【四輪解密】從林志穎事件窺探電動車火災問題！究竟是先天不良還是後天失調？

在前一篇（👉 延伸閱讀：【四輪解密】平平是電動車......鋰電池 VS 氫燃料電池誰才是未來王道？）的文末，正好提及了電動車需留意的安全問題，尤其在藝人林志穎事件之後這樣的情況更備受關注。畢竟車輛從燃油轉換到純電並不代表就不會再有火災相關事故發生，即便是目前號稱量最大最安全的Tesla竟也躲不過火燒車機率纏身，究竟為什麼少了燃油少了點火少了內燃機也還是有可能會燒？咱們這次就由內到外來盤點電動車「火災」二三事。

電池大都怎麼選？

目前包含純電以及Hybrid車款等主流電池架構不外乎以鎳氫與鋰離子兩個系列為主，前者雖然能量密度較低、自放電率較高且具有較高的電池記憶效應，但由於成本較低且可回收性較高，目前仍有許多具備燃油動能的Hybrid、Plug-in Hybrid車款採用，以雙動力的形式彌補鎳氫電池重量及回充速度較慢的弱勢，後者則可更加細分為鋰三元、磷酸鋰鐵與技術研發中的固態電池。

鋰三元（NMC）電池成分為鋰、鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）等成分為主，除了稀土元素鋰之外，本就量少的鈷與受到國際情勢波蕩較大的鎳也都是影響三元電池成本的因素，相較之下，磷酸鋰鐵（LFP）電池不含成本較高的鈷且磷（P）、鐵（Fe）的產量充沛售價低廉，儘管能量密度略低於鋰三元卻依舊取得部分電動車品牌的親睞，然不論鋰三元或者磷酸鋰鐵，近期或者一直以來被議論的往往不是成本或者儲能/供電與充電效率，而是擺在了安全性相關議題。

看似固態實為液態

通稱歸類為液態電池類的鋰離子電池在架構上基本為正負極、隔離膜與電解液，鋰三元與磷酸鋰鐵指的是正極材料而負極為碳材質，藉由鋰離子於電解液間不斷游離進行放電與充電的作用循環，由於能量密度高、工作溫度區間符合電動車使用、充電循環次數高且無記憶效應，特別是鋰三元電池在這個世代可以說被相當廣泛的應用，諸如智慧型手機、筆記型電腦或其他消費性電子產品等，但鋰離子電池本身因電解液在特定狀態下的不穩定性，如高溫致使電解液膨脹、內部壓力過高，正極與電解液作用析出氧分子等，又或者是密封、保護用的外殼受損時，鋰本身作為鹼金屬與空氣接觸時和電解液產生水解，釋出氫、氧和熱量造成進一步的高溫，這些情況都會導致電池芯在短時間內起火燃燒並引發其餘電池芯的連鎖爆炸反應。

不得不保護

當代主流的電動車基本都採用專門設計打造的底盤平台，除了追求更好的車輛配重與駕駛操控感外，另一個主要原因在於電池組的保護，傳統燃油車底盤僅需考慮乘載性、懸吊機構、傳動機構與常規管線配置，但電動車用電池組不若筆記型電腦可以採用液態電池包配合車體造型，在電池組本身需要考量模組化連接及維修的同時，更要確保電池本體不會因外部損傷造成破裂，其體積、厚度與重量都會大幅影響燃油車款底盤裝設時的整體佈局，若是沿用過去平台設計，或者單純只將電池組平鋪於底部，在車輛行駛過程中就有可能因路面凸起尖銳物或者彈跳時產生的底部撞擊，導致電池組外殼破損進而引發意外。

此外，電動車在傳統前置引擎車頭引擎室中會因機電組分散至底盤前後軸處，大概率會採取拓展置物空間的配置，又或者是車頭僅有少數車用電機組與其他由12V電路驅動的相關配置，而在前方產生撞擊時會因為少了過去引擎、變速箱等機件擔任的「剛性元件」，對於居中鋪陳的機電組產生衝擊、電池組外殼穿刺破損甚至是造成電池組架構短路導致電池組瞬間高溫等也是有一定機率發生的（如此次Tesla Model X撞擊起火事件）。

BMS管理系統

另一方面，咱們提到高溫對於鋰三元、磷酸鋰鐵等鋰離子電池架構的影響，就不得不提到Battery Management System, BMS電池管理系統的重要性，鋰電池本身充電放電的過程中就會產生一定程度的熱度，行駛過程中基本仰賴車輛冷卻系統散熱維持在安全工作溫度範圍內，然而在激烈操駕過程中會因動力輸出維持高峰、電池組需長時間處於極速放電階段，倘若鋰電池或周邊機電組溫度過高引起安全疑慮，BMS就會介入進行動力抑制以確保車輛本身的安全性。

且在充電效率的議題方面，主流電動車皆配有快速充電機制，由充電樁提供的高壓電在進入電池組前會先進行變壓降壓以調整至安全範圍，但過程中仍會產生高熱而導致相關安全疑慮，因此在充電過程中BMS也會時時監控電壓/電流、電池組電量與溫度，確保車輛在充電過程乃至於完成充電後都能是安定狀態。

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從早期較為粗糙的架構再到如今相對成熟的電動車技術來看，只要BMS正常作動且具有充分保護機制，基本不會因為車輛正常行駛或者充電造成起火事故，但反過來說，只要BMS無法發揮正常功能性，電池組充放電過程中的高溫，變壓/降壓系統失效導致高壓電輸入電池組，又或者是電量監控失常致使電池過度充電等狀況，也都會引起鋰電池組的內部壓力過高、擠壓外殼破裂導致起火燃燒事故，儘管近年來許多電動車工安事件都號稱是進入超充模組前的供電端引起，抑或是使用未經認證而不符規格的充電設備所引起，但BMS本身的重要性與穩定性對於電動車安全仍是不得忽視的一環，也因此過去幾年Tesla對於自家既有車款的軟體更新相當頻繁，除了車用電子系統與功能的升級外，不斷改進BMS管理邏輯也是很重要的因素之一。

相關配套怎麼做？

過去燃油車款引起的火災事故處理方式仍是以撲滅火源為主，但對使用鋰三元、磷酸鋰鐵等鋰離子電池架構的電動車來說，單純的水柱、泡沫或者乾粉並不足以有效撲滅動輒300℃或500℃的高溫，且隨之而來的電解液噴發、電池組機件爆破等情形也都難以對應，也因此消防團隊需採用防火毯或者包圍淹水灌救等方式進行處理而顯難度更高；另一方面，在電動車日常用車的注意事項方面，除了需按時進行保養確保車輛電機架構的安全性、駕駛過程中避免對電池組可能造成的傷害外，選擇安全的充電環境與使用經認證核可的充電器材，方可確保電動車的使用不會引發起火意外事故的發生，而若是發生車禍撞擊導致車輛停擺，切記盡快離開車內並祈禱車輛還是安全的吧，畢竟，誰都不希望意外的發生，不是嗎？

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