电车停车后自燃是一个比较复杂且危险的情况,主要有以下几种原因:
一、电池原因
- 热失控
- 锂电池在正常工作状态下,其内部的化学反应是可控的。但是,如果电池在使用过程中发生了内部短路,例如电池内部的隔膜被刺穿。隔膜的作用是防止正负极直接接触,一旦隔膜失效,正负极短路会导致电池内部电流瞬间增大。
- 根据焦耳定律(Q=I2Rt,其中Q是热量,I是电流,R是电阻,t是时间),短路会产生大量的热。而且,锂电池的化学反应在高温下会加速,产生更多的热量,形成一个恶性循环,最终导致热失控,引发电池起火自燃。
- 例如,当电池在长期使用后,电池内部的锂枝晶可能会生长。锂枝晶就像树枝一样的金属锂,它可能会刺穿隔膜,从而引发短路和热失控。
- 电池老化和过充过放
- 随着电车使用时间的增加,电池会逐渐老化。电池老化可能会导致电池的性能下降,其内部的化学物质活性也可能发生变化。
- 如果充电系统出现故障,导致电池过充,电池内部的电压会超过安全范围。这会使电池正极材料的结构发生变化,产生大量的热,同时也可能会分解电解液,产生可燃气体。过放同样会对电池造成损害,使电池负极的铜箔可能会溶解,也会影响电池的稳定性,增加自燃的风险。
- 电池质量问题
- 在电池的生产过程中,如果存在质量缺陷,例如电池的原材料纯度不够、生产工艺不符合标准等情况。比如,在电池制造过程中,极片的涂层不均匀,可能会导致局部电流密度过大,容易引发局部过热,最终导致自燃。
二、电气系统故障
- 线路短路
- 电车内部有复杂的电气线路,用于连接电池、电机、控制器等部件。如果这些线路的绝缘层破损,例如车辆在行驶过程中线路受到磨损,或者因为进水导致线路短路。
- 短路时,电流会不经过用电器直接形成回路,根据欧姆定律(I=U/R,当R趋近于0时,I会趋近于无穷大),会产生很大的电流,使线路发热,进而可能点燃周围的易燃物,引发火灾。
- 高电压部件故障
- 电车的驱动电机、功率电子元件等都是高电压部件。如果这些部件在停车后发生故障,例如功率电子元件的散热不良,在工作过程中产生的热量无法及时散发出去,其内部的电子元件可能会因为过热而损坏。
- 当这些高电压部件损坏时,可能会产生电弧。电弧是一种气体放电现象,其温度极高,能够轻易地点燃周围的物质,导致车辆自燃。
三、外部因素
- 碰撞或事故后损伤
- 如果电车在停车前发生了碰撞,即使当时没有明显的损坏迹象,但可能已经对电池组或者电气系统造成了内部损伤。
- 例如,电池组的外壳可能出现了裂缝,导致电池内部的电解液泄漏,或者使电池内部的结构发生变化。在停车后,由于内部的损伤逐渐影响电池或电气系统的稳定性,最终引发自燃。
- 高温环境和易燃物接触
- 在高温环境下,电车内部的温度也会升高。如果车辆停放在阳光直射且通风不良的地方,车内温度可能会超过电池和电气系统的正常工作温度范围。
- 同时,如果车辆周围有易燃物,例如车辆停放在有干草等易燃物的地方,一旦车辆内部出现火源,就很容易引发火灾。并且,一些车辆在停车后可能会有油液泄漏(虽然电车没有传统燃油,但可能有润滑油等),这些油液遇到火源也会助长火势。