锂电池在燃烧方面的“天赋异禀”新能源车火灾32%的增幅偏高也基本没跑

一争起来就没完没了的电动车自燃问题,终于有了一些客观数据可供参考。国家应急管理部消防救援局发布数据,今年第一季度,全国共接到新能源车火灾报警640起,同比(去年第一季度)上升了32%。

作为对比,接到各类交通工具的火灾报警总数1.9万起,同比增幅8.8%。这个“各类交通工具”是包含了小客车、货车、摩托车、自行车等等一系列类别,并不直接对应燃油小客车,不过即便如此,新能源车火灾32%的增幅偏高也基本没跑。

锂电池在燃烧方面的“天赋异禀”新能源车火灾32%的增幅偏高也基本没跑

新能源汽车的“更容易燃烧”似乎已经实现了?

首先,消防救援局发布的数据是“收到的警报数量同比增长”,而不是消防车与市场的比例。新能源汽车火灾同比增长32%,明显高于其他交通工具的平均水平,但并不意味着其自燃概率高于其他交通工具。

根据公安部交通管理局的数据,截至2021第一季度,中国新能源汽车数量已达到551万辆,但截至2022年第一季度末,新能源汽车数量已增至891.5万辆左右,同比增长62%。与总扩张速度相比,火灾数量同比增长32%,表明新能源汽车火灾概率呈下降趋势。

这也符合行业发展规律。新一代新能源汽车必然比早期车型更安全,年销量比往年大得多,这自然会逐渐降低火灾概率。虽然火灾的数量增加了,但相对于新能源汽车的总数,火灾发生的概率正在下降。

与此同时,2021约有3000起新能源汽车火灾。消防救援局判断,“新能源汽车的火灾风险普遍高于传统汽车”。

由于2021的传统汽车火灾数量不多,我们无法知道其火灾概率;同时,传统汽车已经存在了很长的时间,包括许多车辆太长,保养不当;由于传统汽车不像新能源汽车,一旦发生火灾,他们几乎不得不报警。综上所述,即使我们知道同期传统汽车火灾的数量,也无法与新能源汽车火灾的数量直接相比。

如果有必要比较两者的火灾概率,这可能是一个需要考虑各种变量并进行复杂加权的学术问题。更重要的是,由于新能源汽车与传统燃料汽车在火灾性质和灭火难度上的巨大差异,火灾概率的高低已成为一个不太关键的问题。

“自含氧”无解决方案

那些在中学学习过化学的人应该记住,主电池发生的是氧化还原反应。燃烧也是一种氧化还原。本质上,它们都是反应电子的增益和损耗。然而,燃烧是一种强烈的氧化-还原过程,主电池更加温和和可控。

汽车内燃机中的燃烧反应是空气中燃料和氧气的氧化和还原。这辆汽车只载燃料。然而,电动汽车中常用的锂电池不需要从外部吸收任何物质,内部正负极和电解质经过氧化还原并产生电流。作为正极,含锂氧化物在异常情况下成为锂电池的“氧气”。

正是由于这种特性的差异,过去燃油车的火灾事故可能是多种多样的:可能是车内物品的小事故,也可能是高温内燃机点燃了机舱内的一些东西,也可能是油箱起火烧成骨架的重大事件。一旦电动汽车着火,大部分将成为严重火灾,导致整车报废,甚至影响无辜群众。

除个别特殊情况外,只要及时、妥善地发现和处理燃油车,灭火不会很困难,燃烧时间也不会很长。尽管汽油也是易燃易爆的,但始终可以通过泡沫将其与空气隔离。一旦锂电池开始燃烧,它通常需要依靠大量的水来冷却和灭火。

今年3月,一艘满载4000辆汽车的滚装货轮在大西洋失火。燃烧了一周后,救援无效,沉没了。高度怀疑装载在其上的电动汽车自燃。导致货船沉没的一个重要原因是,锂电池火灾只能用大量的水扑灭,而在海上向船舶注入大量的水显然会使船舶下沉得更快。

一方面,它燃烧得更猛烈、更快,另一方面,它更难扑灭。2019年4月,特斯拉模型在上海地下图书馆发生自燃事件,导致地下图书馆的多辆汽车被烧毁并报废。在许多电动汽车燃烧的情况下,都会出现明火熄灭后电池再燃、火无法熄灭而“烧干”等情况。

与“不必要”的火灾概率差异相比,火灾更为猛烈,更难扑灭,这也是新能源汽车最近被一些地下车库拒绝的主要原因。地下车库复杂密集的环境不利于消防,锂电池可以忽略氧气在封闭环境中燃烧越来越少的问题。就像电动自行车不能上电梯一样,一些地下车库对电动自行车说不也没有错。

与其埋头,不如勇敢面对

锂电池在燃烧方面具有“天然天赋”,无论是磷酸铁锂还是三元锂,由于细微的配方差异,这一天赋都不小。汽车和电池企业宣传的“不起火、不爆炸”,并不意味着有任何神奇的方法可以抑制锂电池的燃烧和剧烈特性,而是如何避免锂电池集体燃烧的危险状态。

如果你坚持享受“永不开火”的声誉红利,迟早会被现实打败,你不能责怪别人。如果你不得不迎合消费者对“永不开火”的盲目追求,不要责怪随后的适得其反。

电动汽车企业和电池企业“抵御”锂电池火灾的途径不是改变化学定律使锂电池不可燃,而是尽可能增加电池内部材料着火的难度;如果无法避免火灾,尽量推迟整个电池组的燃烧和蔓延速度,以增加乘客逃生和火灾救援的时间。

这些措施不仅可以防止外部事故造成的危险情况,还可以防止车辆缺陷或使用不当引起的自燃。自燃通常是一个设计和制造问题,或者制造商可以控制它;然而,汽车公司无法消除外部风险。因为它们是无法控制的,所以提前准备是正确的方法。

今天,仍有一些电动汽车和新能源品牌没有发生火灾事故。它们中的大多数在三种电气性能方面都比较保守和谨慎,为意外情况留下了足够的冗余和保护。然而,即便如此,如果他们遇到超过设计目标的事故,锂电池的危险仍可能释放。

然而,一些电动汽车企业已经开始将其脚本转向更为理性和现实的方向。例如,哪吒提出“如果我们想达到数百万的数量级,就应该完全避免自燃,从产品的角度来看,这基本上是不可能的”。在谈到安全时,汽车公司更注重解释安全装置计划并采取安全措施,而不是重复“绝不放火”。

让我们再谈谈燃油汽车。事实上,每个人都知道,他们乘坐的汽车下面有多达50升的易燃、易挥发和易燃液体。然而,我们很少感到害怕,因为我们知道我们已经为今天的油箱做了技术所能做的一切。除非汽车在极端恶劣的情况下着火,否则我们通常有逃生时间。

电动汽车和锂电池也是如此。就像没有哪家燃油汽车公司会宣传油箱永远不会着火、永远不会爆炸一样,汽车公司应该做的是解释当电池起火危机发生时,如何为逃生和救援争取更多的时间,而不是盲目迎合一些消费者,兜售“永远不会着火”的虚幻梦想。

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