效識(shí)別是否發(fā)生了內(nèi)短路，進(jìn)而在熱濫用發(fā)生之初，就對(duì)系統(tǒng)發(fā)出警告。從今年的眾多過充造成自燃的事故來看，如何防止過充電，還有很多工作要做。

除此之外，如何隔離開發(fā)生熱失控的電芯也是一個(gè)難題。當(dāng)熱失控發(fā)生，如果能夠?qū)l(fā)生問題的電芯或模組隔離開，就能夠有效降低損失，避免自燃。

一名清華大學(xué)的研究者，對(duì)電池的熱失控蔓延進(jìn)行了研究，建立了一整套成熟的熱擴(kuò)散測(cè)試方法作為技術(shù)支持，并提出了電池包綜合的熱管理設(shè)計(jì)方案，包括了上表面連接匯流結(jié)構(gòu)優(yōu)化散熱、下表面流道散熱設(shè)計(jì)、電芯連接間隔面的隔熱處理、以及電池包側(cè)面布置半導(dǎo)體加熱片的低溫加熱算法設(shè)計(jì)。這一系列設(shè)計(jì)保證了整個(gè)電池包有較為均勻的熱狀態(tài)，降低了熱失控發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

圍繞電池包綜合熱管理進(jìn)行了全方位的立體設(shè)計(jì)

當(dāng)然除了上述研究應(yīng)用之外，電池包的設(shè)計(jì)制造自然是避免熱失控的基本要求，相關(guān)措施包括改善電池包的框架設(shè)計(jì)，如降低電池包振動(dòng)、防火層阻隔、加裝鋼板、防水防塵等等。

按業(yè)者猜測(cè)來看，電動(dòng)汽車自燃的主要誘因是熱失控，但也不排除其它的一些因素，如BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善、追求過高的電池能量密度。此外，還有一種就是人為操作不當(dāng)，引起的汽車自燃，在這里就不一一列舉了。

電動(dòng)汽車迎來發(fā)展風(fēng)口是一件好事，但高安全性是基本的保障。沒有哪輛車能100%保證你的人身安全，但是汽車出現(xiàn)自燃或者爆炸這種技術(shù)性問題，是消費(fèi)者所不能接受的。還是希望有關(guān)企業(yè)，或者行業(yè)內(nèi)專業(yè)人士，能夠盡快找出誘因，針對(duì)該系列事件，給出相應(yīng)的解決方案。最好能夠針對(duì)電動(dòng)汽車安全，推出更加精確及完善的標(biāo)準(zhǔn)。

補(bǔ)充一句：

截止發(fā)稿前，西安未來授權(quán)服務(wù)中心一輛正在維修的ES8發(fā)生燃燒。未來工作人員和當(dāng)?shù)叵啦块T一起，迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)已撲滅明火。蔚來官方已開啟對(duì)燃燒原因的調(diào)查，會(huì)在后續(xù)及時(shí)對(duì)外公布調(diào)查結(jié)果。