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為什麼電動汽車起火不易滅

汽車 更新时间:2024-09-02 15:22:48

文:懂車帝原創 陳旭明

為什麼電動汽車起火不易滅(熱議專家)1

知名藝人林志穎駕駛特斯拉車型發生碰撞事故後 車輛起火(圖源網絡)

[懂車帝原創 産品] 汽車自燃!每次事故的發生,都讓大家觸目驚心!而随着新能源汽車的大力發展,新能源汽車火災也頻繁發生。被廣泛熱議的事件包括2019年上海徐彙區某地庫特斯拉車型自燃,還有近日知名藝人林志穎,駕駛特斯拉車型發生碰撞事故後車輛起火。當然,國内其他新能源汽車品牌也曾有車輛自燃或起火的事件發生。

不少人會問,電動車真的比燃油車更容易發生火災嗎?其背後的原理是什麼,又該如何應對呢?以下内容結合了孫金華(歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授、國家“973”計劃首席科學家)在2022世界動力電池大會上的發言,對大家比較關注的問題做了很好的解答。

電動車自燃概率,已超過燃油汽車!

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電動汽車底盤(示意圖)

孫金華首先介紹了國内新能源汽車的保有量數據、2021年新能源汽車火災的相關報告,諸多數據與我們普通老百姓的感知契合。

據介紹,截止2021年底,我國“純電動”新能源汽車保有量為784萬輛,接近800萬輛。

随着新能源汽車的大力發展,近幾年,電動汽車火災事故呈現快速增長的态勢。

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國内純電動汽車着火概率已超過燃油車

孫金華引述應急管理部消防救援局相關人員的介紹,2021年度,全國發生電動汽車火災事故3000餘起。根據我們接近800萬輛的“純電動”新能源汽車保有量計算,着火概率大概在“萬分之三”左右(0.03% ),稍高于傳統燃油車“年火災事故率”約為“萬分之一”到“萬分之二”(0.01%-0.02%)。

從這方面來講,電動汽車着火概率是要比燃油車略高一些。

從2019年統計的火災事故電池類型來看,60%是三元锂電池純電動汽車,5%是磷酸鐵锂電動汽車,還有35%是不明的。

那麼,電動汽車在哪種狀态下更容易發生自燃呢?

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電動汽車在行駛、充電過程中發生火災的比例高居40%和35%

從2020年統計的電動汽車火災數據分析,40%處在行駛狀态占比最高,35%處在充電狀态,25%則是在靜止狀态。

實際上大家都知道,汽車處在靜止狀态的時間是最長的,但發生火災的概率卻最低,充電時間是最短的,但卻占到35%的高比例。

從一年四季發生火災的月份來看,在高溫期時間段(6-9月)火災發生概率比冬季和其他季節高出許多。

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夏季是汽車自燃高發時段(圖片來源于網絡)

電動汽車為什麼會自燃?

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動力電池熱失控原理

鑒于我們大多數人對化學反應、吸熱放熱等原理并不感興趣,電池為什麼會“自燃”我們就簡單來分析,對此感興趣的讀者可以自行深入研究。

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圖片來源于網絡

簡而言之,锂離子電池由正極材料(氧化劑)、負極材料、電解液(還原劑)、隔膜材料(還原劑)、電解質構成,其中的還原劑可以視作“可燃劑”,當氧化劑、可燃劑放在一起,再被充入能量的話,就容易發生事故。孫金華介紹說。

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比亞迪針對不同電池所做的針刺試驗

在電池内部,充電、放電過程中,有多個反應存在,有的是放熱反應,有的是吸熱反應。當充放電循環等物理熱積累,形成初始熱量,如果不能及時将熱量導走的話,會誘發熱失控反應。

具體而言,當锂電池溫度達到90攝氏度左右時,負極表面的SEI膜開始分解,放出熱量,使電池溫度繼續升高,當溫度升至130攝氏度左右時隔膜開始收縮熔化,從而造成電池内部短路,最後起火。但在正常使用場景下,锂電池很難達到這個溫度。

電池自燃:火勢會反複,越燃越快!

而另一項與老百姓日常用車相關的研究結論表明,正極材料與電解液共存體系的“熱穩定性”均随荷電程度(SOC)的增加而降低,建立了荷電狀态與産熱的關系。可以理解為,荷電狀态越高,越容易熱失控,即越容易發生火災。

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2019年,特斯拉車型在上海市徐彙區某地庫自燃

據其此前描述的試驗過程:“有關不同的荷電狀态火災特性是不同的,比如說荷電狀态比較高,百分之百荷電狀态時,熱失控後有多次‘射流火’的狀态存在,開始着火了,限壓閥打開以後,火噴出來噴的老遠,噴出來以後火小了,有一個比較小的穩定火,過一段時間以後,火又噴的很高,反反複複,有多次‘射流火’存在,最後把這個電池燒完。”

同時,電池熱失控傳播規律試驗顯示,一個電池模組當中,第一個電池開始熱失控,傳播到第二個、第三個、第四個以此類推,如果不采取任何措施,它的傳播速率是逐步遞增的,也就是說,兩個電池之間傳播熱失控的時間是越來越短的。

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車輛有起火迹象應迅速撤離(圖源:網絡資料)

這也解釋了大家看到的電動汽車燃燒過程中,火勢突然蔓延的原理。因此,無論電動汽車是因為充電過程自燃,還是行駛過程中發生事故自燃,用戶需要注意的一定是第一時間撤離車輛,即便一開始火勢并不大,或者僅僅處在“冒煙”狀态。

增加電動汽車自燃預警、優化滅火劑

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熱失控預測預警,值得推廣

如何避免自燃引發的乘員安全問題呢?孫金華認為,在電池使用過程當中,如果有事故隐患狀态,可能發生熱失控,系統應該進行“熱失控預測預警”,發展三級多參數融合的電池火災預測預警技術,第一級是故障預警,第二級是熱失控預警,第三級是火災報警。

這不難理解,如果普通新能源汽車增加相應預警提醒,那麼駕駛者或者周邊其他交通參與者能夠及時察覺危險、迅速反應,防患于未然!這确實是給新能源車企的一個好建議!

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圖片來源于網絡

此外,孫金華表示,針對新能源車型需要開發“專用滅火劑”,又兼具化學滅火與物理降溫功能,并具備絕緣和環保性好的特點。

“萬一着火之後,要迅速撲滅,不讓它形成大災。滅活劑要求有不良導體,能夠帶電滅火,第一次快速噴放,迅速撲滅火勢,後面進行多次緩射,其目的一是降低電池溫度,二是能保證系統裡面的滅火劑濃度之後,使它不複燃。”孫金華解釋說。

當然,對于普通消費者來說,即便有相關的專業滅火設備,仍需要根據自身能力以及現場形式做出判斷,如果缺乏相應的應急處理能力,“迅速撤離”仍然是最佳策略。

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圖片來源于網絡

寫在最後:

從文中闡述的純電動新能源汽車的火災發生概率來看,其相較于普通燃油車會略高,并且在充電過程和行駛過程(含發生碰撞交通事故)中更容易自燃。在此我們并非惡意“黑”新能源汽車,僅僅希望通過相關專家的研究成果,讓新能源車主以及普通老百姓們意識到其相關特性并注意防範,謹防危險的發生。

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國内近半年新能源車銷量排行榜

從另一個角度的數據來看,2021年,國内新能源汽車市場快速發展,全年銷量超過350萬輛,同比增長157.8%。最新的預測數據顯示,2022年,國内新能源汽車銷量将超過500萬輛,市場占有率有望超過18%。國内新能源汽車的快速發展,已是大勢所趨。

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