【taycan绝缘报警】首富赞火灾后太仓自燃中电池安全问题的探索

美国时间2月16日，一辆保时捷-Tykan电动车在美国佛罗里达州的一所住宅起火爆炸，最终不仅车辆完全损坏，车库也严重受损，但幸运的是没有人员伤亡。

保时捷太康自燃现场残骸

据悉，保时捷泰坎去年12月在美国首次交付了130辆新车，其中包括微软创始人比尔盖茨。在前一次采访中，比尔盖茨对泰坎说：“这辆车真的很贵，但很酷。这是我的第一辆电动车。我真的很喜欢”称赞道。

比尔盖茨正在谈论他新买的保时捷泰坎

然而，刚刚获得最大称赞的保时捷Taycan以自然发火的方式做出了回应。自然发火的过程真的很棒，很贵。(大卫亚设，《Northern Exposure》(美国电视剧)，《HARTID》)到原告为止，笔者一直在搜索保时捷官方信息平台，没有发现自然发火事件的最新进展。对于此次自然发火事件的原因，本文不妄加推测，而是以官方公布的信息为准。本文主要讨论保时捷Taycan和目前纯电动车电池的安全问题。

[纯电动汽车自燃的常见原因：电池热失控]

纯电动车的自然燃烧一直是业界普遍关注的问题之一。导致纯电动车自燃的原因有很多，但动力电池似乎是无法掩盖纯电动车自燃的原因。中国工程院院士杨幼生说：“电动汽车经常乘坐的根本原因之一是电池技术的原因。”笔者通过查看以前纯电动车自燃的原因，似乎也指向了电池系统。

现在让我们简单看一下两条新闻。

1、2019年4月21日，在上海徐汇区一个小区的地下车库，一辆特斯拉车型突然起火爆炸沿海旁边的多辆汽车。随后，特斯拉公布了车辆正面单一电池模块故障引起火灾的原因。

2、2019年4月22日，一辆威瑞ES8在维修服务中心时发生自燃，随后官方调查结果显示，事故车辆在维修前底盘受到严重冲击，电力电池包发生大变形，出现短路，引发火灾。

像这样的纯电动车自燃事故，由于各种原因，导致电池系统的热失控。热量失控的原因主要是外因(冲击挤压、浸水、设计缺陷)或内因(电池过充、老化、树枝结晶等)。

部分网友在产品上市前，在整车厂做了大量对动力电池的极端测试，但为什么会发生动力电池热失控事故？

对此，接受搜狐汽车E电力院采访的某汽车企业电池工程师作了相应回答。"(因为动力电池)样品不同，但实验采样，市场量大。"所以生产线上良品率有问题。前面提到的特斯拉自燃事故是由一个电池模块故障引起的。

“电池是储能部件，含有高能，确实不同于其他部件。我认为燃油车的汽油、家里的煤气灶也很危险，易燃易爆，但大家都在使用。因此，不必过分担心。设计很好保护。这个概率还是很低的。我也每天开电动车，即使发生事故，也有足够的时间逃跑。”工程师说。

你可以看到，这位工程师

觉得电动车安全问题是个极低概率事件，还对自家纯电动产品的安全性非常有信心。

现在让我们回到保时捷Taycan，既然自燃的关键是动力电池，那么借此机会我们就深入剖析一下保时捷Taycan的电池系统，看看这款由传统汽车厂打造出来的纯电动跑车的电池系统是否存在某些隐患。

[ · LG的软包电芯背锅吗？· ]

首先我们来看一下保时捷Taycan的电池系统构成。

保时捷Taycan的核心电池供应商，主要是韩国的LG化学。其波兰的动力电池工厂为保时捷提供软包电池电芯，该工厂有两条生产线，主要生产软包390标准模组。

保时捷Taycan电池包的总电量为93.4kWh（Taycan Turbo 和 Taycan Turbo S车型标配，Taycan 4S车型搭载标准锂离子蓄电池，总容量为79.2 kWh。可选装93.4kWh电池组），电池包总重约630kg，从而推算出PACK能量密度约为148.3Wh/kg。

Taycan的电池PACK共有33个模组，下箱体为三明治结构，最下面是箱体底板，主要起到结构防护作用，中部是水冷系统，然后是下箱体、模组，模组之间通过Busbar（母排：配电供电装置主供电线路）来连接，BMS和高压控制等位于上盖上的凸起结构中，它位于车辆后排中央通道处。

保时捷Taycan动力电池的每个模组共有12个软包电芯，由LG提供，电芯成组为6串联2并联（6S2P），这样整个电池包的成组为198串联2并联（198S2P），共396个电芯；电池包的额定电压为723V，电压区间为610V~835V；电芯的容量为64.6Ah，3.65V。

整体来看，保时捷Taycan的动力电池管理系统集成度比较高，通过模组的排列在后排位置设计出的两个凹槽更有利于后排乘客的舒适度，扁平光滑的电池组设计也又利于整车重心的降低和风阻优化。

