燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)在成本、安全、續(xù)航里程等各方面的對(duì)比一直是很多人津津樂(lè)道的話題。燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)的主要區(qū)別在于二者直接使用的能量來(lái)源不同，前者是汽油、柴油等傳統(tǒng)化學(xué)燃料，后者則是鎳氫、鋰離子電池等二次電池。盡管整車(chē)在材料、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等層面已經(jīng)采取了各種防護(hù)措施，但無(wú)論是燃油車(chē)還是電動(dòng)車(chē)，起火事故仍不時(shí)發(fā)生。來(lái)自法國(guó)INERIS (French National Institutefor Industrial Environment and Risks)的Amandine Lecocq等人對(duì)法國(guó)兩家不同汽車(chē)制造商生成的燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)進(jìn)行了燃燒試驗(yàn)，對(duì)比了放熱速率和燃燒產(chǎn)生的氣體成分，結(jié)果顯示燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)的燃燒特征非常相似，燃燒過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生HF氣體，但電動(dòng)車(chē)燃燒產(chǎn)生的HF量更大。結(jié)果詳見(jiàn)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(cè)試條件

圖1. 汽車(chē)燃燒試驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)裝置。

圖2. 汽車(chē)燃燒試驗(yàn)示意圖。

汽車(chē)燃燒實(shí)驗(yàn)在INERIS所有的如圖1所示的裝置中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)總體設(shè)置如圖2所示。該裝置長(zhǎng)50 m、高3.5 m、寬3 m，氣體檢測(cè)單元布置在10 m高的塔樓中。裝置帶通風(fēng)系統(tǒng)和氣體凈化系統(tǒng)，能確保最終排放到大氣中的氣體是無(wú)害的。除了在線檢測(cè)燃燒氣體成分外，還離線對(duì)燃燒產(chǎn)生的顆粒物和重量變化進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)所用的兩家法國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)具體信息未給出，特別是電動(dòng)車(chē)所用的動(dòng)力電池的化學(xué)體系。

二．放熱量對(duì)比

圖3.第一家汽車(chē)生產(chǎn)商制造的電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)燃燒放熱速率隨時(shí)間變化曲線。

圖4.第二家汽車(chē)生產(chǎn)商制造的電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)燃燒放熱速率隨時(shí)間變化曲線。

從兩家不同汽車(chē)生產(chǎn)商制造的燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)燃燒放熱速率曲線看，燃燒車(chē)和電動(dòng)車(chē)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(chē)生產(chǎn)商的燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)燃燒最大放熱速率分別為4.8 MW和4.2 MW，第二家對(duì)應(yīng)的分別為6.1 MW和4.7 MW。

圖5. 第一家汽車(chē)生產(chǎn)商制造的電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)有效燃燒熱隨時(shí)間變化曲線。

圖6. 第二家汽車(chē)生產(chǎn)商制造的電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)有效燃燒熱隨時(shí)間變化曲線。

如圖5和圖6所示，第一家汽車(chē)生產(chǎn)商制造的燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)燃燒有效燃燒熱分別為6900 MJ和6300 MJ，第二家對(duì)應(yīng)的有效燃燒熱分別為8500 MJ和10000 MJ?？傮w看電動(dòng)車(chē)的有效燃燒熱略低于燃油車(chē)。

三．HF產(chǎn)生量對(duì)比

圖7. 第一家汽車(chē)生產(chǎn)商制造的電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)燃燒HF濃度隨時(shí)間變化曲線。

圖8. 第二家汽車(chē)生產(chǎn)商制造的電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)燃燒HF濃度隨時(shí)間變化曲線。

汽車(chē)燃燒過(guò)程會(huì)釋放大量的有毒有害氣體，其中HF最讓人感到神經(jīng)緊張，因此作者重點(diǎn)關(guān)注了兩種不同類(lèi)型車(chē)燃燒過(guò)程的HF濃度變化。從圖7和圖8不難看出，無(wú)論是燃油車(chē)還是電動(dòng)車(chē)，其燃燒均釋放HF，但電動(dòng)車(chē)燃燒釋放的HF量更大。對(duì)于燃油車(chē)，HF的主要來(lái)源可能是車(chē)中使用的含氟類(lèi)材料，但具體未知。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)，HF的另一大來(lái)源是動(dòng)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(chǎn)生HF。

四．結(jié)果匯總

燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)總體燃燒特征非常相似，燃燒后失重量均在20%左右。燃燒產(chǎn)生的氣體組分中不僅包含CO₂和CO，還能檢測(cè)到THC (碳?xì)浠衔?/span>)、HF、HCN、HCl、NO和NO₂。電動(dòng)車(chē)燃燒產(chǎn)生的HF濃度高于燃油車(chē)，但燃油車(chē)燃燒產(chǎn)生的HCN反倒高于電動(dòng)車(chē)。同時(shí)，燃油車(chē)燃燒產(chǎn)生的氮氧化物濃度要高于電動(dòng)車(chē)。作者特別強(qiáng)調(diào)以上結(jié)果僅適用于實(shí)驗(yàn)所用的兩家汽車(chē)制造商生產(chǎn)的四款車(chē)，結(jié)果僅供參考，并不完全適用于其他汽車(chē)生產(chǎn)商的其他車(chē)型，需要具體場(chǎng)景具體分析。

注：該結(jié)果發(fā)表于2014年，數(shù)年過(guò)去了，動(dòng)力電池化學(xué)體系和能量密度顯著變化，現(xiàn)在燃油車(chē)和的電動(dòng)車(chē)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>

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