近年来,随着自动驾驶技术和电动汽车(EV)的迅速发展,Waymo作为领先的无人驾驶汽车企业,其自主运营的Jaguar I-Pace自动驾驶出租车在2025年洛杉矶的抗议活动中遭遇了激烈燃烧事件,车辆几乎被完全烧毁,这一极端的火灾现象引发了公众和业内的广泛关注。究竟是什么原因导致这些车辆被烧尽如灰?答案归根结底与锂离子电池的“热失控”现象密不可分。 “热失控”指的是电池内部由于受到物理损伤、过热或外部火源的触发,导致电池内的化学反应失去控制,产生大量的热量,超过电池自我散热的能力,进而点燃周围的电解液和电池材料,引发连锁反应,使得热量不断积累并迅速扩散。具体到Waymo所使用的Jaguar I-Pace车型,其配备约90千瓦时容量的锂离子电池组,相当于约77公斤TNT的化学能量储存,当电池发生热失控时,温度能够轻易突破1000摄氏度,足以让整辆汽车焚烧殆尽。 这种电池通常由数百个电芯组成,结构类似于薄膜包装的软包电池,内部含有易燃的电解液,电芯之间以薄如零食包装袋的聚合物薄膜隔开。任何一节电池受损、短路,或被点燃,都可能触发灼热的链式反应,使邻近电芯温度迅速升高,形成热量自我放大的正反馈机制。
此时,整个电池包就像微型的高温熔炉,极难通过常规灭火手段将其扑灭。 据2024年《电源科学期刊》中的研究显示,热失控导致的高温不仅会熔化车身下方的铝合金部件(铝的熔点约660摄氏度),还会引燃镁制部件如座椅框架、方向盘支架和仪表盘后方的横梁,镁燃烧时会产生耀眼的白色火焰,燃烧激烈且温度极高。塑料件几乎瞬间被汽化,轮胎爆裂消失,车辆顶部的激光雷达装置也如同过度烤焦的棉花糖迅速变形。 此外,燃烧过程中会释放出有毒的气体氟化氢,这种气体具有强烈的肺部刺激性和腐蚀性,极易引起呼吸道灼伤和出血,甚至在浓度达到危险水平时对生命构成威胁。美国疾病控制与预防中心和环保局均指出,在高浓度氟化氢气体暴露后不到半小时即可能致命,而实际电动车火灾现场的氟化氢浓度往往高于致命阈值,多处达到100至400ppm。消防人员在无特殊呼吸防护装备的情况下,往往会出现喉咙灼痛和呼吸困难等症状,给救援工作带来了严峻挑战。
值得一提的是,Waymo的电池采用所谓“滑板架构”,电池包安装在车辆底盘下方,使得车底成为高温最高的区域。燃烧时,热量从电池包底部向上辐射,导致整辆车“被烤熟”,车顶车身上的材料也难以幸免。相比传统燃油车火灾中燃烧的汽油或柴油,电动车火灾更具破坏性,火势蔓延速度快且难以扑灭。 灭火难度的另一大问题是电池火灾极难用常规灭火泡沫扑灭。现代消防部门更倾向于采用高压水枪或将车辆浸泡在大型水池中,意图将整个电池包温度降低到“不足以维持热失控”的水平。而这一过程往往异常耗水,一辆电动车火灾中平均需消耗超过三万加仑水,远超传统汽油车火灾所需。
若灭火不彻底,残存的高能电芯可能在数小时甚至数天后再次起火,增添处理复杂度。 虽然软件技术不断进步,车企积极对电池包实施温度监控和智能充电管理,以防止电池过热,但任何外部强烈破坏行为都可能使软硬件安全措施失效。在洛杉矶抗议事件中,有报道指出,部分车辆窗户被破坏后,内部被手制火焰喷射器点燃,造成了无法挽回的灾难性后果。 相比之下,早期的Waymo车辆如Chrysler Pacifica混合动力车,其电池容量较小且被厚重的钢制外壳包裹,有更强的形态保持能力,即便遭遇火灾,车体骨架依然可见,燃烧程度远逊色于“滑板架构”下的高容量电池车辆。特斯拉和其它主流EV品牌也在电池包设计中使用了更为坚固的铝合金和钢制外壳,并在电池包中设计火阻隔层,减少整体火灾风险。同时,部分厂商还在推动采用低挥发性、新型化学配方电池,以期在源头降低热失控的可能性。
重要的是,尽管电动车火灾带来的威胁令人印象深刻,但统计数据表明,电动车发生火灾的频率其实低于传统燃油车。2023年芬兰的一项研究表明,每行驶一英里,电动车火灾的发生率低于燃油车。然而,一旦电动车发生火灾,它带来的破坏性更胜一筹,扑灭难度更大。类似洛杉矶抗议中的情形显示,甚至一枚燃烧瓶就能引发不可控的电池热失控,焚毁整辆自动驾驶汽车。 面对如此挑战,消防部门和汽车制造商都需不断加强合作,研发更加高效的灭火装备和自动监控系统,提升公众和救援人员的安全意识。同时,基层政策制定者也应推动对电动车火灾应急预案的完善,并督促公共场所和充电桩周边具备明确的安全措施。
随着未来电池技术的不断革新,如固态电池的推广和热管理系统的提升,我们期待能够大幅降低热失控事件的发生概率,保障电动出行的安全。洛杉矶抗议事件所揭示的问题不仅是对现有技术的警示,也是推动行业进步的重要契机。只有全方位理解电池热失控现象及其危害,社会各界才能更好地预防和应对电动车火灾风险,确保自动驾驶和电动汽车的可持续、安全发展。