"电动车火灾与一般汽车火灾的差异性,给消防员的工作增加了新的挑战。

编辑| Qiao
出品 | 青投创新
在2021年8月12日的凌晨,在奥斯汀一条安静的住宅街上,一辆Model X撞向了路边的交通灯,然后又撞向了附近壳牌加油站的一个加油泵。司机是一名青少年,他设法逃出了车外,这时特斯拉突然起火了。紧急救援人员在漆黑的夜里与大火搏斗,这辆被撞毁的汽车喷出阵阵火花,烟雾弥漫在空中。经过消防人员长达45个小时的救援,火终于被扑灭了。
与其他特斯拉车辆火灾一样,奥斯汀的车爆事故也可以与Model X的高压电池联系起来。电动车在滑过被撞倒的一根交通杆的底部后,导致汽车底部的电池破裂而起火。这时,严重的撞击很可能已经损坏了为汽车电池供电的一个或几个微小的电池,然后引发了一连串的化学反应,进而引发新的着火点。尽管消防员扑灭了加油站的大火,但在几个小时后,这辆车的残骸在一个垃圾场又重新燃烧起来,虽然那辆车看起来只不过是一个被烧焦的金属壳而已。
虽然总体来说电动车火灾是相对较少的,绝大多数的汽车火灾是由传统的内燃机车(这些车辆的油箱中携带了高度易燃液体——汽油)引起的。德克萨斯州奥斯汀市的消防局只见过少数几起电动车火灾,美国国家防火协会(NFPA)的报告中也显示:虽然美国政府没有具体跟踪电动车火灾的数量,但是特斯拉报告的火灾数量是远远低于公路火灾整体比率的。
尽管如此,奥斯汀的这场车祸意外地登上了很多头条新闻引起了广大的社会关注。人们已经开始将电动汽车与毁灭性的火灾联系起来了。像奥斯汀这样的电动车火灾视频往往会像病毒一样被传开。并且关于电动车自发爆炸,或引发无法用水扑灭的火灾的误导性帖子也很容易传播电动车远不如传统汽车安全的说法。但最近的两份公路损失数据研究所的报告并没有证明这一点:电动汽车并不会造成额外的非碰撞性火灾风险,并且从消防安全的角度来看,电动汽车并没有比内燃汽车更加危险。
但这种单纯的数据报告掩盖了另一个问题:尽管电动汽车火灾相对罕见,但它却给灾难处理带来了新技术和安全的挑战。与传统汽车火灾相比,电动车火灾燃烧的温度要高得多,需要更多的水来灭火。然而对于电动汽车的最佳消防策略至今也没有达成共识。在美国120万消防员中,接受过电动车火灾救援培训的不到半数量。
随着政府正在投入数十亿美元在全国各地建设电动车基础设施和电池工厂,拜登也在推动签署一项行政命令,要求到2030年,电动车要占新车销售的50%。如果白宫如愿以偿,电动汽车将有机会在未来十年内成为主流。
但显然有关电动车火灾的引发的广泛社会关注在某种程度上可能会阻碍这一目标的实现。2021年,美国国家公路交通安全管理局和通用汽车公司因为电池内的微小部件被折叠或撕裂,宣布召回该汽车公司生产的所有雪佛兰Bolt汽车。克莱斯勒公司也因为车辆曾涉及十几起火灾在2022年发布了一项召回计划,但尚未透露其电池问题的根本原因,只称仍在调查中。该公司的临时解决方案是进行软件更新,并以此来监测汽车的内部传感器,更加精确的确定电池的安全情况。
01
电动车火灾是如何产生的?
