磷酸铁锂电池的安全只是相对的，比亚迪汉EV千山翠版自燃

文/桃李

近日，网上流传着一段关于比亚迪汉EV千山翠限量版发生“自燃”的视频，事发地为四川阆中。据车主透露，这辆车买了不到一周，才刚上牌三天，事发前车辆并没有经历任何碰撞，也没有暴晒，车主刚将车辆从地下车库开出来就开始冒烟并发生自燃。

而从视频中可以看到，车辆底部起火很大概率是因为电池的问题，目前消防人员暂未公布事故的具体原因，比亚迪官方也尚未回应。有网友认为可能是温度太高导致的，因为当时的气温超过40摄氏度，不过笔者并不赞同这一观点。

首先，车辆刚从地下车库驶出，并没有暴晒的情况。其次，电动汽车的电池都有热管理系统，对于温度会起到调节作用，40℃显然也并没有超出电池设计的工作温度。所以温度导致的自燃并不太可能，具体情况还需要等官方公布才知道。

据了解，比亚迪汉EV所用的电池都是磷酸铁锂电池，而在大众的认知中，磷酸铁锂电池一直属于较为安全和稳定的一类，因此事发后不少消费者对于什么类型的电池更安全展开了争论。这里也是要提醒大家，虽然有研究表明磷酸铁锂电池的热稳定性确实要优于三元锂电池，但是这并不代表它不会出现自燃的情况。安全性只是相对于三元锂电池而言，即便是常见的铅酸电池同样会有起火的风险。

另外一个让消费者较为关注的点在于，此前比亚迪在宣传刀片电池时，曾向消费者展示了其在经历针刺试验时仍能保持较强的稳定性，不会出现起火的状况。同时，比亚迪还宣称“刀片电池引领全球动力电池重回正道，将“自燃”从新能源汽车的字典里彻底抹掉”，不过现在来看，这样的言论并不可靠。

只能说，在预防电池起火，保障车辆及消费者的安全上，仍需要车企们作出更多的努力，拿出更强的产品来让消费者信服，目前来说，这条路仍旧任重而道远。

根据国家应急管理部的数据，2022年一季度，国内接报的新能源汽车火灾共计有640起，相当于每天平均有超过7例的新能源汽车火灾。这一数据与去年同期相比上升了32%，整体上升幅度较高，而且要高于交通工具火灾8.8%的平均增幅。

而根据相关数据，我国一季度的新能源汽车保有量891.5万辆，照此计算，一季度的新能源汽车自燃率已经达到了万分之0.71左右，虽然相比于燃油车万分之一到万分之二的自燃率要低上不少，但是其在19年的自燃率为0.0049%，20年为0.0026,21年则为0.003。这样看来，新能源汽车的自燃率增长势头十分迅猛。

新能源汽车的起火原因有很多，其中包括用火用电因素，这类原因导致的起火占一半以上。其余还有涉水、线路故障、外部碰撞等原因导致的起火。所以针对电池安全问题，车主们需要时刻注意，及时检查自己的车辆的电池情况，确认没有发现有上述情况存在，只有时刻做好安全检查才是最好的保障。

写在最后：

至于车企们宣传的各项安全保障，我们可以相信它能够起到一定的作用，但是没有人能够确保它永远不会出现故障。所以大家对于新能源汽车自燃的事件也要理性看待，没必要去争论谁的技术更好。现阶段大家的技术都相差不大的情况下，保障安全的只有自己。

