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理想MEGA冷却液腐蚀引发严重安全事件与大规模召回

10月23日,在上海闹市区,一辆理想MEGA电动汽车在正常驶过红绿灯路口后,其底盘右侧突然迸发出火花,仅10秒钟,熊熊烈火便开始吞噬车身,最终将车辆烧毁成一个空壳。

乘客们慌忙逃生的景象以及凶猛的火势,深深冲击了行业和消费者的内心。市场对新能源汽车的恐慌情绪随之扩散,社交平台上大量传播着“电动汽车逃生演练”的相关视频。

事件发生七天后,理想汽车正式发布公告,说明了起火原因。公告称,2024款MEGA的冷却液防腐蚀性能不足,在特定环境下会腐蚀动力电池和前电机控制器的冷却铝板,引发冷却液泄漏,这可能导致车辆故障灯亮起、动力受限及无法上电,极端情况下甚至会引发动力电池热失控。

因此,理想汽车决定召回生产日期从2024年2月18日到2024年12月27日的共计11411辆理想MEGA,并为这些车辆免费更换符合标准的冷却液、电池以及前电机控制器。此后生产的MEGA使用了不同批次的冷却液,故不受影响。

据36氪进一步了解,理想将为所有召回车辆更换动力电池,内部初步估算此次召回成本将达到20亿元左右。

看到理想的召回公告,许多工程师表示难以置信。因为“冷却液的防腐蚀设计是非常基础的标准”,“行业普遍认为符合国家标准的冷却液即可使用”,“在此之前,几乎所有的冷却铝板供应商和车企都不会特别关注冷却液的具体型号”。

MEGA是理想品牌的首款纯电动汽车,于2024年3月上市,售价高达55万元。它搭载了宁德时代第一代麒麟电池,支持5C超快充技术,据官方宣传,充电12分钟即可增加500公里续航。

有理想内部人士向36氪透露,2024款MEGA所使用的冷却液并非传统的高导电率类型,而是为了满足某些绝缘设计要求,采用了低电导率冷却液。这是一种相对新颖的方案。

按照通常防腐设计长达十余年的标准,即便低电导率冷却液防腐蚀性能不足,但2024款MEGA上市仅一年左右,水冷铝板就出现腐蚀和漏液,这仍然让人感到困惑。

低电导冷却液泄漏导致起火燃烧的具体电气机制目前尚不清楚。但可以确定的是,这个看似不起眼的冷却液成为了引发20亿元级别召回事件的“罪魁祸首”。

「不起眼的冷却液,引发燃爆的黑天鹅」

汽车冷却液是热管理系统中一个高度成熟的部件,每升成本仅一元多。

有行业专家向36氪介绍,冷却液主要可分为三大类:水基、油基以及离子导体类型。综合考虑成本、环境影响等因素,目前车辆上主要使用水基冷却液。

离子型冷却液完全由离子组成,每升成本约100多元,且导电率极高,显然不适合用于车辆;油基冷却液,主要成分为矿物油、植物油等,例如四氟化碳,其降温和灭火性能良好,但成本同样昂贵。

水基冷却液则以水和乙二醇为主要成分,二者按1:1的比例混合,再加入一些添加剂,便形成了车用冷却液。

传统的水基冷却液中含有较多的离子型添加剂,因此导电率较高。这是当前主流的冷却液方案,有行业人士表示,这类冷却液每升成本大约1元多。

但随着电动汽车600V/800V高压平台的普及,如果冷却液仍保持高导电率,一旦发生泄漏并遇到强电流,车辆起火的风险便会显著增加。

于是低电导率冷却液成为了热门选择。

有工程师透露,一些车企会进行电池包的翻转测试,模拟冷却液泄漏的情况,使用低导电率冷却液可以满足泄漏后的绝缘要求。因此,理想在2024款MEGA上改用低导冷却液,可能也是为其首款电动车设定了更高的设计标准。

低电导率冷却液的主要成分,仍然是按1:1比例混合的水和乙二醇,但将离子型添加剂替换为分子型添加剂,从而降低电导率。

据行业人士表示,低电导率冷却液刚推出时,许多车企才开始接触样品并进行验证测试,因此成本较高,接近每升10元。

除了满足绝缘设计要求,使用低电导冷却液还可以避免高电导率冷却液容易产生的跳泡和劣化分层问题。

所谓跳泡,指的是车辆行驶中,传统冷却液遇到颠簸时容易产生气泡。“因为传统冷却液中含有一些表面活性剂,它们类似于肥皂,容易起泡。气泡会堵塞冷却回路,减缓冷却液流动,从而降低散热效率。”一位工程师向36氪解释。

