短短几天内,特斯拉、蔚来、比亚迪等电动汽车相继起火,点燃了新能源汽车的热度。整个行业的注意力再次集中在新能源汽车的安全问题上。为什么电动汽车会自燃?自燃的原因是什么?电动汽车真的不如燃油汽车安全吗?有什么办法解决电动汽车目前遇到的问题吗?通过一系列问题,Gesch采访了中国工程院孙逢春院士。
电动汽车起火的主要原因是什么?
在孙逢春看来,电动汽车自燃的原因很多,也很复杂,但总体而言,主要问题仍然是电池。电池的问题主要体现在以下几个方面:首先,电池内部短路。例如,当汽车摇晃时,电池板正负电极上的材料脱落,导致电池内部短路。由于这种类型的电池难以控制内部短路,这可能是引发自燃的原因之一。
第二个原因是电池的连接松动,外部接触不良。例如,特斯拉使用18650个5000至9000个电池,或者现在使用由21700个电池组成的电池组。每个电池只有在连接时才能工作,目前电池的连接主要通过焊接或螺纹连接。如果在焊接过程中有个别焊点或螺钉和螺母没有拧紧,当汽车振动时,它们会变得松动,这将导致电池系统的加热加剧,因此也可能发生火灾。
第三种是电池过度充电或放电。在使用过程中,如果电池进入生命周期的后期,就会因为老化而出现不一致的情况。如果这种不一致性被过度充电或放电,会导致一些内阻增加,电池内部温度上升,从而导致自燃现象。同时,由于温度上升时的自燃过程,它会像这辆特斯拉汽车一样起火,既不充电也不运行,即使它被留在地下室。
特斯拉为什么会经历“静态自燃”?
针对这个问题,孙逢春补充说,他们之前进行过电池过度充电测试。根据内部短路的具体情况,充电后一般不可能立即点燃,有些电池可能在过充电后数小时内无法点燃。
蓄电池短路,尤其是内部短路,会导致快速燃烧或点火。由于特斯拉使用的圆柱形电池的高压,它可能会产生一种爆燃,这种爆燃速度很快,不会像燃油车着火时那样缓慢燃烧。
同时,如果单个电池充电过度导致短路,从充电到自燃,如果汽车在行驶,其自燃速度会较慢。由于电池在驱动过程中的外部负载电流相当于连接的外部电阻器,因此只有一部分内部电流循环。电流的另一部分是外部的,这仍然可以保持汽车的正常运行。因此,当以这种方式停车时,自燃的可能性或概率通常略低于驾驶时。
就像汽油车可能会经历静态自燃一样,所有电动汽车在静止时也可能经历静态自燃。当电池发生短路时,会导致电池温度升高。当它达到一定的温度时,就会产生烟雾和点火,然后迅速膨胀。
与传统燃油汽车相比,新能源汽车起火的比例并不高。然而,由于新能源汽车是一种新现象,它们受到了更高的关注,也更容易起火。因此,这会让公众下意识地认为传统燃油车比新能源车更安全。还有许多自燃燃料动力汽车,尤其是在夏天。燃料动力汽车的自燃率仍然很高,并不低于电动汽车。然而,它并没有燃烧得那么猛烈,而且由于公众长期以来一直习惯于汽油动力汽车,因此它的关注度相对较低。
电动汽车自燃的危害比汽油驱动的汽车大吗……
克利斯?
特斯拉地下室的自燃引发了业内的一种声音,即“电动汽车自燃的危害比汽油动力汽车更大”。对于这一观点,孙逢春表示,无论是燃料动力汽车还是电动汽车,自燃都会带来危害。目前,燃油车一直在减少排放,以减少有害物质。由于电池被认为是化学产品,在自燃过程中会发生化学反应,因此被误认为会产生更多有害物质。事实上,两者都会产生有害物质,但这只是谁拥有更多,谁拥有更少的问题。
他认为,应该通过数据分析、定量比较和基于其组成的推断来解决这个问题。例如,对于磷酸铁锂或三元锂电池,应根据其材料成分及其造成的危害程度进行定量分析。没有必要单方面认为污染更大,因为电池燃烧更猛烈,产生更多烟雾。
目前正在开发哪些新技术?
目前,电池行业一直在追求生产安全高效的电池,以及如何更安全高效地使用电池。众所周知,在零下40摄氏度的冬天,经常会遇到电池无法充电的情况。这是因为在低温条件下,蓄电池处于非活动状态。如果强制给电池充电,会大大缩短电池的寿命,而且电池也容易着火。
对于这个问题,孙凤春指出,如果能在电池上安装“控制电池运行的开关”,比如著名华裔电池专家王朝阳教授提出的“无管理电池”概念,即电池在最佳状态下运行,就可以确保电池的安全。此外,电池管理还可以用于预测电池并降低其安全风险。
此外,电池可以通过提高温度在低温下运行,确保良好的安全性和寿命。这是他们目前正在研究的技术之一。
另一项技术是固态电池的开发。在他看来,固态电池是未来的发展方向,将大大提高电池的安全性。
射程与安全性之间的关系
目前,为了增加续航里程,新能源汽车公司正争相应用高能量密度电池,以特斯拉为首的新兴势力已将高能量密度列为增加续航里程的最佳选择。然而,续航里程的增加也埋下了电池安全隐患的种子。
事实上,续航里程和安全性之间存在一定的相关性。范围越大,潜在的安全风险就越大。
在孙凤春看来,电动汽车的安全问题主要是由电池引起的,电池使用越多,安全风险自然就越大。因此,在确保安全的同时,让企业将电池制造得相对更大,这样就会减少焊点,更好地处理内部问题。因此,中国大多数大型企业,如宁德时代和比亚迪,很少使用圆柱形电池。当圆柱形电池的容量增加时,如果出现内部短路,压力会特别高,很容易引起爆震。
此外,由于拥有更多电池的成本很高,在补贴为零的情况下,孙逢春认为,电池的续航里程应该根据用户需求进行多种配置,未来会根据用户的适度里程需求进行配置。
同时,毫无疑问,随着电池技术的进步,追求高安全性和高能量密度是电池发展的永恒主题。
此外,孙逢春认为,快速更换电池也是提高电池安全性的一种方式。如果电池出现问题,可以实现一键释放。按下一个按钮快速释放电池,电池不会与汽车一起燃烧。一般来说,客车更换电池需要两分钟,而公交车或物流车则需要三到五分钟,这非常方便。如果能够实现,就不需要再安装那么多电池,这自然会提高安全性。
对于新能源汽车公司来说,孙逢春认为,他们应该怀着敬畏之心做好安全防范工作,认真对待从设计到测试的每一步和每一件事。当出现问题时,解决……
并仔细组织、分析和总结。由于电池自燃前可能出现的一些反应特征,各车企应通过自己的监管平台提前进行监测,发现问题及时向车主报告,这将大大降低事故率。
总结
尽管新能源汽车得到了大规模的推广和应用,但全国只有约300万辆汽车,与中国的汽车总数相比相对较少。汽车技术的发展是一个逐步进步的过程。
随着新能源汽车补贴的彻底取消,在大浪淘沙之后,不可避免地会有一些公司面临淘汰。随着新能源汽车技术水平的不断提高,各项政策法规的逐步完善,国家监管力度的加大,新能源汽车肯定会越来越安全。
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