电池充电期间或汽车行驶过程中,种种原因都有可能引发燃烧、爆炸等事故。通用汽车公司着力打造的增程型电动车沃蓝达(Volt)也发生过自燃事故。美国交通管理局对沃蓝达进行碰撞测试,该车首先接受了侧杆冲击试验,之后在试验装备上进行了翻滚撞击试验,而3周后,这辆停在停车场的雪弗兰沃蓝达意外地着火了。经过事后的分析,在该测试中,雪弗兰的电池受损,冷却液管路破裂。当电动汽车采用锂离子电池时,若不同容量的锂离子电池混合使用,过放电时将会使电池组中容量较小的电池出现反极(电池的正极变负极,负极变正极),从而使正极的金属锂形成易燃易爆物质;由于锂离子电池在充放电过程中碳负极与正极脱出的氧反应会生成易燃气体CO;由于隔膜被腐蚀使正负极短路,使有机溶剂电解液发生反应也会生成易燃气体等。以上因素均可能造成电动汽车燃烧或爆炸。
电动汽车中的有毒气体主要生成于蓄电池电化学反应中,如二氧化硫、硫化氢等。达到一定浓度后,它们会对乘员造成危害。这种危害不仅包括立即的伤害,如身体不适、发病、死亡等,而且包括对于人体长期的危害,如致残、癌变等。对于这些有毒有害气体的检测是要充分重视的问题。表10-1是一些常见的有毒气体对人体的伤害常数,包括8h统计权重平均值(TWA)、15min短期暴露水平(STEL)、立即致死量(IDLH)和车间最大允许体积分数(MAC)。
表10-1 常见有毒气体对人体的伤害常数
同时要注意,由于蓄电池的电化学反应中大多有氧气生成,一般氧气体积分数超过23.5%时称为氧气过量(富氧),此时很容易发生爆炸;而氧气体积分数低于19.5%时为氧气不足(缺氧),此时很容易发生窒息、昏迷以至死亡。正常的氧气含量应当在20.9%左右。
蓄电池在危险工况下,如碰撞、挤压等原因,通常造成电解液泄漏。造成泄漏的原因主要有两个方面:(www.daowen.com)
1)由于加工的原因,产品存在形状及尺寸偏差等各种缺陷,使零件连接处产生间隙,由于密封两侧存在压力差,工作介质就会通过间隙而泄漏。
2)因为外界作用导致蓄电池壳体破坏,从而造成电解液泄漏。电解液的泄漏可能对乘客产生气体、腐蚀等化学伤害,并可能会烧伤乘客和救援人员。因此,对电解液泄漏的研究有利于改进电动汽车设计的整车安全性。目前有以下
要求:
①危险工况下,控制乘客舱外的电解液泄漏量不超过5.0L。
②总的电解液泄漏量是从碰撞试验后,车辆运动停止,车辆停止30min期间和整车翻转试验期间测量所得。
③危险工况下,蓄电池电解液不得进入乘客舱内。
④危险工况下,蓄电池电解液不能从车上甩出。
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