谁说搭载磷酸铁锂电池的乘用车跑不远？

先来600公里，够不够？

也许纯电动轿车做到600公里不稀奇，但是要搭载磷酸铁锂电池做到，恐怕就没那么简单了。

7月12日上市的汉EV就能做到。

用三元电池简单就可以实现的续驶里程，比亚迪偏要用磷酸铁锂电池，这是要自寻烦恼吗？

比亚迪要采用磷酸铁锂材料最重要的理由就是安全。

如果仅做到安全，车辆要牺牲低温、快充等性能，也不是一款好车。

不过，比亚迪对这些问题都有了解决方案。

低温、快充不差，并以安全见长的汉，是不是很香？

看到这里估计消费者会有疑问，汉咋做到的？

下面我们就从技术层面给大家介绍下。

1

电池安全全方位

可以说为了做到安全，比亚迪从材料到电芯再到电池包进行了全方位打造。

（1）电极材料特性就安全

从电极材料上，比亚迪选择的就是安全性著称的磷酸铁锂电池。磷酸铁锂本身结构稳定，且使用过程中体积变化小；热稳定性也要高。

到底有多安全，要用科学和数据来说话。

实验室数据显示，三元电池的自燃温度是200℃，即到达此温度时，三元电池的材料就会开始融化、自燃，直至引发爆炸。而磷酸铁锂电池的自燃温度则是500-800℃。

其次，磷酸铁锂电池不释放氧气，就没有助燃剂。铁离子氧化能力不强，磷酸铁锂电池在充放电时，不会放出氧气，自然也就难以与电解质发生氧化还原反应，这使得磷酸铁锂电池充放电过程处在一个相对安全的环境中。没有了助燃剂，磷酸铁锂电池基本在热失控时只会冒烟。

这就是为何在刀片电池发布会上，比亚迪敢第一个祭出电池针刺测试。

从测试结果看，磷酸铁锂电池获胜：三元锂电池，剧烈燃烧，表面温度超过500℃，电池表面的鸡蛋被炸飞；比亚迪刀片电池无明火、无烟、表面温度30-60℃，鸡蛋无变化。

也就是说，当新能源汽车遭受异物侵入，并伤及电池的时候，比亚迪刀片电池不会发生爆炸现象，可以有效保护车内人员的安全。

（2）陶瓷电池技术，安全再提升

只在材料层面做到安全，比亚迪认为还不够。

在电芯方面，比亚迪采用了全方位高温“陶瓷电池”技术：在高风险安全位点全面使用耐高温和具有优异绝缘性能的高温陶瓷涂层，将安全性能极大地提升。

例如，航天飞机表面就使用了高温陶瓷涂层，其与空气摩擦能产生1000℃以上的高温，但这种材料保持舱内温度正常。

刀片电池采用的就是类似材料。

（3）刀片电池，安全结构再加强

结构强度层面，刀片电池采用的是电芯与电池包的一体化设计。

传统电池包一般只有4-5根梁，而刀片电池是让每一个电芯都充当结构件，100个电池就是100个梁，侧碰强度有效提升。

刀片电池还借鉴了非常成熟的蜂窝铝板的结构原理，在100个电池组成的电池堆的上下两面上，粘贴两块高强度的强度板，形成了类似蜂窝铝板的这种结构，使强度再次升级。

除了电芯材料，比亚迪电池包层面继续加强设计，刀片电池采用直列式排布，并且设计了合理的排烟/排火通道，降低电池包内温升。

2

续驶里程可达600公里

除了安全，还有续驶里程。

人们磷酸铁锂电池的普遍认识是，安全性突出，遗憾的是体积能量密度不够，无法做出长续航车型。

汉的续驶里程长，能做到NEDC续驶里程550、605公里，打破了磷酸铁锂只能在300-400公里以下使用的瓶颈，满足消费者对更高续驶里程的追求。

消费者可能有疑问，是真能做到还是吹牛？

笔者从技术角度解析下，消费者就明白了。

总体来说，比亚迪的提升不是电芯上做文章，而是在电池包上下功夫。

对电池包进行结构优化。

发布会上，比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙对此进行了一个形象的比喻，电池包相当于一个房子，房子中的梁和柱多了，可利用的空间就小了。比亚迪用刀片电池解决了这个问题。

一般来说，传统电池包电池模组里面电池的空间利用率只有80%，其他都是模组的结构件，例如端板和侧板等结构。

刀片电池的电芯长而扁，形似刀片。这样的形状的优势是，在电池在成组过程中，电芯既是能量体，又可以作为电池包的结构梁。电池包的空间利用率提升了50%，可以达到60%以上。

