鉅大LARGE | 點擊量:2424次 | 2019年05月28日
為什么電動汽車起火那么可怕?
4月21日晚8時左右,上海某小區(qū)的地下車庫內(nèi),一輛靜置狀態(tài)下的特斯拉ModelS從車底冒出白煙,隨后爆炸起火。次日下午,位于西安的一輛蔚來ES8純電動汽車在授權(quán)服務(wù)中心維修時發(fā)生自燃,通過燃燒之后的照片我們能夠看到,整臺車基本已經(jīng)成為灰燼。
隨著兩起純電動車自燃事故接連發(fā)生,純電動汽車的安全問題被重新拉回到了焦點。但是話說回來,每年燃油車的自燃事故不計其數(shù),可為什么電動汽車卻一著就火哪?
此前,相關(guān)部分電動汽車專家曾說過:電動汽車自燃事故很難找到原因,這是其廣受關(guān)注并且容易造成恐慌的最重要原因。就像03年的非典一樣,很多人都經(jīng)歷過,非??膳?,但最后死亡的人數(shù)并不多。然而全世界每年感冒死亡的人數(shù)上萬,但從來沒有人因為自己感冒了很害怕,其中的原因在于非典沒有藥,電動汽車一著就火也是如此,沒有更好的解決方案,容易讓消費者產(chǎn)生恐慌。
電動汽車很難找到真正的著火原因
燃油車自燃無非是漏油之后碰到電線或者電路短路引發(fā),而電動汽車著火原因卻有多種因素。例如過充/過放電導(dǎo)致的熱失控,在過充時,正極活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不可逆變化及電解液的分解會產(chǎn)生大量氣體和熱量,當(dāng)電池外殼不能支撐電池的內(nèi)壓后,就會出現(xiàn)爆炸、燃燒等情況。
過充過放之外,電池內(nèi)短路也會造成燃燒或爆炸等情況。電池正負極之間由微米級別的隔膜進行分離,鋰離子電池在充電過程,尤其是低溫充電時容易產(chǎn)生鋰結(jié)晶,結(jié)晶會刺穿隔膜導(dǎo)致正負極短路,出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。另外則是鋰電池收到外部沖擊,導(dǎo)致熱失控。這種內(nèi)短路發(fā)生有時是瞬間的,而有的也是緩慢發(fā)生的,時間非常長,很難判斷什么時候會出現(xiàn)熱失控。
除此之外,有些自燃還是因為BMS故障、判斷失誤、數(shù)據(jù)錯誤引起的,總之情況非常復(fù)雜,究竟是誰除了問題不好判斷。
雖然最后都是由熱失控引起的燃燒或者爆炸,但目前還沒有人能夠說得清楚某次著火的具體原因是什么,只能通過大量的驗證來避免鋰電池?zé)崾Э氐那闆r發(fā)生。另外一個難點在于大部分鋰電池?zé)崾Э厥菦]有任何征兆的,即使是目前電控和電池系統(tǒng)做的最好的特斯拉也無法通過提前預(yù)測將危害降到最低。
鋰電池燃燒釋放氧氣一旦著火難以控制
動力電池不僅熱失控?zé)o法預(yù)測,一旦著火之后火情也非常難控制。目前國內(nèi)主流電動車所采用的三元鋰電池為正極材料為包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)三種金屬元素的聚合物。特斯拉采用的為NCA三元鋰電池,其正極材料為鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)三種金屬元素的化合物。
由于NCM/NCA三元鋰電池正極材料穩(wěn)定性問題,在過充、過放或短路等情況下,正極材料材料中的氧元素會分離成為氧氣,此時電池內(nèi)的各種有機溶劑易和氧氣還會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體和熱量,熱量會進一步加劇正極的分解,形成一個惡性循環(huán),當(dāng)溫度達到電解液燃點時就會燃燒。
一旦電池開始燃燒,正極材料還會不斷分解出氧氣助燃,因此鋰電池著火之后非常難以控制。采用與氧氣隔離的滅火方式,例如干粉滅火器、泡沫滅火器等都幾乎沒有作用,采用水來滅火的方法也只能通過對鋰電池降溫,減少氧氣分解的方式滅火,很難直接將火撲滅。
動力電池著火對環(huán)境危害較大最好的方式是燒光
三元鋰電池的電解液為六氟磷酸鋰,是一種高氟有機溶劑。當(dāng)其泄露之后會對環(huán)境造會成巨大的影響,目前還沒有技術(shù)能夠處理電解液泄露造成的危害。
氟有巨毒,并且是一起強腐蝕性能,玻璃都可以腐蝕。這種溶劑流入河內(nèi),經(jīng)過地方的生物都會死去。而在為電動汽車滅火過程中所使用大量的水其實都是電解液的溶劑,這種溶劑進入下水道不知去向。如果拿去澆地,農(nóng)作物將受到影響,流入大?;蛘吆恿?,魚也會受到影響,因此最好的方式就是在確保其他財產(chǎn)安全的情況下讓他燒光,持續(xù)用水滅火不但不能起到很好的作用,反而會對環(huán)境造成更大的污染。
總結(jié):目前,很多消費者都非常關(guān)注純電動車的安全性問題,但是在購車的過程中還喜歡高能量密度、長續(xù)航高性價的產(chǎn)品,二者互相矛盾?,F(xiàn)有的電池材料沒有充分驗證的情況下,動力電池的安全性會隨著能量密度的增加而降低,兩者也是矛盾體。目前技術(shù)只能通過不斷實驗,不斷驗證來掌握能量密度與安全性之間的一個平衡點,一味的追求高能量密度不利于安全。
當(dāng)下,無論是市場還是政策,都驅(qū)動著純電動車向高能量密度和高續(xù)航發(fā)展。政策層面,補貼一年一變化,降低金額的同時還要求電池能量密度和續(xù)航持續(xù)增加,這個時間對于車企來說很難快速做出反應(yīng)。在消費者層面,人人追求高續(xù)航,今年想要400公里,明年想要500公里,在各項壓力之下車企只能妥協(xié),造適應(yīng)市場的產(chǎn)品??苫剡^頭來想想,這真的不是什么健康的市場。