昨日在微信群里面,有一则非常的视频,是在广州南站西出口平台上桥位,一辆雷克萨斯行驶中底部起火,被后车提醒后司机才知道。这个事情有点像是之前热失控声光报警的典型案子,这里来说一下。

 

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雷克萨斯视频现象描述

从这个视频的过程来看,是后车车主看到一台雷克萨斯 NX 型号车辆,正常行驶下底盘部分冒黑烟,同时还出现明火现象。后车司机见状迅速鸣笛提醒并尝试靠近,向前方雷克萨斯 NX 驾驶员示意车辆起火情况,“你的车着火了”,并担心车辆是否会随后会爆炸。根据第二段视频来看,当火势进行到一定的阶段,在高温下,有一些较小的爆炸。


备注:第二段视频只有 3 秒,我就不放了

 

第二段视频里面,雷克萨斯 NX 车辆底盘部分已经出现大火燃烧,并存在爆燃现象。底盘出现明火的雷克萨斯 NX 车辆已经完全自燃起来,整辆车被大火包围,火势猛烈冒出大量浓烟,并出现多次爆炸声,随后车辆几乎被烧毁。

 

图 2 Lexus NX 300h 的情况

 

从目前的现象来看,在第二排座椅下面的起火位置可能与电池下方的排气系统有关系,当然由于这个电池系统的设计是和车内直通的,严格来说如果电池系统起火,车内应该有烟才是,司机开车的时候,是应该能发现的。而且从图示来看,这司机在开的 10 秒钟的情况,车辆还能开,而且还很顺溜。这个司机在开车过程还是很懵逼的^_^由于现有的信息很少,我们也很难得知这个状态的发展过程。

 

图 3  司机的反应过程

 

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客车里面的声光报警

在我们的客车技术要求里面,其实很早就希望车辆自动检测潜在的问题,能较早发现这种起火的风险,让驾驶员通知乘客进行逃生。


发动机舱(若有)及其它装有燃气 / 燃油加热器的舱内应配置温度报警系统,当温度高于设定值时发出警报。报警系统应在驾驶区给驾驶员提供声或光报警信号。


可充电储能系统安装舱体内应配置火灾检测自动报警系统,报警系统应在驾驶区给驾驶员提供声或光报警信号。 


动力电池安全强制性标准(这个标准好像一直没发布,测试方法已经推出来了),是在当动力电池出现热失控状态时,保证 5 分钟内电池箱外部不能爆炸;而电池出现热失控状态应能通过组合仪表发出声或光报警报警信号,报警后 5 分钟内电池箱外部不能起火或爆炸。

 

图 3 热失控报警的要求

 

在电动汽车安全指南里面,客车的对应措施主要分为三部分,如下所示


火情预警 


1)可充电储能系统应具备火灾检测自动报警功能,(建议考虑起火前的烟雾、温度、气体等自动检测和预警)应在驾驶区给驾驶员提供声或光报警信号; 


2)车长大于等于 6m 的纯电动客车、插电式混合动力客车,应能检测动力电池工作状态并在发现异常情形时报警,且报警后 5min 内电池箱外部不能起火爆炸。

 
防火隔离 


在电池系统与客舱之间应使用阻燃隔热材料隔离,阻燃隔热材 料的燃烧性能应符合 GB 8624 中规定的 A 级要求,并且按 GB/T10294 进行试验,在 300 ℃ 时导热系数应小于等于 0.04 W/(m·K)


阻燃设计 


电池系统内零部件材料阻燃要求:除蓄电池单体外,可充电储能系统内其他非金属零部件,应 满足以下阻燃要求:a) 单个零部件重量≥50 g 或单个可充电储能系统内相同型号的零件总重量>200 g,其材质需满足水平燃烧 HB 级和垂直燃烧 V-0 级的要求:b) 其它非金属零部件材质需满足水平燃烧 HB75 级和垂直燃烧 V-2 级的要求。

 

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热失控报警的检测变量

在行车过程中,我们做这个报警的策略,总体是把变量给分解出来:


1)电池温度:现有的温度传感器的测量范围在 85°至 100°以上,就进入无效工作范围,使得热失控过程中的电池相关温度都没办法作为参考指针。限于成本,NTC 的测量范围主要关注于 -10°~50°的核心工作区;温度上升的时候,NTC 的阻值是变小的,现有的变化系数越到后面变化越平坦


2)电芯电压:在具备 SSD 的情况下,跌落电芯电压在 SSD 动作会降到 0V;如果没有的话,电压会经历一段时间跌落到很低。电芯电压是通过 AFE 周期性在一定 xxms 扫描一次,检查电压需要考虑整个周期 3)模组电压:在电芯电压跌落以后,模组的电压如果还能检测的话,电压会减少,特别是具备 SSD 开关的电芯,如果没有的话,可能是开路了,模组电压也检测不到。


4)电池系统内气压的变化:由于电芯产气,电池包内的电压会有变化,泄压阀开启之后,这里有个上升和下降的过程


5)气体成分或者烟雾:由于大量产气的成分,这里可以尝试检测气体成分和烟雾的情况。目前主要的检测变量是这些。

 

图 4 电芯热失控产生的检测变量


小结:实际用车的情况,真的是可以发生很多的极端案例,类似这种情况,如果能检测到排气系统或者底盘附近位置的高温,可能预警给司机来处理。实际小客车可能后排是小孩,更需要司机来沉着应对,停车然后解锁把小孩从安座椅里面弄下来。这个 5 分钟时间得做做演习才行。