使得磷酸铁锂的刀片电池体积能量密度，做到与目前量产的单体能量密度最高的811三元电池相接近。

就是说，消费者可以花买磷酸铁锂电池车辆的价格，享受到最高能量密度三元电池才能做到的续驶里程。

3

低温、快充都不是问题

消费者对电动汽车的最担心的还有啥。电池寿命短、充电慢和冬天续驶里程减半？

这些汉采用的刀片电池也解决了。

（1）磷酸铁锂电池寿命长

目前三元材料电池实验室1C循环寿命在2500次左右，磷酸铁锂电池实验室1C循环寿命在3500次以上，部分达到5000次以上。

当然，消费者也不用考虑那么多，只要知道正常使用下，磷酸铁锂电池的寿命比三元电池长就可以了。因为根据汉提供的售后政策，首任车主（非营运）享受三电终身质保。

有问题找比亚迪就可以了。

（2）刀片电池充电速度快

充电速度方面，汉可以在25分钟内将8%剩余电量充到80%；综合工况下，充电10分钟，续航135公里。

一般来说，快充，会导致电池温度快速、大幅升高，刀片电池的电芯表面积大散热均匀；而且磷酸铁锂这种材料热稳定性很高，这些都为快充和安全就提供了基础保障。

当然，选择慢充更有利于电池寿命。

（3）刀片电池不怕低温

低温方面，如果说刀片电池即便是在-20℃，还能放出90%的电量，消费者是不是安心很多？某种程度上，消费者可以实现空调自由了。

怎么做到的？一是在材料层面的优化，二是结构层面，多采用保温材料。

材料层面，比亚迪采用纳米化的磷酸铁锂。 一般认为，纳米化减小了材料粒径，从而缩短锂离子的迁移路径，改善功率性能。

系统层面，对电池包进行热管理。刀片电池在结构上，底层有保温材料，上层有液冷的热管理系统，再上层还有保温棉，最大程度上降低低温环境对电池的影响。

放电功率方面，汉最大功率可以达到363kW，提供3.9秒的百公里加速能力。

了解了这些，消费者应该能明白，比亚迪为啥那么自信的推出磷酸铁锂刀片电池的纯电动轿车了吧。

可以说，在刀片电池的加持下，消费者可以充分享受汉EV带来的优质体验，而不用担心续驶里程、安全、电池寿命、低温和充电速度慢等短板问题，何乐而不为呢？

最安全的电池，为什么成了“自燃王”

结构上更加安全的刀片电池，为什么刚刚上路，就爆发出这么多自燃事故？

作者 | 王晓玲

今年，比亚迪绝对算得上车市顶流，销量与股价一路上涨，当然离不开刀片电池的加持。可惜，此起彼伏的自燃事件屡上热搜，也让刀片电池成了“迪王”的沉重王冠。

8 月 16 日，四川一位车主称自己刚刚上牌 3 天的比亚迪汉千山翠发生自燃。目前当地消防称具体原因还在调查中。这是比亚迪新能源轿车旗舰车型的限量版，目前售价 32.98 万元。而车主称车没有暴晒过，刚开出车库就冒烟。

今年 1 月，一辆比亚迪唐 DM-i 在拖车上发生自燃。3 月，上海一辆比亚迪唐 DM-i 在非充电状态自燃。8 月，深圳路边的一辆黑色比亚迪汉 EV，底盘以及前舱的位置不断有浓烟冒出，随即起火。

这不是我们能够搜索到的全部相关新闻。不过，上面这几个案例的共同点，除了这些车辆都搭载了刀片电池，还有就是，自燃原因看起来都与外界因素无关。由于今年的多起自燃事故，已经有人将刀片电池称为“自燃王”。

比亚迪并未对此起彼伏的自燃事故给出公开回应，但在今年 4 月和 7 月，分别发起了车辆召回。两次召回涉及超过六万辆电动车。

两年前横空出世的刀片电池，有很多优势，除了更换刀片电池后，比亚迪新能源的汽车电池组的平均成本将下降 30%，让外界印象最深的当然是安全性。

刀片电池刚上市时，主打的就是安全性。当时的针刺实验，给业界带来了不小的刺激和震撼。

“自燃王”一说，并没有什么象样的数据支撑。但是，磷酸铁锂原本就比三元锂电池更加稳定，结构上更加安全，通过了极端针刺实验的刀片电池，为什么刚刚上路，就爆发出这么多自燃事故？

