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最新数据及电池发展趋势表明:电动汽车的起火隐患其实更低

作者:Logan Pierce 2024年12月13日

最新数据显示,电动汽车的起火风险并不比传统内燃机汽车更高。美国国家消防协会教育与发展高级经理 Andrew Klock表示:“电动汽车并没有带来更多危险,它们只是与传统车辆有所不同”。

电动汽车的电池为什么会起火?

电动汽车电池起火通常与热失控有关,指电池组中某个电池单元短路所引发的化学反应造成的不安全升温。故障电池单元产生的热量可能会导致相邻的电池单元故障,从而在电池组中引发连锁反应。受损的电池单元在热失控过程中释放氧气,从而助燃火势。想要减缓或消除火势,需要为电池组充分降温,使温度降至足以使化学反应停止的程度。直接向电池组喷水,逐步降温就能够熄灭火势。目前,扑灭一次电动汽车起火约需要2500加仑(约9.66吨)的水,扑灭一次内燃机起火需要约500到1100加仑(约1.9-4.1吨)的水

不同化学成分的电池发生热失控的概率也有所差异,采用镍锰钴氧化物的锂离子电池相对较其他化学成分具有更高的热失控风险。但好消息是,电池行业正在向不含镍和钴的磷酸铁锂电池转型,磷酸铁锂电池具有较好的热稳定性,使其不易发生热失控。在这样的电池发展趋势下,电动汽车的起火风险将随着时间的推移而降低。目前正在开发的下一代固态电池采用不可燃的固态电解质替代了锂离子电池中的可燃液态电解质,因而承诺可进一步降低电动汽车起火的风险。

到底有多少电池起火了?

根据澳大利亚企业EV FireSafe(该企业专门从事电动汽车起火监测)的相关数据,从2010年到2024年6月底,全球轻型电动汽车共发生了500余起与电池相关的起火事件。截至2024年初,全球电动汽车保有量约为4000万辆,这意味着每10万台电动汽车中大约有1台发生起火。根据特斯拉的评估,其车辆产品平均每行驶1.3亿英里(2.09亿公里)会发生一次起火问题,相当于在纽约至洛杉矶之间往返23400次的距离。相比之下,根据美国国家防火协会的评估,所有燃料类型的车辆平均每行驶1800万英里(2900万公里)会发生一次起火,起火频率是电动汽车的7倍多。

2013至2017年期间,美国每年平均发生117370起乘用车起火事件,约每5分钟发生一起。美国的数据没有区分起火车辆是汽油车还是电动汽车,但瑞典做了这方面的数据划分。基于瑞典的相关数据,《汽车趋势》(Motor Trend)杂志的分析师进行了相关估算,结果表明汽油和柴油车辆发生起火的可能性是电动汽车和非插电式混合动力汽车的29倍。

从内燃机车辆来看,起火风险往往会随着车龄的增加而提高,而内燃机车队的平均车龄要远高于电动汽车。因此,随着电动汽车数量和车龄的增加,持续监测起火概率的变化趋势是至关重要的。

研究探索最佳应对方案

目前,许多国家都在开展相关研究项目,积极探索电动汽车电池起火的最佳应对方案。例如,美国国家公路交通安全管理局在其发起的“电池安全计划”下协调开展了一系列研究和活动,旨在解决电动汽车电池的安全风险。在该计划下,管理部门和研究人员收集了会对电池安全造成影响的数据(如交通事故碰撞),开展了电池健康状态监测、网络安全以及电池故障原因方面的研究,并负责开展与电动汽车电池相关的召回和调查工作。此外,该计划还提出了相关法规,将要求汽车制造商为每款电动车型创建并提交《应急响应指南》

也有一些国家正在通过实施电动汽车防火政策和法规来解决电动汽车起火问题。例如,要求在停车场内安装更强大的消防喷淋系统和烟雾探测器,设定物理和化学性生产规范,以提高电池安全性。此外,还有其他一些预防电动汽车电池起火的措施,例如限制充电桩在停车场的安装位置;以及要求充电桩安装物理防护措施,以防止车辆与路沿或柱子等物体发生碰撞。

