電動車爲什麼容易自燃?真的如此可怕?

人們說起電動車,很容易談“鋰”色變,特斯拉在全球已經發生過多起碰撞自燃的事故,使得大家對於電動車的安全心生疑慮。在2017年的時候,前Top Gear主持人理查德·哈蒙德駕駛Rimac Concept One電動超跑時就發生嚴重車禍,並且當時車輛發生了自燃,哈蒙德差一點兒就離我們而去了。

電動車為什麼容易自燃?真的如此可怕?
電動車為什麼容易自燃?真的如此可怕?

但是電動車的這麼容易發生自燃?真的如此可怕?

我們先不下定論,先來了解一下,為什麼鋰電池“容易”發生自燃。

鋰電池為什麼自燃 ?高中學時候我們都做過鋰Li的試驗,把鋰投入到裝有水的燒杯裡,鋰會與水發生劇烈的反應,釋放出氫氣。鋰金屬活動性強的金屬極易發生自燃的反應,下面我們來看一下鋰與水(或空氣中的水)發生化學反應的方程,和鋰與氧氣發生反應的方程。

2 Li + 2H2O = 2 LiOH + H2↗

4Li + O2 = 4LiO2

電動車為什麼容易自燃?真的如此可怕?

鋰與水反應生成氫氧化鋰和氫氣,並且釋放大量的熱,當這個溫度達到氫氣的燃點570攝氏度的時候,就會發生燃燒或爆炸。如果在相對密閉的電池組,這種反應將會更加劇烈,尤其是會造成整個電池組的連鎖反應,最後變成熊熊大火。

前面所說的是理論條件下,鋰天生容易發生自燃,而在鋰電池中,鋰離子處在穩定態。之所以自燃,主要是是由於電池被破壞。

1、金屬兇器造成電池短路,這個很好理解,相當於金屬器具形成了迴路使得電池短接。

2、外力破壞造成隔膜損壞導致電池短路。直流短路時發熱巨大,造成電池熱失控,熱失控時會在毫秒級時間內溫升至300攝氏度以上。鈷鋰和三元的熱失控溫度均低於300攝氏度,錳鋰約400攝氏度,鐵鋰最高為700攝氏度。

電動車為什麼容易自燃?真的如此可怕?

鋰電池內最主要的易燃物其實是電解液,電解液燃點約130攝氏度。實際上各家產品裡都有阻燃劑,可以儘量減少這種情況的惡化,目前發生的自燃事件大部分是因為電池組遭到破壞,電解液流出導致的。

正因為存在這樣的安全隱患,所以國標針對電動車電池組進行了嚴苛的測試。

目前的技術主要是三元鋰電池技術為主,國標GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486已經對電動車電池部分有了頗為嚴格的測試標準,我們熟知的是碰撞、擠壓、浸泡、火燒測試,這些測試就是針對電動車可能會遇到的狀況進行嚴苛測試。

我們以“單體抗壓”舉例,首先電池線充滿,然後垂直於電池極板以5mm/s的速度擠壓,如果電壓達到0V或者形變量達到30%或達到200K牛(相當於20噸的壓力)後停止,觀察一小時,檢測電池是否發生自燃。除次之外還有最為刺激的穿刺試驗,工程師分別以10mm/s、250mm/s的速度往電池裡敲釘子,我會告訴你做這個試驗真的會起火麼!於是工程師用金屬保護殼來防止此類事故發生。不過目前國標裡暫時取消了這項測試。

電動車為什麼容易自燃?真的如此可怕?

買電動車附送“底盤裝甲”

說出來你可能會很驚訝,電動車的整車安全性遠超同價位的汽油車(前提是電動車平臺)。為什麼這麼說?拿特斯拉舉例,首先電芯級別就有安全設計,電池包就是上面我們所提的進行了擠壓、碰撞、跌落測試。最重要的就是特斯拉底盤進行了高強度強化,首先要應對的就是底盤下方的穿刺,然後整個底盤都要進行強化,以承受超過600kg的電池組重量和應對側面和正面的撞擊,防止電池包的擠壓變形。

我們從圖上可以看出特斯拉MODEL S有明顯的碰撞吸能結構,同時強化了側邊梁和橫樑。

電動車為什麼容易自燃?真的如此可怕?

總結:

誠然,目前來說電動車仍存在電池組因為外力破壞造成自燃的風險,但是這種風險非常的小,理論上跟燃油車油箱爆炸的可能性接近。隨著國標標準的不斷升級,和電動車廠商技術的不斷革新,相信電動車的安全性會遠超燃油車。


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