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这不是特斯拉的挑战,这是我们所有人的挑战。

新闻来源:车云 编辑:vlens 发布时间:2019-06-20 15:51:22 评论:

2019 年 4 月 21 日晚 23:38,一辆特斯拉 Model S 在上海徐汇区地下停车场发生自燃。58 天过去,我们仍未等到特斯拉对于事故的调查说明。

 

但在意外发生三天后,4 月 24 日,特斯拉官方微博宣布「相关事件正在权威部门的主导下进行调查,并未形成任何初步判定或结论。我们将积极配合调查工作,及时公布调查结果。」

 

这一说法与蔚来用户发展副总裁朱江就蔚来 516 上海嘉定区 ES8 冒烟事件的说明「事故由国家主管部门主导,各方参与的调查已得出初步结论,待主管部门最终确认后,我们会第一时间和大家沟通并公布后续措施」一致。

 

从两则声明来看,无论是什么品牌,只要符合新能源汽车 + 自燃,主管部门都会立即介入并主导调查,相应的调查说明需要经由主管部门确认,公布时间也会相对延后。

不过,特斯拉疑似已经初步确定了 2018 年以来的一系列自燃成因并开始部署后续措施,而这一切,都是在用户不知情的前提下推进的。

 特斯拉自燃成因 

4 月 21 日、5 月 3 日和 5 月 13 日,特斯拉在不到一个月内在全球多地出现了三起 Model S 自燃事件。我们决定梳理一下特斯拉自交付至今有记载的自燃记录。

根据维基百科的数据,截至目前,特斯拉 Model S/X 一共发生了 16 起起火事件。以起火原因看,我把它划分非外力自燃、设计不够完善、撞击及其他。

2013 年 10 月 1 日,Model S 首次自燃系底盘遭尖锐金属弯曲件划伤所致。

2014 年 3 月 28 日,特斯拉宣布自 3 月 6 日投产的全系车型(已交付车型免费更换)均配备包含中空铝杆、钛合金防护板和斜角固体冲压铝材于一体的三重车底防护底板,经美国国家高速公路委员会(NHTSA)鉴定,没有证据表明特斯拉汽车存在设计缺陷,新底板可以降低车身底部遭遇撞击的概率和由此产生的火灾风险。

 NHTSA 报告

NHTSA 报告

以上,我们认为这是最早期的 Model S 设计不够完善,在发生意外后官方采取的补救措施。

除了设计问题,另外一类是撞击及其他原因导致的起火。例如 2013 年 10 月 24 日的墨西哥 Model S 超速撞击起火等。三元锂电池受撞击承压容易发生冷却液泄露和短路,进而引发自燃。不过,燃油车的油路老化和油箱遭遇撞击也存在引发自燃的风险。

换句话说,这是所有动力汽车的共性问题,与化石燃料驱动还是电能氢能等二次能源驱动无关。唯一可努力的方向是不断提升整车结构安全性能和抗扭刚度等指标,在这一点上,特斯拉还算有诚意。

 NHTSA 2011 年来受伤概率最低的三款车

NHTSA 2011 年来受伤概率最低的三款车

最后就是完全由电池组经反复充放化学反应引发的非外力自燃问题,也就是所谓「纯电动车的原罪」。

梳理 16 次起火事件,我们发现第一次完全由电池组老化导致的非外力自燃发生在 2018 年,2018 年至今特斯拉共出现了 9 次起火,其中电池组自燃 7 次,占比 77.8%。同时 2018 年至今的起火数量达到 Model S/X 自交付以来的累计自燃数量的 56%。

我们可以得出结论:进入 2018 年,特斯拉的热管理系统温控逻辑和部分 Model S/X 车型电池组的电化学活性已经不再匹配,长期使用累积下来的过充过放比弊病让电池单体素质参差不齐,此时热管理系统必须随之做出更保守的调整,降低过充或短路带来的热失控风险。

整车 OTA 机制的受害者?

