新能源汽车安全之我见

新能源汽车到底安不安全,着火原因是什么?未来趋势如何?
一、新能源汽车到底安不安全?
近期发生在台湾的一起交通事故,引发了网友的广泛关注。一方面,是因为驾驶车辆出事故的是台湾知名艺人林志颖;另一方面,发生事故的特斯拉电动车在碰撞后起火,再度引发了公众对于电动汽车安全的担忧。
我们来看一组数据:
根据数据统计,新能源汽车起火概率大概在万分之三左右,它是要比燃油车略高一些。
据2021年国家应急管理消防救援局的相关统计数据:2021年全国电动车发生的火灾事故有三千余起,根据我国接近800万辆新能源汽车保有量来算的话,那么新能源汽车着火概率大概在万分之三左右。
这数据来看,新能源汽车着火概率比燃油车(约为万分之一~二)略高,但总得来说概率还是很低的。
1)从电池类别来统计:60%左右是三元锂电,10%左右是磷酸铁锂电池,还有30%左右电池类型未明确。
2)从火灾发生时汽车所处的状态来看:35%是在充电状态,40%在行驶状态,那么25%是在静止状态,所以在充电和这个行驶过程当中呢,它的概率还是稍微高一点的;
3)从一年四季发生这个火灾的时间来看,就是在高温期,就是环境温度很高的这个阶段呢,它的火灾发生的概率要比冬季和其他季节要高,所以在夏季我们更应该注意维护保养,确保整个用车过程安全。
二、新能源汽车主要的火灾原因
根据数据显示新能源汽车自燃的原因可以归结为以下几个方面:
第一个是电气化线路短路导致的起火,比如常见的充电过程火灾;
第二个是电池内部短路导致的起火。如果汽车在碰撞的时候使电池组变形,从而导致电池的隔膜撕裂和内部短路,就很容易因易燃电解液泄漏而引发火灾。这类一般是事故后的火灾,如底盘拖底破坏电池结构或者涉水后,电池保护结构腐蚀等
第三是环境温度过高,导致电池系统稳定性受到破坏,发生自燃;这类常见的是在高温环境下,停车状态产生的自燃:
1)汽车在行驶过程中,由于空气气流的作用,电池是处于散热状态。但当汽车停驶的时候,汽车熄火,
散热系统也停止工作。而此时电池的热量也许并未完全散去,热量在局部集聚,从而导致高温引发燃烧。
2)环境温度影响。环境中的温度,大多来自地面对热量的反射。那么地面温度,到底能有多少度?根据天津市气象局的数据,夏季地面最高温度达到64.7℃,最低温度也纷纷超过了50℃。而锂电池的适宜工作温度,大多不超过50℃,而锂电池包往往安装在车的底部,与地面的距离很近,地面辐射的大量热量,被电池包吸收。
如果再与原因一的问题累加,或者长时间停车,都可能造车电池热失控,而导致燃烧事故。
3)新能源汽车在停驶过程中,低压电还是在工作的,比如GPS发射信号,行车电脑,遥控锁这一些列的功能。如果低压电发生故障,也有可能出现安全隐患。
无论哪一种情况导致的电池着火或爆炸,根本原因都是电芯内部或外部的短路,致使电芯发生热失控,单个电芯发生热失控后,电池模组(包)结构设计如果不能避免发生热扩散,最终就会导致整个电池包发生着火。
引起电芯内部或外部短路的原因有(不限于这些):过热、过充、过放、机械作用(挤压、撞击)、线路老化、电芯生产过程中的金属颗粒进入等。
当电芯接受到外界或自身产生的热量不能及时散热,电芯温度超过内部材质(隔膜)的温度时,隔膜收缩导致正负极接触短路;
经常性的过充会导致电芯内部产生析锂,锂金属枝晶式生长,最后刺穿隔膜,导致内部正负极短路;
当车辆发生碰撞时,电芯受到外力冲击,使隔膜扭曲变形及破损,致使发生内部短路;
外部线路连接电池包端子的线路老化,导致绝缘破损,产生外部短路引起过热。
三、如何提高新能源汽车安全性?
对于新技术,无法苛求100%的不出意外,而是把意外的后果降到最低。而在新能源汽车上,则要在设计上考虑,在出现事故时,100%保证人身安全。我们还是看特斯拉的例子。在特斯拉的电池包上方,有一层阻燃的铝板,这层板,可能无法完全阻断燃烧,但是至少可以给驾驶员和乘客赢得几分钟的逃生时间。
要减少电池包的安全隐患,一是电芯的安全质量高,二是保护板的耐久性好;电芯的安全质量高主要指电芯的一致性好,电芯生产过程没有任何异物能进入卷芯;保护板的耐久性好主要指保护功能的循环寿命长,可靠性高。
电动车在非使用过程中发生着火的原因和电芯的安全质量有关,非使用过程中发生着火的起因可能还在使用过程中,只是当时还没有构成电芯的损坏引起着火,而是经过一段时间的自反应后使电芯彻底失控;电池充电过程中发生着火的原因可能是保护功能失效或电池包中的电芯电压出现不均衡,以及充电发热所致;车辆行驶过
程和电芯的电压不均衡和发热未及时散热所致。
提高新能源汽车安全的主要措施有:
第一,优质的电芯。能量密度越来越高,无疑对电芯的品质要求也越来越高。三元时代,各家的配方是什么?是真正的三元材料,还是不同配方的掺杂?一致性如何?提高电芯的品质,制造过程优化:严格控制电池生产过程中的金属杂质、空气粉尘、极片毛刺等;从源头上降低风险,这个钱该花。

本文发布于:2024-09-24 04:20:28,感谢您对本站的认可!

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