1、新闻背景
近日,朋友圈疯传一段监控视频:一辆汽车(长安深蓝SL03)从建筑物中出来左拐在广场上,没多久汽车突然跳起,随后底盘开始起火爆燃,车内两人及时逃脱。神奇的是,起火后没多久,明火消失了。
随着视频的扩散,媒体的跟进,事故原因逐渐清朗。事发车位长安深蓝SL03,事故原因是车辆轮胎压到空心破损石砖,石砖翘起顶住车辆底盘,车辆猛烈腾空并落下,石砖尖角直接撕裂电池底板,刺穿两颗电芯,电芯起火。
不过,深蓝超级增程金钟罩电池在包内大量的防火隔热控烟降温设计,阻止了电池的持续爆燃,将危害降到最低。
可能,有同学对这个事故原因的解释并不十分认同。深蓝SL03车型约1.7吨重,石砖何德何能竟能顶飞那么重的汽车?这辆深蓝的弹跳会不会是电池爆炸引发的?
2、脆性的石砖与韧性的底盘
石砖材料主要由天然石材和陶瓷复合而成。公共地面铺设所用的石材级别肯定不能跟家装石材相比,属于C级,抗压强度在20-70MPa之间,石灰石、玄武岩、砂岩等就常用于铺设广场和道路。相比于高级石材的抗压强度最低140MPa,C级石材是高级石材的一半都不到。C级石材的这个强度,大概就相当于一根面积1平方毫米的细绳,吊着2-7公斤的重物。
为了降低成本,现在也有用仿石砖来代替真石砖的。仿石砖虽然成本降低了,但是受限于相关标准的要求,其性能不可能太差。一般广场铺设石材的抗压强度要求不得低于30MPa,处于C级石材的中等位置。另外,石材属于脆性材料。虽然有些大石头强度较高,摔地上摔不坏,但只要坏了,肯定是碎裂成好几块。铺设广场的石砖,强度没那么高,又是扁扁的形状,摔下来肯定四分五裂。
汽车底盘材质的力学性能肯定比铺设用的石材好很多,深蓝的底盘有很多的铸铝,强度在200MPa左右,远高于30MPa。相同条件下,石头与铝的碰撞,注定悲剧的是石头。铸铝严格来说也是属于脆性材料,其延伸率低于5%。不过,比石砖应该是韧一点。
既然底盘材料的力学性能肯定是比石砖更好,那为何还能顶飞1.7吨的小汽车,不应该早就自己碎掉了吗?
3、石砖顶飞小汽车
汽车轮胎压过石砖,因为砖下空鼓,石砖被压翘起来。翘起来之后,一端顶着地面,另一端顶着汽车底盘。随着汽车的向前,横在底盘与地面之间的石砖受力不断增加。这种受力属于压力,不存在受弯,地面与底盘两端均可自由旋转,相当于两端是铰链约束。
石砖的这种单纯的两端受压的方式,才是它能顶起1.7吨汽车的关键。我们可以粗略计算一下:目测事发地的石砖尺寸约60*60cm,厚度约3cm。两端受压时的受压面积为180cm2,按受压强度30MPa计算,其承受的最大载荷有540KN,大概是54吨的重物。如果放宽点条件,打个折(安全因素取1.5),也能承受36吨的重物。再考虑到汽车前进属于冲击载荷,打对折之后也有18吨之重,远超汽车自重。所以,当汽车压过之后,翘起了的石砖,就起到了一个撑杆的作用,把汽车顶了起来。
前面说了,底盘大部分都是铝,其强度比石砖高很多,那为何会被石砖刺破呢?这就要提到电池包的结构了。底盘的铝并不是一大块铝,而是薄薄的一层。虽然材料的力学性能好,但是结构的性能稍差一些。石砖的边角很容易刺破铝层,刺进电池包。
至于电池爆炸炸飞汽车,这是不可能的。目前电车事故,大多都是爆燃,没有大爆炸。想要把汽车整个炸飞一定高度,爆燃是实现不了的。爆炸是指燃烧后压力急剧增加,封闭的容器承受不住这个压力,而发生炸裂的过程。电池包的设计虽然相对封闭,但是不能承压,即便有高压,也很快喷射出去了。这应该也是汽车安全性设计的一个要求。
4、总结
综上,石砖虽弱,但是顶起一辆车毫无问题。这起事故,虽然毁了一辆车,但是似乎深蓝是最大受益者。毕竟起火后的电池,还能自动熄灭的车,非常少见。