一个小洞惹的祸？

目前唯一能够获得的官方资料，是比亚迪的召回备案。

在国家市场监督管理总局网站公布的备案公告中，比亚迪给出的召回理由是：动力电池包托盘由于制造存在缺陷，托盘透气阀的安装面不平整，存在进水风险，这可能会导致动力电池系统电气回路故障，极端情况下会引起动力电池热失控的风险，存在较大的安全隐患。

虽然只有短短几句话，但其中有一点关键信息，“动力电池包托盘安装不平整，带来较大安全隐患”。

那么，电池包托盘安装得不平整为什么会有进水风险，又为什么会引起是电池热失控呢？

有一个案例能很好地回答这个问题。

2021 年 10 月，海南的一家比亚迪 4S 店发生了一场奇异的火灾。一辆比亚迪纯电动车由于仪表盘故障，被运到 4S 店维修。一般故障车是由卡车运到 4S 店，然后在卡车上搭上木板卸下，但是，这辆电动车在卸车过程中，底盘，也就是电池部分突然起火。

一般常见的电动车起火事故，主要因撞车导致电池受损。但这辆车在起火前，显然没有来自外力的撞击。

所以消防部门把调查重点放在了电池上。首先，要确定自燃是由电池内部自身故障造成，还是外部作用引起电池起火。其实电动车事故原因认定没有想象的那么简单，特别刀片电池结构坚固紧密，且存在一定电量，在拆解时会有触电和燃烧爆炸危险。

但是，在这起事故中，由于 4S 迅速将火扑灭，车身其他部分没有烧及，比较完整的保存了下来。在检查车身后，电池护板上的一个一分钱硬币大小的孔洞，引起了调查人员的注意。

这个小洞会不会是被火烧出来的呢？为了排除这个可能，调查人员用喷枪试了试，结果发现，护板防火性能相当不错，喷枪无法烧透。

那么就只剩下一种可能，这个洞是由于行驶过程中爱撞击破损形成的。电池护板，在设计过程中，充分考虑了防火性能，但看来耐磨性能不足。

而海南当地那几天由于下雨导致路面积水，所以电池内部就被雨水浸泡了。而电池包内部，可不只有电池，还有各种用来传统信号的线。卸车时，车辆前倾，雨水也在电池包里向前集中，于是把电池和各种线都泡进了水中，于是发生短路造成电池热失控起火燃烧。

这个事故的调查经过，后来由海口市消防救援支队公开发表在《消防科学与技术》上。

脆弱的“包装盒”

具体来说，刀片电池结构简单分为以下四个部分：

?最底下的护板，主要起保护作用，其用铆钉铆在电池包底部，可应对日常的小剐小蹭，不至于对电池包本体造成冲击，有损伤可单独更换。

?蜂窝结构的电池包托盘，自身吸能和抗冲击性强，不易在磕碰中受损而更换电池。

?密封压板。

?电池芯。

而比亚迪公告中的电池包托盘和事故调查报告中的护板，并不是一个部件。

两者对部件问题的描述也不一样。

在事故调查报告中称，“同类型车底盘，都有不同程度的撞击痕迹，有部分车辆的车片电池包下护板被撞击已经受损，严重的已经出现孔洞等情况。”

