また新たなエネルギー車が人気になってきました！車はどうやって選べばいいですか？

近年、新エネルギー車の普及に伴い、新エネルギー車の自然発火に関するニュースが徐々に増加しています。

先週、南浦大橋で発生した新エネルギー車自然発火事故が広く世間の注目を集めた。現場には濃い煙が渦巻き、火災に遭った車両は完全に焼け落ちた。南浦大橋の浦東から浦西への交通は一時遮断された。

画像出典: カンカンニュース

新エネルギー車は、省エネ、環境保護、移動制限なしなどの利点により、自動車を購入する必要がある多くの友人を引き付けていますが、「自然発火」の安全上の危険性により、多くの人が遠ざかっています。

新エネルギー車はなぜ自然発火するのでしょうか?事故を避けるには？新エネルギー車を選ぶには？今日はそれについて話しましょう。

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新エネルギー車はなぜ自然発火するのでしょうか?

新エネルギー自動車の自然発火事故のほとんどは、動力バッテリーの熱暴走によって引き起こされます。熱暴走の原因は非常に複雑です。機械的な損傷、不適切な動作温度、電気的誤用が 3 つの一般的な原因です。

1) 機械的損傷

車両衝突は熱暴走の重要な原因である[1]。電池は圧迫されたり穴が開いたりするとショートしやすくなるため[2]、局所的な過熱や火災を引き起こす可能性があります。

2) 不適切な作業温度

バッテリー内部の電解質は高温条件下では多量のガスと熱を放出する傾向があり、燃焼が起こる条件を作り出します[3]。

3) 電気による虐待

電気の乱用には過充電や過放電が含まれます。過充電[4]や過放電[5]はバッテリーの過熱を引き起こし、バッテリーの発火を引き起こす可能性があります。

燃焼の 3 つの要素は、可燃性物質、燃焼助剤 (通常は酸素)、および発火点に達する温度であることは誰もが知っています。上記の状況では、リチウムイオン電池の温度は上昇し続けます。発火点に達すると、電解質、隔膜、その他の可燃物が酸素と反応し、非常に短時間で限られた空間に大量のエネルギーとガスが放出され、爆発を引き起こす可能性が高くなります。

4月16日、上海嘉民高架道路で新エネルギー車が火災を起こした。

出典: デイリー・エコノミック・ニュース

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パワーバッテリーの燃焼を防ぐには？

燃焼には 3 つの要素が同時に存在する必要があります。酸素を隔離することは難しいですが、可燃物と温度の2つの側面から始めることで、バッテリーの熱暴走現象を改善することができます。

1) 固体電解質

電解質の主成分は炭素と水素からなる有機物で、酸素と反応しやすく、燃焼プロセスにおいて「可燃物」の役割を果たします。

固体電解質は、多くの自動車会社やバッテリー会社が追求している新たな研究方向です。固体電解質は固体の形で存在し、容易に燃えません[6]。また、バッテリーのエネルギー密度を高めることもできるため[7]、ユーザーの航続距離に対する不安も解消されます。現時点では全固体電池の応用はまだ難しいが、多くの企業が移行期の製品である半固体電池の生産を積極的に進めている[8]。

固体電池の構造の概略図

画像出典：参考文献[9]

2) バッテリー管理システム（BMS）

バッテリー管理システムは、バッテリーの電圧、電流、温度をリアルタイムで監視し、過充電、過放電、過熱、低温[10]に対する保護を提供し、バッテリーが安全な条件下で効率的に動作することを保証します。

研究者たちは動力電池の安全性を向上させるために懸命に取り組んでいます。一般消費者として私たちにできることは次の通りです。

1) バッテリーを正しく使用し、時間通りに充電し、過充電を避けるために充電後はできるだけ早くプラグを抜いてください。

2) 衝突を避けるために安全運転をしてください。

3) バッテリーが燃えている場合は、できるだけ早く現場から逃げて、消防署（119番）に電話してください。死傷者を出さないように、自分で消火しようとしないでください。

