2022-07-23 为什么新能源车着火速度比燃油车快

身为一个80后，看到昨天上午林志颖在前往比赛途中不幸发生车祸，所驾驶的车辆由于行驶途中向右偏移，导致车头撞向路边桥墩，在车上还有小儿子Jenson。目前父子俩均没有生命危险，但林志颖受伤的情况就相对比较严重一些，右肩膀等多处骨折，颜面也因撞击造成脸骨骨折，额头部位也有破相，需要一定的时间恢复。由于撞击的部位在头部，所以接下来的72小时仍是关键期。

很多读者对电动汽车的安全性表示了很大的怀疑，我想花一些时间全方面来介绍这个案例和电动汽车的安全性。

图1 80后心目中全能冠军，传奇的赛车手

Part 1 林志颖的安全事故

首先据警方透露，林志颖已排除了酒驾，从下图来看，在车道变换过程中，具体的事故原因还在调查中，根据曝光的事故监控画面看，林志颖当时的车速并不快。也就是我们看到如下的画面（车辆没有起火），这里就有几种可能性：

1. 林志颖没注意，但是误动作往中间的隔离墩子上撞
2. 启用了Autopilot，在分岔路上没选好，往隔离墩子上撞

这个等林志颖抢救过来，或者等特斯拉公布当时的上传数据，我们不做猜测。但是为什么会起火呢？

图2 现场的环境

根据目击者的描述，林志颖受伤后由于伤势严重，眼睛一度睁不开，也无法正常说话，胳膊已经脱臼，不过还是好心的救助者先把孩子给救出，五六个人把林志颖从车内拉出来，从整个情况来看，时间不短下汽车起了大火，当时的情况非常危险。

图3 特斯拉碰撞起火的情况

Part 2 新能源汽车起火

如果要对比燃油车和新能源汽车起火的概率是比较困难的，不过根据两个数据可www.czybx.com以看这个对比，一个是美国消防协会的统计，自2012 至2019 年间全美车辆起火事件中，特斯拉平均行驶2.8 亿多公里才会发生一次起火事故，燃油车则是每3千万公里一次。而中国应急管理部消防救援局发布的2022年第一季度数据显示，接报各类交通工具火灾1.9万起，其中，新能源汽车640起，同比上升32%，意味着平均每天有超过7起wjjehR新能源汽车火灾。

大家也会问，向林志颖的事故情况，新能源车着火的速度，会比传统汽车更快，为什么？燃油车和电动车两个主要的能量来源分别是汽油、柴油等传统化学燃料，后者则是镍氢、锂离子电池等二次电池。两种类型的车辆尽管整车在材料、结构、系统等层面已经采取了各种防护措施。如果说，直接油箱和电池同时起火的状态下，燃油车的油箱起火速度是非常快的目前电动汽车的国标要求如下，国//www.czybx.com标的热失控标准是热失控实验在5分钟内不能起火，而将来电动汽车电池如果出线热失控，整个起火时间还会进一步加长。大部分车辆起火发生在行驶中和静置状态。当然统计的样本是按照媒体已曝光的事故进行收集统计的，道路行驶过程的事故曝光率高。实际根据规律来看，充电过程和充满以后，是电池容易起火的状态。事实上有些车是没有遭受撞击，诱发电池热失控主要原因是电池内部原因，比如电池制造过程中引入的电芯内缺陷（细微金属碎屑导致内短路），wjjehR或者电池在长期使用过程中由于充放电制度和环境因素使电池老化，电芯内部产生了枝晶锂，它的存在触发了电池内短路，在高电量状态下有一定的概率就容易起火。

林志颖的特斯拉Model X的情况，是车辆直接从前部撞击了，特斯拉在设计中，汽车正面碰撞刚形体过程中，前部机舱要有三条传力路径，分别是吸能盒+纵梁（主要传力通道）、下横梁+副车架 和Shotgun。在设计中纯电动车和传统车型设计有差异的，传统车型中地板上的传力纵梁由电池包内两根纵梁进行了替代，保证了碰撞力的有效传递及电池安全。

图4 特斯拉的车辆设计碰撞力学设计

此次特斯拉起火的原因，主要的原因还是在碰撞以后，电池受到了冲击，整体的绝缘失效使得车辆内部使用的锂离子电池发生了燃烧。锂离子电池发生燃烧爆炸的根源在于电池热失控，这是典型的电池外部原因，由电池外部的电、热冲击作用到电池本体上都会使电池内部出现不可逆的放热反应。

目前全球范围内，都在努力做电池安全。整个安全的设计过程，致力于让单个电池热失控以后，阻断电芯之间失控的链式反应。电池系统的安全性做到单个电芯热失控，整包不会起火，这是我们主要设计手段。在这里面，有多种办法，主要在电芯层级和系统层级两个方向。目前技术的手段数据：

1. 化学体系的差异，难度三元811大于三元5系大于磷酸铁锂，目前主要的难度还是在高镍电芯方面存在挑战
2. 电芯之间的热隔绝材料，以气凝胶为例，电芯间隔热材料在满足不同化学体系电芯膨胀对空间的需求条件下，在第一层隔绝电芯之间的热失控。；
3. 一定电池区隔之间可使用隔热材料：每隔一定的电芯数量间都采用高温绝热复合材料，然后配合防护罩设计定向排爆出口，将高温气火流排出
4. 泄压和排气：通过设计多种类换流通道设计，控制热源按预定轨迹流动，减少对相邻电池区块进行热冲击；并且控制电芯热失控排出的气火流，在不同结构通道内的均匀分布，设计纵向通道（底部换流通道）等，避免对相邻的电芯产生急剧性的热冲击，引发第二次热失控；
5. 绝缘设计：对电池包内的高压部件进行绝缘防护，对电池包内的高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护设计。

图5 在高镍领域热失控不扩散也成为行业标准

Part 3 如何看待新能源汽车起火的事故

这个问题，还好是林志颖有路人帮忙，如果在车里，突然遇到新能源车起火、且无法开门的情况下，如何保护自己？新能源车起火，是否意味着车内所有操作都会失灵？目前国家最新的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中明确要求，当电池发生热失控以后，电池不能起火爆炸，要留出5分钟给乘客逃离。

如果在电池单体失效的情况下，系统不发生热扩散，就能极大降低热失控后的烟气危害；建筑物内，如果只是局部出现个别电芯单体热失控产气量，就比较容易把排烟的范围控制住。这样的话，公众对于下个阶段大规模的保有新能源汽车就比较有信心，对新能源汽车的安全性认知就更充分，可以最大程度保护生命财产安全。

图6 动力电池在封闭空间wjjehR里面的热失控带来的问题

我认为这个数据还需要延长到30分钟以上，电动汽车出现这种报警，第一时间需要通知应急消防部门，如果车主可以操作把车停到紧急车道，然后开门让乘客下车。千万不要慌张，出现热失控报警，需要第一时间处理并停车。

图7 中国领先于全球率先在电池热失控扩展实验中积累了很多

小结：根据对事故的分析，事故按地域分析通过对比各个省份、直辖市的行业内烧车事故数量可以明显看出，南方省份的事故数量要明显多于其他省份，有一个很重要的原因是南方城市夏季温度更高。除了车辆保有量外，高温是导致车辆发生自燃的一个重要诱因。事故月份统计分布图中，夏季明显比冬季事故要多，而夏季和冬季的唯一明显区别就是气温。在高温的情况下，电池的热失控反应会更迅速，所以从整体概率来看高温下新能源汽车的起火概率会增高。大家夏季要注意安全，不要麻痹大意。

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