其次看看它的热管理系统。

通过这两张示意图大致可以推测，Taycan热管理系统可分为三个管理回路。

1、动力总成回路：车头的模块包括逆变器，电机和变速器是直接从前侧散热器流出的液体冷却，流过这些模块之后变成红色带着热量流向散热器，然后在循环回到电机等需要散热的设备。

2、电池包回路：对于电池浅蓝色冷却液从乘客侧的冷凝器流出来进入压缩机再进入乘客舱的蒸发器最后进入冷却器，冷却剂流经电池组吸收热量产生较冷和较热的冷冻剂。较冷的冷却液（深蓝色）从冷却器中流出，回到电池组中冷却电池，而较热的制冷剂最终返回冷凝器，将热量排放到迎面而来的空气中。

3、还可能存在一个给一些功率电器进行冷却的回路，如整车控制器等。

从示意图的简单分析来看，配有热泵空调的热管理系统应该可以胜任大功率充放电带来的较高热量。不过由于发生自燃的原因很可能是动力电池，所以在电池结构和电芯材料方面，笔者经过垂询专家后得出如下结论：

单从结构上看，软包、方形和圆柱三种电池结构，软包电池的安全性相对高一点，因为它的排气速度快，对于处理热失控事件时温度也降得快。对于方形和圆柱电池，由于它们都设有防爆阀，安全性也是较高的，相比之下圆柱电池的热扩散慢一些，安全性相对较好。

从电芯材料上看，普遍使用的三元锂电芯安全性不及磷酸铁锂电芯，前者的高温耐受性较差，需要仰仗较为优秀可靠的温控管理系统，而后者热稳定性是前者的2-3倍，即使发生热失控，也不会对乘客舱带来危险。

[ ·是800V高压平台不安全吗？· ]

保时捷Taycan的800 V系统电压科技源自 919 Hybrid混动赛车，高电压平台能带来更小的工作电流和更低的能耗，从而减轻线缆重量（铜线减重4kg），并且节省安装空间。

另外，800V电压平台还能带来更快速的充电速度。在理想状态下，保时捷发布的800V超级快充技术，能在22.5min的时间内将Taycan从电量5%充至80%。充电最大功率为270kW，电池包的充电的峰值电流为334A，约2.6C充电（特斯拉V3最大充放电倍率为2.2C，最大充电功率250kW）。

而当今普遍使用的400 V电压系统(250 A电流)可以达到100 kW的充电功率，在未来（将电流增加到500 A）能够做到最高200 kW的充电功率。而现在的800 V 电压（国标 DC GB 插头，电流限制250 A）则能支持最高 200 kW 的充电功率，未来则能达到 300-500 kW。

而大功率的充放电，势必会带来热管理上的麻烦，如果处理不当会给电池带来隐患，那么问题来了，是不是保时捷的800V电压平台带来了不安全因素呢？如果800V高压平台是安全的为什么其它车企不去做呢？

对此笔者询问了专业的电池工程师曾工，他解释道“电压越高对绝缘要求越高，但只要满足足够的电气距离和爬电距离，也是安全的” 曾工进一步说道，“高压和自燃没有对应关系” 。

所以我们基本确定800V电压平台是保时捷纯电动技术的一个优势所在，其对于安全的影响，尤其是基于此而引发自燃的可能性是极低的，更何况这个电压系统科技是经过919 Hybrid混动赛车三届勒芒24小时耐力赛验证过的。

至于为什么其它车企没有做，一方面是由于相关配套零部件还不够成熟，另一方面是每家车企对于技术应用的节奏和把控尺度不尽相同。

其实为了充电安全，和其它车企的充电策略类似，保时捷Taycan一开始无法进行最大功率的充电，当SOC达到40%左右时充电功率才达到峰值，并且仅维持在40%SOC-45%SOC之间，之后便限制充电功率。

另外在充电温度方面，保时捷对270kW的超级快充温度策略与特斯拉的类似，均需要电芯达到一定的温度才允许使用，Taycan电芯的最适宜温度为30℃，所以，车主如需要进行270kW的快充，那么整车会事先将电芯温度调整到30℃，如果在充电时还没有达到这个温度或是车主没有事先设置进行加热，Taycan会首先将电芯加热到30℃，然后才允许270kW充电。

[ ·写在最后· ]

正如文中采访的这位电池工程师所说“等电动车性价比大幅优于燃油车，大家就不会在意热失控了”。目前纯电动车仍处于舆论的风口浪尖，在这个变革时代，任何一点风吹草动都会是新生事物向前发展的阻力。新技术的推广需要代价，我们也应当尽可能地将代价降到最低。而关于纯电动车的电池安全问题也将伴随着相关技术的进步而逐步解决，但不会是现在，也许就在不远的将来。