2019 年 6 月 3 日,Model S 85D 车主 Dutchmeeuw 在 Tesla Motors Club 发布 S 85D 突然衰减的帖子。车主称 5 月 12 日,S 85D 满电续航还能达到 399 km,6 月 1 日突然降至 379 km,两周内续航衰减幅度达到 5%。

 

该贴迅速引发热议,根据多位 Model S 车主提供的数据,最新版本的 Model S 续航里程缩水 5% - 15% 不等,除了续航里程,充电时间、热管理系统启动策略也有变化。具体的调整策略由「知行汽车」整理如下:

  • 限制充电上限 SoC,电芯上限电压降低,续航里程随之减少

  • 限制充电功率

  • 不可用电量(即为避免电量完全耗光 BMS 「藏」的电量)从 4 kWh 增加到 5 kWh

  • 热管理频繁启动,车辆静置仍时有发生

 电池续航衰减锐减

电池续航衰减锐减

根据车主的统计,续航下降首次出现在 5 月 16 日大规模推送的 2019.16.X 版本,主要集中在 16.X 和 20.X 版本。以下是特斯拉 16.X 和 20.X 版本的更新日志。

  • 16.X:驾驶视觉画面(可视化提升)、哨兵模式功能提升、软件更新偏好(可选高级)、QQ 音乐(仅限中国)

  • 20.X:狗狗模式功能提升、适配 CCS 200 kW 第三方快充(除中国外)、条件速度限制、自动辅助导航驾驶(仅限中国)

可以看到,特斯拉对直接影响充电和续航的 BMS 策略重大更新只字未提。但在 5 月 15 日,特斯拉曾发出一则声明:

在我们继续调查(自燃的)根本原因的同时,出于谨慎的考虑,我们正在修改 Model S/X 的充电和热管理设置,今天将通过 OTA 推送,以进一步保护电池并延长电池寿命。

而就在声明发出 2 天前,香港发生了一起 Model S 85D 自燃起火。

也就是说,随着 2018 年以来非外力自燃概率的显著上升,特斯拉初步确定了自燃原因,并于 5 月 16 日的 16.X 版本(部分于 20.X)更新中正式推送了新的机制规避自燃风险。但特斯拉并未公开这一切,包括充电、续航体验的下降都是在用户不知情的前提下推进的

特斯拉直接推送更新调整车辆的核心性能指标,降低用户体验引发了用户的不满,一位特斯拉车主在微博上表达了不满。

细思极恐,也就是说,我这个车能开多久?还是特斯拉说了算。除非我不升级。

在特斯拉论坛上,已经有用户戏称要发起对特斯拉的集体诉讼。我们想说的是,特斯拉此举合规吗?

 

在特斯拉官网的《新车有限质量保证》(更新于 2019 年 2 月 1 日,适用于 Model S/X/3)中我们发现,特斯拉针对电池质保相关的规定非常强硬。

 

Tesla 有权自行决定判断电池容量的测量方法、决定是进行修理、更换或是提供再制造的零件,并决定用来更换的零部件或再制造的零部件的状态。

在 16.X 限制电池可用容量致续航缩水后,特斯拉回复用户称属于正常老化现象。

The battery cells are experiencing some wear, which is normal and expected as thevehicle ages。

在《新车有限质量保证》中,特斯拉有这样的表述:随时间流逝或因电池使用导致的电池能量或动力损耗不属于电池故障或质量问题。

因此我们可以做一个初步判断:特斯拉很早就考虑到了电化学材料在多次充放后的化学性质变化,并通过整车 OTA 机制留出了的操作空间。对于一部分特斯拉车主而言,虽然不存在劣质电池组导致续航快速缩水的问题,但购车五年后(或达到相应的里程数)出现包括续航、充放电性能的快速下降却是预期之内的事情。

 如何看待特斯拉的 OTA 限电?