电动汽车电池组是由成千上万个较小的锂离子电池组成的。单个电池可能看起来像一个小袋或圆柱体,里面充满了使电池能够储存能量的化学成分:阳极、阴极和液体电解质。这些电池被组装成一个电池组,被包裹在如钛这类极其坚固的材料中。为了让电池在任何时候都无法被接触,即使是最严重的碰撞也能够得到保护,电池组通常被栓在车辆的底盘上。
但事与愿违。当电动车电池有缺陷或损坏,即使只是内部故障,锂离子电池可能就会短路,继而使电池升温。分离阴极和阳极的薄膜融化,就暴露出了高度易燃的液体电解质。一旦起火,热量会扩散到更多的电池,引发热失控。当这种情况发生时,火焰就会在整个电池中被点燃,引发持续数小时的火灾。
电动车起火开始可能看起来相对平静,只有烟雾从车底冒出。但随着热失控的发生,火焰可以迅速吞噬整个汽车。而且,由于电动车电池中储存了大量的能量,任何一场火灾就可以达到近5000华氏度的高温。即使火灾看起来似乎已经结束了,潜伏的热量可能仍然在电池单元内蔓延,导致车辆可能在几天后复燃的风险。
一般汽车火灾是通过隔绝空气来抑制火势的:使用充满二氧化碳等物质的泡沫灭火器来吸走氧气,或者使用防火毯来控制燃烧范围。但电动车火灾不是由空气中的氧气推动的,因此这种方法并不起作用。相反,消防员必须使用大量的水来冷却电池才能慢慢控制火势。当电动车火灾发生在远离消防栓的地方,而当地消防部门只有有限的消防车时,事情就会变得非常复杂。最好的策略就是简单地监控火情,在保障周围安全的情况下让它燃烧。与所有的汽车火灾一样,首要任务并不是抢救车辆。
特斯拉的汽车本身的设计也导致了一些额外的救援问题。特斯拉汽车配备了可伸缩的电子控制的外部门把手,只有在汽车有电的情况下才会伸出来。如果外部门把手不工作,车辆内部有一个按钮,司机可以用它来手动打开汽车。然而发生紧急情况时,救援人员可能根本无法从外部打开车门进行人员施救。
此前一段病毒传播的YouTube视频中就展示了发生在在温哥华的一起特斯拉电池火灾,车主其因为打不开车门而不得不砸开车窗的情况。
特斯拉是目前道路上最主流的电动汽车但并不是最常见的汽车,而其导致的消防工作难度远远超过了其它任何一个汽车制造商。随着电动车逐渐成为主流,电动车火灾却并没有像专家和政府官员所说的那样有专门的研究。
联邦紧急事务管理局目前使用的国家火灾事故追踪系统是在1976年发明的,最后一次更新是在2002年,所以它并没有专门追踪电动汽车火灾的功能。虽然该机构确实计划用一个新的云平台来更新该系统,但联邦紧急事务管理局表示,建立该系统还需要从传统系统过渡,因此还需要很长一段时间。
02
电动车时代的消防
特斯拉的应急技术负责人迈克尔-麦康奈尔(Michael McConnell)在此前的数次特斯拉电池火灾事件中向消防部门发邮件解释了特斯拉可以提供和不可以提供的援助:特斯拉承诺提供在线消防培训课程,但无法安排面对面的培训,由于特斯拉是一家 "按订单生产 "的制造商,大部分报废车辆也都在该公司的弗里蒙特工厂回收,因此很难安排训练用车供消防员练习。美国政府一方面大力推动电动汽车的普及,但在灾难控制的政策上并没有发挥积极作用:消防员甚至对自己将要面对的东西没有基本的认知。
麦康奈尔的邮件例举了目前扑灭电动车火灾的方法,一些消防员考虑使用起重机将着火的电动车吊入巨大的水箱中,但即使是现在,人们对最佳的应对方法也没有达成共识。考虑到每年都有新的汽车型号发布,对于如何断开不同汽车的电池连接应该有特别的指导。
还有一个复杂的问题:电动车火灾在不同地方存在着不同的风险。纽约市消防局(FDNY)还没有扑灭任何电动车火灾的经历,但它目前正面临的电动摩托车和电动自行车火灾越来越多。缺乏安全认证或充电不当的电池发生火灾的风险更大。去年底,有43人在曼哈顿的一场建筑火灾中受伤,这场火灾可能与存放在公寓内的一辆电动滑板车有关。
03
一个更安全的未来
内燃汽车已经存在了一个多世纪,电动车仍然处于一个新的阶段。通用汽车公司正在研究其电池分离器如何提高电池的安全性。能源部正在研究将阻燃剂直接纳入电池设计的技术。工程师们还在研究新的电池化学成分,如不易燃的电解质。尽管研究仍处于早期阶段,但固态电池已经显示出可观前景。
随着越来越多的资金和研究的涌入,我们可以期待一个电池驱动交通工具变得更加安全的未来。

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END
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