比亚迪的公告中则称，托盘透气阀的安装面不平整，存在进水风险。

不过，最终结果都是进水带来自燃风险，而两者的联系似乎可以解读为，护板被撞击是由于电池包托盘安装面不平整造成的。

另外，事故调查报告还指出了另一个风险，那就是电池密封盖材质，耐火性能不足，受热时短时间内就会着火变形。

按说这个问题也很严重。试想一下，在这个盖板之上，就是座舱，如果火势蔓延到车身，很容易危及车内乘客。

总结一下，下面的护板有防火性能，但不够坚固，而上盖不能防火，可以说对于电池的防护都不是特别有力，而对比下来，整个动力系统最坚固的部分，反而是电池本体。

实际上，电池本体特别坚固，本身就是刀片电池的一个优势。刀片电池上市后，除了针刺测试不起火，永不起火自燃，官方也展示了其优异的坚固防撞性能。

由于比亚迪刀片电池内部上盖采用“蜂窝”结构，在材料重量相等的情况下，蜂窝结构可以实现更高的刚度和强度。

而刀片电池层层叠加，又运用了“筷子”原理，使得整个电池模组，具有极高的防撞击和碾压性能。在这个性能的展示中，比亚迪曾安排了极其暴力的使用，用 50 吨的重卡碾压刀片电池模组，外观也没有任何变形，成功抵过重卡的碾压。

但在一个系统中，其中一个部分十分坚固，整个系统留下安全漏洞的例子并不少见。

一个最容易想到的例子，就是二战中，法国人之所以那么快速地被德国人击败，其中一个主要原因就是：德国人迅速的突破了法国人精心打造的、号称世界上最坚固的马奇诺防线。而且正是这道坚固的防线，让法国人疏忽了背面的防御。

越来越薄皮大馅

不过，并不能说比亚迪是由于对于电池本体坚固性的自信，而采用了比较薄的“外壳”。而且目前也无法确认其他自燃事件的具体原因。

但是，为了能在有限的空间装进更多的电芯，整个动力系统变得越来越薄皮大馅，一直是这几年的行业趋势。

从 2020 年开始，电芯能量密度的提升速度相比之前有所放缓，电池厂主要通过做大电芯或者减少结构件的方式来提高系统能量密度。刀片电池，正是其中的典型代表。

怎么说呢，想象一下，一个柜子，能装的书是有限的，为了装更多的书，可以把一部分隔板拆掉。隔板拆掉后，还是放不下，那就把外面的柜板打薄。

在汽车有限的电池安装空间里，装进更多的电池，体现在设计上，就是近几年 CTP、CTC 等电池集成新技术不断推出，方向都是让汽车给电池让出更大的空间。

刀片电池采用的是 CTP 技术。CTP 最早由宁德时代于 2019 年提出，后来比亚迪汽车、蜂巢能源等陆续发布了各自的 CTP 方案。这个技术主要的特点是取消了电池的模组调，直接把电芯集成为电池包。

但是，直接把电芯安装到电池包内，让电池容量大幅提升的同时，也少了一层模组带来的支架防护。

可以这样理解，在取消模组前，电池是几个带独立包装的月饼，外面是一个大的包装盒；改成 CTP 技术后，月饼就从礼盒装，变成了一整块大月饼，而且还是简装。

今年 5 月，比亚迪发布 CTB 电池车身一体化技术，则是直接把车身的一部分做成了月饼盒。

而特斯拉 CTC 技术，原理与此类似，是将电池集成在底盘上，取消了车身底板的横梁，将其集成在电池上盖，电池的外框直接充当底盘的骨架结构，与底盘形成了集成化设计。

每扔掉一个盒子，带来的能效提升都十分明显。刀片电池则首次将比亚迪电池系统体积利用率提高至 50% 以上。“比亚迪 CTB 技术和传统 CTP 技术相比，从电池‘三明治’结构变成了整车‘三明治’结构，将车身底板与电池上盖板合二为一。”比亚迪汽车工程研究院院长廉玉波介绍称，比亚迪 CTB 电池系统体积利用率可提升至 66%。

整个行业在这个方向上的努力，仍然没有停止。今年 6 月，宁德时代发布了第三代 CTP 技术，将麒麟电池系统集成度推向新高，体积利用率突破 72%。

虽然我们经常都吐槽月饼的过度包装，但是，礼盒装月饼，可以直接拎着外出，不用担心盒子会散开。简装大月饼呢，你得小心翼翼捧着吧。

参考资料：

黄文晓，一起刀片电池因撞击受潮起火事故的调查

新能源汽车之眼，刀片电池包结构和参数详解