从特斯拉论坛的不完全统计来看,新版本的充电及热管理策略集中出现在 2014 年 - 2015 年投产的 Model S 85D 车型,也有极少数的 70 kWh 和 90 kWh 车型。这个统计值得我们思考。这意味着最早期的 Model S,亦即 2012 年 6 月 - 2013 年年底交付的 Model S 85 车型反而不存在热失控自燃风险。

显而易见,特斯拉监测到了存在风险的车型,并进行了定向推送。(考虑到奥迪 e-tron 和捷豹 I-PACE 交付不久都发起了规模不小的召回(全部是软件更新问题),特斯拉的整车 OTA 能力在企业运营上的优势再次凸显。)

但这里出现一个问题:这次自燃事件显然不是常规的电池老化,那么 2014 年 - 2015 年间投产的电池组出现了什么问题呢?

 

这里说明一下,在特斯拉汽车电池组的右前侧,贴着一张关于电池组信息的贴纸。如图,特斯拉按照 A、B、C、D、E 来命名电池组版本。第一代 Model S 的电池组版本为 A,而 4 月 24 日工信部工况续航 660 km 的 Model S 虽然电池组规格仍然是 100 kWh,但版本号已经进化到了 E。

 

从电池单体的角度来看,最早的 Roadster 采用的是松下 3.1 Ah 的 NCR18650A,而 Model S 85 已经换成了 3.35 Ah 的 NCR18650B,在电池材料方面,18650 的石墨阳极一直在逐步渗入硅元素以提升能量密度。

从高压系统的角度,截至目前 Model S 已经进行了三次高压系统升级;从热管理系统的角度,Model S 进行了两次重大升级...

我的意思是,当特斯拉执着于将最前沿的技术下放到已量产的车型上,将 Move Fast and Break Things 奉若神明,就不可避免地会出现某些技术由于没有做够充分的测试而提前曝出问题。

以前面提到的 2014 年 - 2015 年的 85 kWh 电池组车型为例,是电芯化学配方本身的问题,还是热管理系统设计不合理导致的过充过放问题?我们不得而知。

在进行前沿技术商业化的同时,特斯拉一直在努力进行安全、经济和性能三者之间的平衡。但问题是,这三者并不总是能够鱼与熊掌兼而有之。

为什么是特斯拉?

这是个好问题,但不难回答。

宝马、日产、比亚迪都是跟特斯拉同期出发做纯电动车的车企,为什么只有特斯拉出现了这样的问题(尽管通过整车 OTA 捂了下来)?

除了前面提到的商业化前沿技术过于激进,特斯拉汽车符合三个特点:高性能、长续航、超级充电。这三个特点要求电池具备三项素质:高放电倍率、紧凑而高效的热管理系统、高充电倍率。在经过交付数年的充放电和驾驶后,BMS 和电芯的化学特性很难完美匹配。

考虑到特斯拉的圆柱形电池路线,可以说这些年特斯拉的三电团队一直在踩着钢丝前进。而宝马、日产、比亚迪在过去五年都没有推出符合上述特点的车型,也就不存在这样的问题。

站在今天放眼全球,什么企业的车型符合上述特点呢?BBA、保时捷、捷豹路虎等传统豪华品牌,中国的比亚迪、蔚来。

业内人士朱校长已经提出了类似的担忧:今天,中国的车企在高比能量密度电池的商业化、高性能和长续航的追求上已经跑赢了德法日韩汽车大厂,仅次于特斯拉,特斯拉的自燃给中国企业敲响了警钟:

  • 我们的车辆在安全设计上有没有做充分的冗余?

  • 我们的 BMS 在极限工况和长周期的过充过放测试后会有怎样的表现?

  • 我们是否建立了支持快速响应的整车 OTA 团队应对潜在的大规模软件风险?

全球电动化的技术正在螺旋式前进。特斯拉 2170 电池在循环寿命、充放电倍率方面已经有了显著改进;在更远的 2025 年,固态电池会将全行业的热失控风险降到新的阶段。

但在当下,在可预见的未来,无论是监管部门、车企、媒体,都应该密切关注电池热失控问题。这不是特斯拉的挑战,这是我们所有人的挑战。

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