淺析新能源汽車電池安全問題的現狀及對策

摘要：隨著近年來新能源汽車的崛起，越來越多消費者選購了新能源汽車，自燃事故的現象也就多了起來，嚴重影響電動汽車的普及和推廣，根據公開資料整理了2020年國內新能源汽車自燃、起火等事故，統計數據顯示，2020年（1-12月）國內有報道的自燃起火事故共61起。事故原因大部分是因為動力電池問題導致。相較于傳統燃油車，新能源汽車的大容量動力電池，在過充、過熱、內短路、外短路、機械觸發等因素下，容易誘發熱失控，而且起火后撲救難度大，復燃風險高。隨著行業的快速發展，安全問題已經成為新能源汽車產業發展的關鍵，必須引起相關部門以及行業的重視。

關鍵字： 電池安全;熱失控;預警

一、引言

動力電池作為新能源汽車的核心，在新能源備受關注的當下，自然也享受到人們的“特殊關照”。但是，根據調查顯示目前制約我國新能源汽車發展的主要因素也是電池技術。某網站的數據調查統計70.3%的消費者之所以不選擇新能源車，其主要原因是因為認為電池技術不成熟，而且新能源車頻繁自燃所產生的不信任造成的。因此，可以說電池技術的發展直接影響到新能源汽車產業的發展。

二、新能源汽車電池安全問題現狀

1、新能源汽車企業為了提高續航在設計上存在缺陷

（1）為了提升續航里程，當前的純電動車大都將動力電池布置在底板下方，電池面積大，幾乎覆蓋整個底板，其周邊到車身邊緣的距離通常不會很大，因此在碰撞或托底時容易被擠壓。

（2）近年來電池單體的能量密度提升過快，伴隨的就是電芯穩定性的降低，在機械載荷下發生熱失控的風險加大。因為補貼政策對動力電池系統能量密度有要求，為提升整包能量密度，國內的純電動汽車傾向于將電池包殼體結構做的盡量輕巧，導致對內部模組和高壓器件的防護不足。

2、動力電池產品本身的質量問題

（1）動力電池測試驗證手段不完善，不能反映實車使用條件，很大一部分企業并沒有建立企業內部的電池安全測試標準，部分企業甚至就沒有電池安全測試的能力，生產出來的質量也就是參差不齊的。

（2）車輛使用老化過程中可靠性降低。造成降低的因素有以下幾點：a：全生命周期中防水的效果不佳，一般電池的密封是要通過IP67標準，但是當車輛使用時間長了之后，密封就會變差，導致車輛進水，就會容易造成短路;b：電池的激光焊接的接頭，焊接點內部容易出現空隙，這些空隙就會帶來阻抗增加，進而發熱導致高溫點，引起熱失控;c：電池系統和充電機高壓電器老化;d：充電時候的接觸器經常開斷，有時候就會拉弧，造成高溫和接觸器表面的這種燒損或者粘連，會短路、會發熱，這些都是熱失控的原因。

（3）充電過程中數據通訊不規范，BMS的廠商和充電機的廠商沒有嚴格的執行新頒布的國家標準。不嚴格執行充電安全的相關標準的例子有很多，例如充電繼電器的粘連應該有診斷功能，但有企業為了節省成本就沒有。再有就是由于技術問題導致的電池過充，通過測試分析出了過充熱失控機理，在此基礎上，通過熱電耦合模型來預測電池過充熱失控的表現。過充事故一般是微過充，比如電池的不一致性導致的，因為不一致，充電過程中有的地方已經充滿了，有的地方還沒有充滿，就會導致有一些充滿的電池微過充，接著就會在負極材料上析鋰，產生鋰枝晶，就是所謂的析鋰，導致安全性變差，導致短路。

三、新能源汽車電池安全問題的對策

1、從技術上對過充問題的解決

通過BMS、充電機、VCU保護，最簡單的是通過BMS來保護，如果BMS不起作用還可以通過充電機來保護，還可以通過整車VCU來介入。關于過充的問題，從技術上來解決的話是比較容易解決的，而且效果也比較明顯。

2、從技術上對過熱問題的解決

在充電過程中，由于電芯本體的過熱或者連接阻抗過大導致的過熱也會引起熱失控。關于過熱的問題主要從兩個方面來解決，一是減小電芯的密度、減小連接阻抗，這從本質上去降低風險;第二個是加強散熱，在充電過程中能采取更有效的散熱措施，比如說通過加強風冷或液冷的措施，可以降低充電過程中熱失控的可能性，還有溫度采樣的問題，溫度采樣要準確，怎么樣有效可靠地采樣出溫度點，這可能要跟熱仿真和實際測試結果做一下匹配。

3、從政策上對電動車領域安全問題的對策

2020年5月12日，《電動汽車安全要求》《電動客車安全要求》《電動汽車用動力蓄電池安全要求》等三項強制性國家標準發布，并于2021年1月1日起實施。這是我國電動汽車領域的首批強制性標準。專家指出，在當前技術條件下，沒有絕對安全的電池，但可以通過系統設計以及建立不斷提升的標準來保障新能源汽車安全性，以此確保我國新能源汽車行業良性有序的發展。

四、總結與展望

從整體上來看，新能源車的電池技術在這幾年得到了極大的提升，我們有理由相信，在未來會有更強大的技術出現。而隨著電池技術的升級，電動汽車使用的里程焦慮將會基本得到消除，用戶的整體用車成本也將會降低。我們也希望電池技術能夠讓整個電動車時代加速到來。

參考文獻

[1]新能源汽車動力電池安全問題分析及解決思路 中國電動汽車百人會

[2]動力電池10大安全問題及解決思路 動力電池熱失控技術研究

【作者簡介】李碧野（1986.07），男，籍貫 吉林省舒蘭市，工作單位 長春市鑫禹汽車維修公司 維修技師。研究方向 新能源汽車技術。

長春市鑫禹汽車維修公司 吉林長春