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2024年2月的最后一天(2月29日),网传视频显示,苏州一辆小鹏P7疑似在雨天高速通过一条弯道时,失控撞上路边障碍物后发生翻滚并起火,很快就被烧得只剩车架,车内人员生死不明。
这起事故再次证明了物理与化学中的一些常识与定律,下面试作一科普性分析。
这是因为电动汽车在弯道行驶、弯道超车或变道超车时更容易失控。根据牛顿第二定律,车辆在弯道行驶时,其离心力与车辆质量、速度的平方成正比,与转弯半径成反比。由于电动汽车比同级别的燃油车重约三分之一,所以其离心力更大。当地面对车辆轮胎的向心摩擦力和支撑力小于离心力时,车辆就会脱轨失控。粗略计算,同样的弯道,半径相同,若燃油车在时速100km时可以通过,而电动汽车则只能以时速86km通过,否则就会脱轨、漂移、失控或翻滚。而电动汽车加速过快,司机对车速的控制与感知能力降低,如果仍凭燃油车驾驶的感觉过弯,失控则在所难免。
动力电池在车辆发生翻滚和剧烈撞击时会产生变形,单体电池之间的短路在所难免。根据欧姆定律和放电功率计算公式,由于电池内阻较小,短路时放电电流很大,瞬时放电功率也很大,大量的热量释放,进一步导致电池包内其他单体电池的短路,形成恶性循环。
根据热力学的理想气体定律,电池包内的能量与热量快速释放,温度迅速升高,气压也会迅速升高,于是电解质随着气体向外喷射并燃烧。
动力电池内的液态电解质及隔膜均是易燃的化学物质,在高温高压状态下燃烧时,与普通燃油的燃烧不同,其化学反应完全不依赖于氧气,并呈现出与普通燃油不同的燃烧状态。这种情况下,传统消防通过隔绝空气的灭火方法没有任何效果。通常只能通过喷洒大量的水进行冷却,直至可燃物质烧尽或动力电池包内储存的能量释放完毕。
通过以上分析,就可以解释为什么事故车辆小鹏P7在高速通过弯道时失控翻滚、迅速起火并很快被烧成车架的原因。
通过对这起事故的科普分析,我们在选购和操控电动汽车时应吸取以下4点教训:
1.不能以为自己的车加速快,就随意变道或弯道超车或快速过弯,避免脱轨失控;
2.优先选购那些车身扎实、被动防护尤其是对电池包防护做的好的车型;
3.尽可能在宽敞平坦的道路上行驶,避免底盘部位的动力电池包受到撞击后引起车辆起火;
4.一旦发现车辆有起火迹象,应迅即离开车辆,并向附近车辆和行人发出警示信号,让其迅速离开或不要靠近。
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