蔚來汽車召回原因的探討

  • 2019-07-08 14:24
  • 來源:知化汽車

摘要:蔚來汽車發布了召回公告,宣布對涉及安全隱患的4803輛ES8進行召回。此次召回的原因是NEV-P50型模組內的低壓線束存在磨損,短路的風險,這也是蔚來針對上海地下車庫自燃事件的調查結論。

一 蔚來汽車與寧德時代的公告

連續多起自燃事件后,蔚來汽車今日發布了召回公告,宣布對涉及安全隱患的4803輛ES8進行召回。根據公告的內容,此次召回的原因是NEV-P50型模組內的低壓線束存在磨損,短路的風險,這也是蔚來針對上海地下車庫自燃事件的調查結論。

“該事故車輛使用的電池包搭載型號為NEV-P50的模組,模組內的電壓采樣線束存在由于個別走向不當而被上蓋板擠壓的可能性。在極端情況下,被擠壓的電壓采樣線束表皮絕緣材料可能發生磨損,從而造成短路,存在安全隱患。其他出現電池安全事故的ES8也采用了同一類型的動力電池包。

…將為所有召回車輛免費更換搭載規格型號為NEV-P102模組的電池包?!?018年10月20日之后生產的70kwh電池包搭載型號為NEV-P102的模組。模組內部結構采用了不同設計,沒有上述安全隱患?!?/p>

與此同時,電池包模組的供應商寧德時代也在同一時間發布公告:

“…經調查發現,由于此次召回的電池包箱體與我司供應的模組結構產生干涉,在某些極端條件下可能出現低壓采樣線束短路風險,存在安全隱患。該批次模組采用定制化設計,該設計僅使用于此次召回的4803輛ES8產品。

對比兩者的公告基本可以得出:模組內電壓線束存在短路的風險。所不同的是,蔚來汽車認為是“模組內線束存個別走向不當”而引起與模組上蓋板擠壓,這個角度來看,問題責任方在模組本身,即寧德時代;寧德時代則聲明是“電池包箱體與模組結構產生干涉”,這個角度來看,問題的責任方是電池包集成方,即蔚來汽車。

蔚來汽車的觀點在于模組內線束走向布置不當,引起與上蓋產生擠壓;寧德時代的觀點在于由于模組外的電池包結構與模組發生干涉,可能導致低壓線束短路的風險。

無論是哪一個觀點,短路的原因都是上蓋,低壓線束,擠壓,磨損。

二 蔚來NEV-P50電池包

蔚來NEV-P50模組和電池包如下圖所示:

P50指電芯為50Ah的電池包,以此類推,P102指電芯為102Ah的電芯,這兩款電芯均是2017年量產的能量型BEV電芯。升級后,模組應該是1P。

蔚來汽車召回原因的探討

ES8整個電池包的空間還是非常緊湊,高度方向上,模組的高度為115mm,PACK的高度為153.65mm,總共有38.65mm的高度可用空間,可以大概推知:38.65mm=箱體底的厚度+箱體上蓋的厚度+水冷板厚度+模組上蓋到箱體上蓋的距離。

蔚來汽車召回原因的探討

長度上,與模組相關的電池包長度是1726.5mm,長度方向是4個模組排布,共1260mm,可用空間為466.5mm=2個橫梁加強筋寬度+箱體前后側面厚度+模組與箱體距離+模組與橫梁距離。

寬度上,與模組相關的電池包寬度是1360mm,寬度方向是8個模組排放,共1200mm,可用空間為160mm=1個縱向加強筋厚度+6個模組與模組間間歇+2個模組與縱向加強筋距離+2個模組與箱體側壁距離。

NEV-P50電池包外形基本尺寸如下所示:

蔚來汽車召回原因的探討

蔚來汽車召回原因的探討

從長寬高三個緯度上看,模組與箱體的間隙都會相當緊湊。

三 低壓線束如何短路,起火

高低壓線束是造成電動汽車事故原因的一個重要根源,由于大多是手工壓制,安裝,所以工藝,生產過程質量控制相對較難,常常出現問題,而且集中出現在早期,是典型的早期故障模式(即產品沒有經過充分的可靠性篩選,屬于浴盆曲線早期階段,成熟的產品會將早期故障消滅在出廠之前,這樣到市場上產品會進入隨機故障階段),這也是目前行業在用FPC代替傳統低壓線束方案的一個原因。

如果是單純的模組本身原因,那么就如同蔚來汽車所陳述,在模組的裝配過程中,個別低壓線束走向沒有做好(這個手工生產很有可能),寧德時代質量管控沒有到位,致使個別產品已經存在低壓線束的應力過大(線束繃得過緊,或是彎曲使得連接處應力過大),或是當模組上蓋板緊固后,線束已經與上蓋產生干涉(發生接觸擠壓)。

這種情況下,隨著低壓線束通電流,發熱,加上已經存在的應力和擠壓摩擦,線束的外皮將加速破裂,進而導致短路發生。進一步發展,可能引起冒煙,起火。

蔚來汽車與寧德時代在公告中都提到了極端情況,通常極端情況指濫用,個人感覺這里會包括底部碰撞等Z向的沖擊,這個會讓模組與箱體可能產生接觸,也包括電芯膨脹力的作用,這一點是蔚來汽車在答SOC降低到90%提出的觀點。

“SOC越低,電芯膨脹程度就越低,線束受損的可能性也就越低?!?/p>

這個可能性是存在的。即模組/電池包在出廠時是好的,線束也沒有和任何結構發生干涉。但隨著電芯的膨脹,模組開始膨脹(主要是長度方向),在膨脹力的作用下,線束承受的應力變大,膨脹后的模組,體積發生變化,這樣如果電池包的結構設計考慮不足,此時電池包結構將與模組結構發生干涉,相互擠壓。低壓線束受磨損,導致短路。

這種情況有可能是雙方的責任。首先,寧德時代是否和蔚來汽車提供了電芯與模組的膨脹力量化分析,其次,蔚來汽車在設計PACK時,是否有考慮膨脹力的影響。

三元電芯的膨脹力影響尤其明顯,根據相關的測試,單個方形三元電芯在正常充放電情況下,循環壽命結束時,厚度會膨脹10%,其中3%-5%是不可壓縮。在模組中,因為有預緊力的存在,膨脹厚度會有變化,但12個電芯厚度增加疊加起來也能夠產生足夠的變化。

寧德時代對電芯的膨脹力早有研究,在模組設計時應該會留有間隙和相關的應對方案,所以單純的膨脹力導致擠壓磨損概率較低。而且,ES8運營不超過2年,膨脹力變化不會明顯。如果有,那就是電芯本身的問題。

如果是單純的由電池包箱體結構干涉到模組,那么這完全將是電池包結構設計和工藝裝配時的問題。這在國內早期粗放式的產品常有發生,高壓線束有時也會被迫與結構件發生擠壓。如果NEV-P102的包不存在這個問題,而包與模組設計大小沒變,那么可以證明還是有模組本身問題;所以NEV-P102不存在這個問題,那么包與模組至少有一個是發生了變化。了解NEV-P102包的朋友可以確認下。

四 個人觀點

保留對二者公告看法。低壓線束的問題有可能是存在的,這也是個風險點,但整個產品涉及到811電芯的問題。等P102車型的表現再說。

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