从自燃说起，看电动汽车的安全保障
一、电动汽车自燃事故多来自于三元电池
根据清华大学电池安全实验室发布的《2019年动力电池安全性研究报告》，2019年1至7月，国内外媒体所报道的与电动电池相关的电动汽车安全事故达43起，其中，大陆40起，香港1起，美国2起。
从电池类型来看，41起国内电动汽车起火事故中，24辆事故车辆配备的是三元锂离子电池，约占所有事故车辆总数的60%，其中8辆为三元方壳电池，5辆为三元18550型号电池；2辆事故车辆配备的是磷酸铁锂电池，但起火后电池完好无损，可判断起火原因与电池无关；其他事故车辆电池类型不明。
从事故起因来看，41起国内电动汽车起火事故中，10起是在停车时自燃，9起是在车辆行驶过程中自燃，7起事故是在车辆充电时自燃，5起是在搁置时自燃，2起事故是在充电后发生自燃，1起是在底盘被撞击后导致电池短路自燃，1起是在积水中自燃，其他事故原因不明。
香港和美国发生自燃的车辆型号分别为特斯拉Model S 和现代科纳，均是在地下停车场静置时自燃，车辆未处于充电状态。
二、燃油车自燃率约为电动汽车的10-15倍
1．电动汽车年自燃率约为每万辆0.2起
根据工信部公布的数据，2019年1-7月，新能源汽车产销分别完成70.1万辆和69.9万辆；根据公安部交管局公布的数据，截至2019年6月，新能源汽车保有量344万辆。粗略估算，电动汽车起火/产量比为 40起/70万辆（2019年1-7月），电动汽车起火/保有量比为 40起/350万辆（2019年1-7月），年自燃率约为每万辆0.2起。
2. 燃油车年自燃率约为每万辆2-3起
根据各城市消防部门公布的数据，2011年上海市出现自燃事故900起，2011年末机动车保有量为329万辆，上海燃油车2011年自燃/保有量比为 900/330万辆，年自燃率约为每万辆2.7起；
南京2014年5月出现自燃事故27次，2014年末机动车保有量为206万辆，南京燃油车2014年5月的自燃/保有量比为 27/206万辆，年自燃率约为每万辆1.6起；
西安2015年6月和7月出现自燃事故92起，2015年末机动车保有量为236万辆，西安燃油车2015年6月和7月的自燃/保有量比为 92/236万辆，年自燃率约为2.3起；
合肥2015年7月发生24起自燃事故，2015年末机动车保有量120万辆，合肥燃油车2015年7月的自燃/保有量比为 24/120万辆，年自燃率约为每万辆2.4起。
因此粗略推算，燃油车的年自燃率约为每万辆2-3起。
3. 特斯拉称，燃油车自燃率是特斯拉的11倍
根据特斯拉发布的数据，在美国境内，燃油车自燃的比例是1/1888，约2000辆车中会有一辆发生自燃事故；而特斯拉电动车，在美国的自燃事故率是1/23000。此外，从每10亿英里行驶里程的着火数量来看，300,000辆特斯拉共行驶了75亿英里，据报道发生了约40起火灾。这样算来，特斯拉每行驶10亿英里，发生5起着火事故，而燃油车每行驶10亿英里发生55起大火，因此可推算燃油车着火的可能性是特斯拉的11倍。
三、电动汽车自燃原因--电池短路或热失控
电池短路是导致电动汽车自燃的主要原因之一，短路的形成是一个渐变过程。当锂电池正极部位对面的负极部位容量不足或是根本没有容量时，充电时所产生的部分或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中，只能析出在负极的表面，形成突起状“枝晶”，而下一次充电时，这个突起部分更容易造成锂的析出，经过几十至上百次的循环充放电后，“枝晶”会长大，最后会刺穿隔膜纸，使内部产生短路。短路使得电芯急剧放电并产生大量的热，烧坏隔膜，从而造成更大的短路现象。短路产生的高温会使电解液分解成气体，负极碳和隔膜纸燃烧，造成内部压力过大，当电芯的外壳无法承受这个压力时，电芯就会爆炸。
电动汽车自燃的另一个原因是热失控。电池正常放点以及出现穿刺、过充、撞击等情况时，电池内部的电解液会迅速累积热能。若电池冷却系统热量散发量小于产生量，当电池芯内部温度达到110℃，就到了热失控的起始点，接下来可能是一连串连锁反应，导致热能和温度持续累加，有概率引发起火等安全事故。