核心要点

综上所述,尽管还需要更多的研究,但目前的数据已表明:电动汽车的起火风险并不高于传统汽油车。事实上,老旧汽油车发生起火的概率要远高于电动汽车。随着电池技术的不断改进和安全性的提高,电动汽车的起火风险将进一步降低。

阅读英文版:https://theicct.org/clearing-the-air-evs-could-bring-lower-fire-risk-oct24/ 

参考文献: 

① Quraishi, A.-H., Zalani, A., Beard, R., & Mercedes, D. (2023, August 15). Lithium-ion battery fires from electric cars, bikes and scooters are on the rise. Are firefighters ready? CBS News. https://www.cbsnews.com/news/lithium-ion-battery-fires-electric-cars-bikes-scooters-firefighters/ 

② 04 - EV battery fires. (n.d.). EV Fire Safe. https://www.evfiresafe.com/electric-vehicle-fires 

③ 同上

④ 04.7 Suppression methods. (n.d.). EV Fire Safe. https://www.evfiresafe.com/ev-fire-suppression-methods 

⑤ Massie, G. (2021, August 12). Tesla in fireball crash needs 40 times the water as regular car to put out flames, says fire crew. The Independent. https://www.independent.co.uk/climate-change/tesla-crash-driver-arrested-fire-b1901603.html 

⑥ Tankou, A., Bieker, G., & Hall, D. (2023). Scaling up reuse and recycling of electric vehicle batteries: Assessing challenges and policy approaches. International Council on Clean Transportation. https://theicct.org/wp-content/uploads/2023/02/recycling-electric-vehicle-batteries-feb-23.pdf 

⑦ Solid state batteries and new NASA technology: Are the days of flammable Lithium-Ion soon over? | CTIF - International Association of Fire Services for Safer Citizens through Skilled Firefighters. (2023, July 19). CITF.org. https://www.ctif.org/news/solid-state-batteries-and-new-nasa-technology-are-days-flammable-lithium-ion-soon-over 

⑧ EVFS Latest Data. (n.d.). Evfiresafetraining. https://www.evfiresafe.training/ev-fire-latest-data 

⑨ Tesla Vehicle Safety Report. (2023, January). Tesla.com. https://www.tesla.com/VehicleSafetyReport

⑩ McGree, T. (2024, November 1). Vehicle fires. Nfpa.org. https://www.nfpa.org/education-and-research/research/nfpa-research/fire-statistical-reports/vehicle-fires 

⑪ 同上

⑫ Sammanställning av bränder i elfordon och eltransportmedel år 2018–2023. (2023). Rib.msb.se. https://rib.msb.se/filer/pdf/29438.pdf 

⑬ Evans, S. (2023, July 11). You’re Wrong About EV Fires. MotorTrend. https://www.motortrend.com/features/you-are-wrong-about-ev-fires/ 

⑭ Tankou, A. (2024). Approaches to mitigate electric vehicle fire risks in enclosed spaces. International Council on Clean Transportation. https://theicct.org/publication/izeva-approaches-to-mitigate-ev-fire-risks-in-enclosed-spaces-feb24/ 

⑮ Battery Safety Initiative. (n.d.). Nhtsa.gov; National Highway Traffic Safety Administration. https://www.nhtsa.gov/battery-safety-initiative 

⑯ Federal Motor Vehicle Safety Standard: No. 305a; Electric-Powered Vehicles: Electric Powertrain Integrity, Global Technical Regulation No. 20. (2024, April 15). Regulations.gov; National Highway Traffic Safety Administration. https://www.regulations.gov/document/NHTSA-2024-0012-0001 

⑰ Tankou, A. (2024, February). Approaches to mitigate electric vehicle fire risks in enclosed spaces. ZEV Alliance. https://theicct.org/wp-content/uploads/2024/02/ID-103-–-BEV-fire-IZEVA-light-A4-65016-v7.pdf 

关键词: 电动化转型