燃油車和電動車在成本、安全、續航里程等各方面的對比一直是很多人津津樂道的話題。燃油車和電動車的主要區別在于二者直接使用的能量來源不同，前者是汽油、柴油等傳統化學燃料，后者則是鎳氫、鋰離子電池等二次電池。盡管整車在材料、結構、系統等層面已經采取了各種防護措施，但無論是燃油車還是電動車，起火事故仍不時發生。來自法國INERIS (French National Institutefor Industrial Environment and Risks)的Amandine Lecocq等人對法國兩家不同汽車制造商生成的燃油車和電動車進行了燃燒試驗，對比了放熱速率和燃燒產生的氣體成分，結果顯示燃油車和電動車的燃燒特征非常相似，燃燒過程都會產生HF氣體，但電動車燃燒產生的HF量更大。結果詳見Comparison of the fre consequencesof an electric vehicle and an internal combustion engine vehicle, https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ineris-00973680/document.

一．測試條件

圖1. 汽車燃燒試驗所用的實驗裝置。

圖2. 汽車燃燒試驗示意圖。

汽車燃燒實驗在INERIS所有的如圖1所示的裝置中進行，實驗總體設置如圖2所示。該裝置長50 m、高3.5 m、寬3 m，氣體檢測單元布置在10 m高的塔樓中。裝置帶通風系統和氣體凈化系統，能確保最終排放到大氣中的氣體是無害的。除了在線檢測燃燒氣體成分外，還離線對燃燒產生的顆粒物和重量變化進行了分析。實驗所用的兩家法國企業生產的燃油車和電動車具體信息未給出，特別是電動車所用的動力電池的化學體系。

二．放熱量對比

圖3.第一家汽車生產商制造的電動車和燃油車燃燒放熱速率隨時間變化曲線。

圖4.第二家汽車生產商制造的電動車和燃油車燃燒放熱速率隨時間變化曲線。

從兩家不同汽車生產商制造的燃油車和電動車燃燒放熱速率曲線看，燃燒車和電動車的燃燒行為非常相似，總失重量都在20%左右。其中第一家汽車生產商的燃油車和電動車燃燒最大放熱速率分別為4.8 MW和4.2 MW，第二家對應的分別為6.1 MW和4.7 MW。

圖5. 第一家汽車生產商制造的電動車和燃油車有效燃燒熱隨時間變化曲線。

圖6. 第二家汽車生產商制造的電動車和燃油車有效燃燒熱隨時間變化曲線。

如圖5和圖6所示，第一家汽車生產商制造的燃油車和電動車燃燒有效燃燒熱分別為6900 MJ和6300 MJ，第二家對應的有效燃燒熱分別為8500 MJ和10000 MJ。總體看電動車的有效燃燒熱略低于燃油車。

三．HF產生量對比

圖7. 第一家汽車生產商制造的電動車和燃油車燃燒HF濃度隨時間變化曲線。

圖8. 第二家汽車生產商制造的電動車和燃油車燃燒HF濃度隨時間變化曲線。

汽車燃燒過程會釋放大量的有毒有害氣體，其中HF最讓人感到神經緊張，因此作者重點關注了兩種不同類型車燃燒過程的HF濃度變化。從圖7和圖8不難看出，無論是燃油車還是電動車，其燃燒均釋放HF，但電動車燃燒釋放的HF量更大。對于燃油車，HF的主要來源可能是車中使用的含氟類材料，但具體未知。對于電動汽車，HF的另一大來源是動力電池所用的電解液，眾所周知目前電解液中最為常用的鋰鹽是LiPF₆，其受熱分解即可產生HF。

四．結果匯總

燃油車和電動車總體燃燒特征非常相似，燃燒后失重量均在20%左右。燃燒產生的氣體組分中不僅包含CO₂和CO，還能檢測到THC (碳氫化合物)、HF、HCN、HCl、NO和NO₂。電動車燃燒產生的HF濃度高于燃油車，但燃油車燃燒產生的HCN反倒高于電動車。同時，燃油車燃燒產生的氮氧化物濃度要高于電動車。作者特別強調以上結果僅適用于實驗所用的兩家汽車制造商生產的四款車，結果僅供參考，并不完全適用于其他汽車生產商的其他車型，需要具體場景具體分析。

注：該結果發表于2014年，數年過去了，動力電池化學體系和能量密度顯著變化，現在燃油車和的電動車燃燒特征又有哪些新的變化呢？

論文信息：

Amandine Lecocq, Marie Bertana, Benjamin Truchot, Guy Marlair. Comparisonof the fre consequences of an electric vehicle and an internal combustionengine vehicle. 2. International Conference on Fires In Vehicles- FIVE2012, Sep 2012, Chicago, United States. SP Technical Research Institute ofSweden. Boras, pp.183-194, 2012. <ineris-00973680>

https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ineris-00973680/document

返回第一電動網首頁 >