2013年10月1日,Rob Carlson驾驶着他的特斯拉Model S行驶在西雅图南部的167号公路上,他不慎压到了一片不知哪来的金属残骸,然而就是这片金属莫名其妙地刺穿了特斯拉超过6毫米厚的底盘护板,直插电池组 。 没用上30分钟汽车就被火焰包围了 。 这次事故对公众产生了不小的轰动 。
幸运的是特斯拉Model S安装了一种预警系统,事故一发生,汽车就提示驾驶员停车离开,这就避免了很多不必要的损失 。 不过这也没什么可大加赞扬的,对于一辆卖到了70万元的高科技轿车,有也是情理之中 。
几周后,墨西哥梅里达的一名司机驾驶的特斯拉Model S在高速状态下失控了,撞穿一堵水泥墙后又撞倒了一棵树才停下,车上的司机和乘客并没有严重受伤,但汽车随后起火了 。 同年11月6日,又有一起特斯拉起火事故发生,起因是路面上的异物——这次是一个脱落的拖车钩——同样,拖车钩插入了电池组引起了火灾 。

电池起火的问题不仅仅发生在特斯拉Model S上 。 曾经有报道称有16辆Fisker Karma电动跑车在超级台风桑迪中被水泡过后自燃了,过去几年间,类似的电动车事故约有20起,不过相比之下,目前占主导地位的汽油车中平均每4分钟就有一辆起火 。
尽管起火比例如此悬殊,电动车起火往往更加迅速、猛烈 。 同样的问题不仅发生在电动车上,诸如波音787梦想客机、索尼电子产品等也有这种问题,这是电池的通病 。 把如此多化学能量储存在很小的一块电池里,如果发生意外,起火甚至爆炸是自然而然的结果 。 那么,我们该如何应对这种由于电池技术引起的新式火灾?
电池起火
如今锂离子电池大行其道,从手机到电动汽车,无数的锂离子电池正在改变我们的生活,不过目前像这样的事故还算少数 。
我们先来了解一下锂电池的工作过程:一层塑料膜把浸泡在电解液里的正负两个电极分隔开来,这种电解液是一种含有锂离子的碳酸盐溶液,锂离子在液体里穿梭,把电子从负极带到正极 。 在负极,锂离子被吸收,释放电子产生电流,电离成不带电的锂 。 充电的时候,外部就能驱动锂从负极回到正极,准备再次放电 。
把正极和负极材料紧紧地卷在一起,塞进一个圆筒里,一块锂电池就做好了 。 在这种结构中很多地方都可能出问题,例如从电池缓慢释放的气体胀破外表面,到两极之间生成了金属形态的锂,发生“热失控” 。 在电池中,塑料绝缘隔板和有机溶液等都很易燃,就像汽油一样,这些都增加了起火的风险 。

大量电池连在一起,一块电池发生的问题很快会成为所有电池的问题,在汽车电池这么大规模的电池组上,热失控等问题很容易发生 。 电池发生故障会使电池本身的温度升高,用化学术语来讲,电池内部的反应是放热的,而热量是会互相传递的,这也就是为什么管理汽车电池组冷却和充电的软件和电池组本身同样重要 。
说到冷却控制,这就是特斯拉出众的地方 。 特斯拉把超过6500块松下电池分成16个独立的模块——结构相同但相互独立,构成整个汽车电池组 。 通过这样的分离,某一个模块发生的问题不容易扩散到其他的模块 。 另外,特斯拉的电池组由一种蓝色的,基于乙二醇的化合物冷却,这种化合物冷却效果十分出众 。 同时,模块之间也有用某种绝热材料制成的“防火墙” 。 在西雅图的事故中,被刺穿的电池组中只有一个模块起火了,同时警报系统立即提示司机离开车辆,不得不说这些都是司机毫发无损的原因 。 如果换做目前的汽油车,结果恐怕会不同 。
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