而冷却液如果发生劣化分层,则可能引发更严重的问题。“例如,电芯的某一部分可能完全接触到水,而另一部分完全接触到添加剂,这样很可能导致随机故障,且难以诊断。”

在多种因素推动下,行业将冷却液从高电导切换至低电导已成为新趋势。但问题可能恰恰出在这里。

冷却液中的缓蚀剂会与金属离子或腐蚀介质反应,生成一层不易溶解的沉淀膜,覆盖在金属表面,从而保护水冷铝板。

但是在低电导率冷却液中,用分子型缓蚀剂替代了原先的离子型缓蚀剂,其对金属的缓蚀效果反而不如传统的高导冷却液,因此相对而言,“低电导率冷却液的腐蚀性反而更强了。”一位参与低导冷却液切换验证的工程师向36氪指出。

但其同时也表示,车企按照正常的采购和评审流程,获得的非离子型冷却液(低导冷却液),在零件腐蚀方面的测试表现确实会差一些,“但不是完全没有功能,只是针对部分金属的防腐配方较弱而已。”

这进一步加剧了行业的疑惑,“新车上市才一年多,水冷板就被腐蚀,这样的案例以前几乎从未出现过。”一位材料工程师向36氪直言。

「冷却腐蚀的验证盲区」

据36氪了解,由于水冷板不属于易损件,不能随意更换,因此它的设计寿命需要与整车寿命保持一致。而整车寿命,一般超过15年,质保期通常与动力电池相同。

而理想MEGA的水冷板如此快速出现腐蚀质量问题,难免引发市场质疑,尤其指向车企和电池厂等相关供应商的验证体系。

有电池工程师告诉36氪,冷却液属于电池厂商较少深入涉及的细分领域,因此选用哪种冷却液,由车企决定。

由于冷却液腐蚀验证在过去的整车工程中过于成熟,甚至几乎成为关注盲区,车企在冷却液腐蚀验证方面的直接参与度正在降低。除了部分能力完备、设备齐全的车企,其他车企,尤其是新势力,往往将冷却液的测试委托给供应商。

关键的验证环节如下:

首先在零部件开发阶段,冷却液和水冷板供应商会相互测试对方的产品,并进行水冷板原型实验;

随后,电池厂或电池Pack主体会进一步进行整合验证测试;

最后,在整车上进行耐久测试。不少工程师透露,在整车测试中,对于冷却液腐蚀验证的关注度其实并不高。

“对冷却液供应商来说,冷却液技术门槛不高,成本也较低,简单地用一个台架进行1000多小时的测试,就能获得符合国标的证明,大多数供应商都愿意这么做。”

但车企如果想自行进行冷却液测试,既需要购买专用设备,又耗费时间,因此车企通常只要求具备实验室资质的供应商提供一份防腐蚀能力报告。

再加上,冷却液以往一直不被视为高风险项目,车企认为最多将管路设计得厚一些,确保一定时间内不被腐蚀;再对电池水冷板等关键部件进行防腐蚀钝化处理,也就是在水冷板表面覆盖其他分子层,以提供安全冗余。

而在电池Pack的整合验证环节,按照常规测试流程,不太可能测试所有冷却液型号,因此如果车企实际使用的冷却液与验证时使用的型号不同,就会出现这种情况:

