特斯拉Model S典型热失控事故案例分析（1）

摘自《进化与变革：特斯拉10年3代动力电池系统集成技术研究报告》 

Part 2: 2.5.3  Model S热失控案例分析

（1）案例回顾1：2013年

2013年11月8日，一辆Model S P85在美国田纳新州的高速路上因底盘被三杆球撞击磁穿，发生起火事故。

事故车辆是2013年9月生产的ModelS P85，事发前该车辆已累计行驶了约2400公里，电池包电量SOC为75%。事发地点当天温度为22C，空气湿度为57%，车速为70mph。

一个三联球杆从Model S前面的一辆皮卡上掉落下来，与Model S车底盘发生碰撞，在碰撞发生30－45秒后，车辆发出警报到LED，并发出警报声“CarNeeds Service, Car May Not Restart.”大约再行驶了1分钟后，车辆发出了另一个警报“Please Pull Over Safety, Car Is Shutting Down.”

车主将车靠左停靠在路边，几秒后前底盘部位有烟冒出，烟不断变浓，车主离开两分钟后，看到有火焰从前车底盘冒出，整个过程的事件与时间关系如下图所示：

图2-157. 2013 Model S底盘碰撞起火事件－时间关系图

图2-158 事故车辆

消防队利用大量的水对Model S进行灭火（起初消防队并不知是电动汽车），在5分钟内将火扑灭。特斯拉工程技术人员到达现场后，对整车和电池包进行了评估，并采集了电池的数据。为进一步评估电池包的受损程度和起火部位，技术人员把电池包从车上拆卸了下来，并把电池包第一排发生热失控的两个模组单独拆卸下来，放入盐水中，将电芯残余的电量释放完。

事故电池包以及第一排两个模组（图中黄色框部分），如下图所示：

图2-159 事故电池包与热失控模组

从事后对电池包所受撞击的位置分析可以看出，电池包箱体一共经受了4次不同程度的撞击，6厘米直径大小的球形区，位于箱体边，距离中心偏左9厘米；球形凹痕深1厘米，离前安装法兰边6厘米。

另外两个滑移冲击位于车中心线上，最前面的一个冲击距离前缘13－25厘米；第二个滑移冲击位于距离前缘46厘米的位置，长4厘米；这两次滑移冲击均没有刺穿箱体。

图2-160底盘撞击位置前向整体视图

图2-161底盘撞击位置左侧整体视图

致命的一击位于距离前缘23厘米，中心线偏左22厘米的位置，整个撞击区长7厘米，宽4厘米，深3厘米。在撞击凹形中心区域，向内形成了刺突，长约3厘米，直接击中电芯。凹区和刺突使数个电芯受损，进而引发热失控，起火。

图2-162被刺穿位置外侧图示

图2-163被刺穿位置内侧视图

针对这起事故，特斯拉在后续车辆（2014年3月6日之生的车辆）底盘增加了三重防护，并通过软件设置，提高了车底盘与地面的间隙距离。

这起事故是极具代表性的碰撞所致电动汽车热失控的案例，它曝露出电动汽车的一个潜在安全风险，这主要是由于电池包放置在底盘位置，同时又处于电外层，直接面向路面，非常容易受到来自路面物体的机械损害。此次事故也让促发了其他车企对类似安全事故场景的重视，包括电池包底部球击测试，电池包底部切割测试等；捷豹路虎I-Pace电池包最底层厚厚的钢板，并且钢板与水冷板（下箱体底部）还留有间隙，就有点类似于这种防护板集成到电池包中的意思。

不过，特斯拉的整车底盘三层防护的方案在后面又取消了（不确定在什么时候，以及相应的替代措施为何），同时，Model S电池包底板的厚度反而也变小了，三层防护的方案在Model 3中也没有见到实施的身影。