因此，电动汽车以及电池制造厂商会从电池单体、电池模组和电池系统三个层次进行安全防护，通过单体结构设计和密封设计、电池模组绝缘设计、电池管理系统监控等方式，确保电池即使在遇到一定的内部故障以及外力破坏时也能满足安全要求。
四、电动汽车自燃对人伤害小
从点燃时间看，当汽油与火焰接触时，汽油燃烧几乎立即开始，并迅速蔓延；此外，汽油燃烧会产生一氧化碳，导致车内人员昏迷，失去逃生机会。而电池起火通常需要一些时间才能达到开始起火所需的热量，车上的检测器会对自燃做出警报，因此给了车内人员逃离现场的时间，另外，电动汽车多是在充电或搁置时自燃，对人员伤害较小。但电动车燃烧后电池内常有残余的能量留存，复燃的可能性很大，会导致二次伤害。
五、中美政府采取行动应对汽车自燃事故
根据罗兰贝格的数据，中美两国占据全球2017年新增电动汽车总量的80%以上，因此中美政府对电动车自燃事故的举措最有代表性。
1. 美国注重标准法规及配套应急处置
根据《美国国家电动汽车安全标准峰会总结报告》，早在2010年美国国家电动汽车安全标准委员会就针对电动汽车安全相关法规和标准问题，从车辆、基础设施建设和紧急救援人员三个方面为电动汽车安全实施行动计划拟订了基本要素，确定了以汽车充电基础设施、电池危害识别与防护、应急响应人员和执法人员的培训三个方面的安全标准作为电动汽车安全行动的主要机制。2011年美国国家消防协会就电动汽车自燃事故做了专题研究，以提升应急处置人员对相关事故的处置能力。
2. 中国明确责任加强安全隐患排查
中国政府对电动车安全问题的重视程度较高，工信部于2018年9月、2019年6月先后三次印发了开展新能源汽车安全隐患排查的通知，并于2019年5月10日组织召开加强新能源汽车安全管理电视电话会议，明确了新能源汽车生产企业是安全第一责任人。尽管中国在电动汽车应用方面走在前列，但是与美国相比，中国还需加快制定以政府为主导的更加细致的电动汽车配套设施标准和使用安全规范，并与车企联合建立电动汽车安全事故应急响应机制。
六、技术进步和政策规范为电动汽车安全保驾护航
1. 电池技术创新升级
随着电池技术的发展，电动汽车的着火风险正在进一步降低。电池管理系统作为电动汽车电池的主控系统，其可靠性和安全性在不断提升。
2019年1月，特斯拉发布新冗余电池管理系统专利，链式通信回路可实现双向通信，从而提升新一代电池组的可靠性。电池本身的材料和技术的发展也为电动汽车的安全性提供了保障，现有的锂离子电池技术已经能保证安全使用，但研究人员仍然在为制造更加安全高效的锂离子电池而努力。
2019年3月，美国宾夕法尼亚大学研究人员开发出一种固态电解质界面膜（SEI），可抑制锂金属中形成树突，进而防止锂电池短路的发生，提升锂电池的安全性。
2020年3月，比亚迪发布新一代动力电池产品“刀片电池”，在针刺穿透测试中，该刀片电池结构完整稳定，未出现任何起火冒烟现象，可大幅提高电动汽车的安全性。
2. 政策规范不断完善
在政策和行业规范层面，随着世界各国电动车行业安全标准规范体系的不断健全，汽车行业整车运行监管体系的建立，电动汽车的安全将进一步得到保障。中国正在进一步完善新能源汽车国家监测和管理中心的建设，可为车辆可能会出现的安全事故提供预警和报警信息；2019年5月召开的工信部新能源汽车安全管理电视电话会议强调：要强化整车运行监控体系，切实加强新能源汽车安全监管，健全安全标准规范体系，加强行业自律，做好宣传引导。
新技术的出现总会受到各方的集中关注，也正是这些关注促进了技术不断革新和自我规范，从而进一步推动其走向成熟，相信电动汽车能够在政策、标准、技术、舆论和市场的综合推动下朝着更加安全便捷的方向继续前行，促进全世界进一步实现绿色出行。
作者丨国际技术经济研究所能源研究室 张欢欢 汪家兴
原文刊载于《环球财经》杂志2019年第11期，总第228期，本文略有改动
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