车辆实际使用的是冷却液A,但测试时使用的是冷却液B、C、D,测试时未发现问题,并不完全代表车主用车时一定安全。

36氪了解到,行业中部分车企基于成本考虑,加之传统冷却液技术较为成熟,确实不会在测试中指定冷却液型号。

而MEGA是否指定了需要验证的冷却液型号,目前尚不明确。但有理想人士表示,理想L系列车型都曾指定需要验证的冷却液型号,“实车用什么,就验证什么”。

「一年就出现的冷板腐蚀案」

宁德时代是中国领先的电池制造商,麒麟电池是其标志性高端产品,理想汽车也是中国造车企业中的代表性公司,MEGA更是其旗舰纯电车型。

这样的组合,出现了一年就腐蚀电池冷板并导致漏液的质量事件,除了车企或供应商在验证过程中可能存在的疏漏,行业也将目光投向了双方共同推动的超快充技术体系。

有正在进行大面水冷技术开发的工程师向36氪透露,除了冷却液的抗腐蚀性问题,超快充过程中电池的发热、冷板的设计标准也成为关注焦点。

传统的电池冷却铝板通常位于电池包底部,采用钎焊工艺连接。而麒麟电池为了应对超快充过程中的大量散热,首次采用了大面水冷铝板,不同于底部水冷结构,它将水冷板贴合放置于电芯的大面之间,声称可将冷却效果提升5倍。

以MEGA采用193颗电芯为例,每6颗电芯一列,整个电池包需要放置30多块大面水冷铝板。

上述工程师表示,麒麟电池的水冷板结构非常精细,呈口琴管状。口琴管的两端各有一根主管,假设左侧为进水口,冷却液流向右侧后,会汇入右侧的主管管道,最终所有主管管道汇合,冷却液流出电池。

理想MEGA冷却液腐蚀引发严重安全事件与大规模召回 电动汽车 冷却液 召回 电池安全 第1张

口琴管

一块水冷板厚度约为5mm,如果一个电池包需要容纳几十块水冷板,同时还要兼顾弹性以应对电池的膨胀呼吸效应,并实现减重目标,管壁厚度就需要严格控制。

多位拆解过麒麟电池甚至参与过大面水冷开发的工程师告诉36氪,行业中,单个大面水冷板的口琴管壁厚不超过0.5mm,而常规底部水冷板的壁厚通常大于1mm,这意味着大面水冷板的壁厚至少薄了一半。

管壁变薄,如果发生腐蚀,速度自然会加快。

此外,超快充过程中会产生大量热量,而冷却液中的乙二醇在长期高温环境下,会降解生成乙二酸、甲酸等物质,更快地对冷板造成腐蚀。

尤其是如果冷板制造过程中引入杂质,例如使用助焊剂,可能混入氯元素,这同样是腐蚀的潜在隐患。

36氪获悉,MEGA起火事件后,小米汽车等采用麒麟电池的车企也紧急排查了相关方案,结论之一是需要持续关注水冷铝板中的杂质。

此前,小米汽车已对其采用的麒麟电池结构进行了改进,例如增加了漏液传感器以监测泄漏,同时在底部增加了多个冷却液排泄阀,一旦发生漏液可及时排出。

除了电池冷板,理想的召回公告中还提到前电机控制器同样受到影响。

前电机控制器,指的是MOF或IGBT等电子元器件,通常与电池串联在同一个冷却回路中。

但除了电池和前电机控制器,一些行业人士告诉36氪,冷却液在整车上从前到后、再从后到前循环,会流经车辆的整个冷却系统。因此,如果冷却液的缓蚀性能确实未达预期,那么车上所有管道连接处的阀门、转换器、热交换器等关键部件的腐蚀程度,很可能都需要检查。

理想MEGA冷却液腐蚀引发严重安全事件与大规模召回 电动汽车 冷却液 召回 电池安全 第2张

热交换器

尤其是热交换器,它由许多薄如蝉翼的铝合金片构成,铝合金片之间通过焊接连接。铝合金片薄,意味着更容易被腐蚀;焊接工艺下,可能因公差导致接口处存在裂缝,而且焊接口本身比其他部位薄弱,也更易被腐蚀。

有行业知情人士透露,MEGA事件后,理想紧急成立了专门的材料实验室,加大在基础材料、流体和化学品等方面的投入与研究,“过去大家都认为冷却液不是高科技产品,其实化学领域、偏底层材料科学的内容,更值得汽车行业深入探索。”

汽车市场的激烈竞争仍在继续,采用尖端技术以拉开竞争差距的策略已成为车企的普遍选择。这是产业向前发展的动力源泉,但安全与质量始终是汽车行业的生命线,从无法打开的门锁到10秒内爆燃的电动汽车,都在警示行业:在高速发展的同时,必须为安全验证预留更多时间。

理想MEGA冷却液腐蚀引发严重安全事件与大规模召回 电动汽车 冷却液 召回 电池安全 第3张

作者微信:luckg17305264638