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新エネルギー車を選ぶには？

バッテリーの実用性と安全性の観点から、新エネルギー車を選択する際には、次の点に注意する必要があります。

1) バッテリー寿命

実際のニーズに応じて適切な航続距離を持つ新エネルギー車を購入することをお勧めします。純粋な電気自動車の航続距離が長くなるほど、またバッテリーレベルが高くなるほど、自然発火が発生した場合の危険性はより激しく深刻になります。

2) 急速充電

急速充電や超急速充電は時間を節約できますが、急速充電速度はバッテリー寿命に悪影響を及ぼします。車両に急速充電モードと通常充電モードの両方がある場合は、可能な限り急速充電を行わず、必要なときのみ急速充電を行うことをお勧めします。

3) バッテリー寿命

材料の観点から見ると、リン酸鉄リチウム電池のサイクル寿命は三元リチウム電池よりも長く、安全です。しかし、リン酸鉄リチウム電池のエネルギー密度は三元リチウム電池よりも低くなります。同じ重量であれば、三元リチウム電池を搭載した車両の方がバッテリー寿命が長くなります。

4) セキュリティ

安全性を確保するためには、車両は国家基準（「電気自動車の安全要件」や「電気自動車用動力電池の安全要件」など）を満たす必要があります。さらに、車内のバッテリーパック全体の外殻が強固であればあるほど良いです。強力な外殻により、外部からの力によるバッテリーへのダメージを効果的に軽減できます。

もちろん、新エネルギー車であってもガソリン車であっても、安全運転が常に最優先です。トラブルを未然に防ぎ、冷静に対処することで、リスク事故による損失を大幅に軽減することができます。最後に、誰もが適切な車を購入できることを願っています。

参考文献
[1] SHAN T、WANG Z、HONG J、et al.電気自動車用動力バッテリーの「機械的酷使による熱暴走」とその安全防止・制御技術の概要[J]。機械工学ジャーナル、2022年、58(14)。

[2] LIU B、YIN S、XU J. 釘刺しを受けるリチウムイオン電池の統合計算モデル[J]。応用エネルギー、2016年、183:278-289。

[3] 于志祥電気自動車用動力バッテリーの熱暴走故障診断に関する研究[J]。自動車科学技術、2023年、(2):48-55。

[4] REN D、FENG X、LU L、他。異なる試験条件下でのリチウムイオン電池の過充電挙動と故障メカニズム[J]。応用エネルギー、2019、250：323-332。

[5] GUO R、LU L、OUYANG M、他。リチウムイオン電池の過放電プロセス全体のメカニズムと過放電による内部短絡[J]。サイエンティフィックレポート、2016年、6(1)。

[6] 高田 和之. 固体リチウム電池の進歩と展望[J].アクタ マテリア、2013、61(3):759-770。

[7] WANG C、FU K、KAMMAMPATA SP、他。ガーネット型固体電解質：材料、界面、および電池 [J]。化学レビュー、2020、120(10):4257-4300。

[8] 人民日報オンライン固体電池市場は引き続き活況を呈している[EB/OL]。 (2024-2-26) [2024-3-7]. http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2024-02/26/content_26044994.htm

[9] XU L、TANG S、CHENG Y、他。固体リチウム電池の界面[J]。ジュール、2018、2(10):1991-2015。

[10] PAKDEL R、YAVARINASAB M、ZIBAD MR、他。電気自動車用リチウム電池管理システムの設計と実装[M]。 2022年第9回イラン再生可能エネルギーおよび分散型発電会議（ICREDG）。 2022: 1-6.

著者: 張家雲、復旦大学材料科学科の博士課程の学生、研究分野はリチウムイオン電池の正極材料

企画：華文怡

編集者: ティンカーベル

謝辞：蘇州理工大学材料科学工学部の馬如光教授が本論文の科学的指導に協力しました。

タイトル画像出典：新民晩報