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为什么电动汽车起火那么可怕?

收藏 评论 时间:2019-04-23 16:33 作者:赵佳 来源:EV世纪

4月21日晚8时左右,上海某小区的地下车库内,一辆静置状态下的特斯拉Model S从车底冒出白烟,随后爆炸起火。次日下午,位于西安的一辆蔚来ES8纯电动汽车在授权服务中心维修时发生自燃,通过燃烧之后的照片我们能够看到,整台车基本已经成为灰烬。

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随着两起纯电动车自燃事故接连发生,纯电动汽车的安全问题被重新拉回到了焦点。但是话说回来,每年燃油车的自燃事故不计其数,可为什么电动汽车却一着就火哪?

此前,相关部分电动汽车专家曾说过:电动汽车自燃事故很难找到原因,这是其广受关注并且容易造成恐慌的最重要原因。就像03年的非典一样,很多人都经历过,非常可怕,但最后死亡的人数并不多。然而全世界每年感冒死亡的人数上万,但从来没有人因为自己感冒了很害怕,其中的原因在于非典没有药,电动汽车一着就火也是如此,没有更好的解决方案,容易让消费者产生恐慌。

电动汽车很难找到真正的着火原因

燃油车自燃无非是漏油之后碰到电线或者电路短路引发,而电动汽车着火原因却有多种因素。例如过充/过放电导致的热失控,在过充时,正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解会产生大量气体和热量,当电池外壳不能支撑电池的内压后,就会出现爆炸、燃烧等情况。

过充过放之外,电池内短路也会造成燃烧或爆炸等情况。电池正负极之间由微米级别的隔膜进行分离,锂离子电池在充电过程,尤其是低温充电时容易产生锂结晶,结晶会刺穿隔膜导致正负极短路,出现热失控现象。另外则是锂电池收到外部冲击,导致热失控。这种内短路发生有时是瞬间的,而有的也是缓慢发生的,时间非常长,很难判断什么时候会出现热失控。

除此之外,有些自燃还是因为BMS故障、判断失误、数据错误引起的,总之情况非常复杂,究竟是谁除了问题不好判断。

虽然最后都是由热失控引起的燃烧或者爆炸,但目前还没有人能够说得清楚某次着火的具体原因是什么,只能通过大量的验证来避免锂电池热失控的情况发生。另外一个难点在于大部分锂电池热失控是没有任何征兆的,即使是目前电控和电池系统做的最好的特斯拉也无法通过提前预测将危害降到最低。

锂电池燃烧释放氧气 一旦着火难以控制

动力电池不仅热失控无法预测,一旦着火之后火情也非常难控制。目前国内主流电动车所采用的三元锂电池为正极材料为包含镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)三种金属元素的聚合物。特斯拉采用的为NCA三元锂电池,其正极材料为镍(Ni)、钴(Co)、铝(Al)三种金属元素的化合物。

由于NCM/NCA三元锂电池正极材料稳定性问题,在过充、过放或短路等情况下,正极材料材料中的氧元素会分离成为氧气,此时电池内的各种有机溶剂易和氧气还会发生反应产生气体和热量,热量会进一步加剧正极的分解,形成一个恶性循环,当温度达到电解液燃点时就会燃烧。

一旦电池开始燃烧,正极材料还会不断分解出氧气助燃,因此锂电池着火之后非常难以控制。采用与氧气隔离的灭火方式,例如干粉灭火器、泡沫灭火器等都几乎没有作用,采用水来灭火的方法也只能通过对锂电池降温,减少氧气分解的方式灭火,很难直接将火扑灭。

动力电池着火对环境危害较大 最好的方式是烧光

三元锂电池的电解液为六氟磷酸锂,是一种高氟有机溶剂。当其泄露之后会对环境造会成巨大的影响,目前还没有技术能够处理电解液泄露造成的危害。

氟有巨毒,并且是一起强腐蚀性能,玻璃都可以腐蚀。这种溶剂流入河内,经过地方的生物都会死去。而在为电动汽车灭火过程中所使用大量的水其实都是电解液的溶剂,这种溶剂进入下水道不知去向。如果拿去浇地,农作物将受到影响,流入大海或者河流,鱼也会受到影响,因此最好的方式就是在确保其他财产安全的情况下让他烧光,持续用水灭火不但不能起到很好的作用,反而会对环境造成更大的污染。

总结:目前,很多消费者都非常关注纯电动车的安全性问题,但是在购车的过程中还喜欢高能量密度、长续航高性价的产品,二者互相矛盾。现有的电池材料没有充分验证的情况下,动力电池的安全性会随着能量密度的增加而降低,两者也是矛盾体。目前技术只能通过不断实验,不断验证来掌握能量密度与安全性之间的一个平衡点,一味的追求高能量密度不利于安全。

当下,无论是市场还是政策,都驱动着纯电动车向高能量密度和高续航发展。政策层面,补贴一年一变化,降低金额的同时还要求电池能量密度和续航持续增加,这个时间对于车企来说很难快速做出反应。在消费者层面,人人追求高续航,今年想要400公里,明年想要500公里,在各项压力之下车企只能妥协,造适应市场的产品。可回过头来想想,这真的不是什么健康的市场。

作者:赵佳
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