新能源車的電池是怎樣失控的？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-10 14:21
點擊量：次
電動車起火大部分原因在于電池起火，電池起火的原因主要在于電池熱失控。
所謂的熱失控，是指動力電池在工作的時候會發(fā)熱，當電池溫度過高或充電電壓過高時，電池內(nèi)部會產(chǎn)生連鎖的化學反應，導致電池內(nèi)壓和溫度急劇上升，引發(fā)電池熱失控并最終導致燃燒。
電池熱失控的原因有各種各樣的，有可能是電池包本身溫度不均勻，有局部區(qū)域溫度高、外短路、內(nèi)短路等等原因引發(fā)著火。
動力電池科技公司遠景AESC中國研發(fā)負責人林玉春在接受出行一客記者采訪時表示，隔膜設計是影響電池內(nèi)短路發(fā)生的重要因素之一。如果隔膜設計余量不夠或者設計方向不對，會影響隔膜的機械延展性與柔韌性，導致充電過程出現(xiàn)萎縮，繼而正負極相互接觸，造成短路。
同時，在生產(chǎn)工藝中把控不嚴，電芯混入金屬顆粒，這些雜質(zhì)在充放電過程中會導致電極表面差異反應，不斷積累后會刺破隔膜，從而導致短路。
一旦有一顆電芯出現(xiàn)問題，如短路、斷路等，將影響電池組內(nèi)其他電芯，從而造成內(nèi)部出現(xiàn)嚴重問題，最終導致安全問題。
特斯拉這種用串聯(lián)電路的電動車尤為危險。軟銀中國投資的臺灣固態(tài)電池生產(chǎn)企業(yè)輝能科技股份有限公司行銷經(jīng)理許容禎告訴出行一客記者，特斯拉擁有4416顆鋰電池，只要一個環(huán)節(jié)做的不好，就會發(fā)生連鎖反應。
BMS技術需提高
除電池廠和充電企業(yè)努力外，整車廠其實需要承擔的責任并不輕。因為電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，下稱BMS）是電動汽車整體架構(gòu)中的重要要素，而這些目前都由整車廠來負責設計。
BMS是處于動力電池系統(tǒng)的核心位置，是電池保護和管理的核心部件。BMS不僅要保證電池安全可靠地使用，更要控制電池組的充放電，并在整車控制器上報動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)和故障信息，可謂是電池、整車控制器和駕駛者之間的橋梁。
一家大型鋰電廠中層對出行一客記者表示，熱管理系統(tǒng)在BMS中較為重要。熱管理系統(tǒng)的基本工作原理是通過冷卻或者加熱的方式使電池包的溫度維持在一定的溫度范圍從而保證電芯的性能發(fā)揮及壽命。
熱管理系統(tǒng)主要分為三類：加熱系統(tǒng)，風冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)，不同的設計方案的工作原理不同，但都存在引發(fā)電池包熱失控的可能性。
首先，對于水冷系統(tǒng)，它是通過液體對流交換，帶走熱量降低電芯溫度的一種熱管理方式，但是水冷板通常位于電池包的底部，安置于車輛的底盤，車輛長期運行過程中對水冷板的異常撞擊，底部刮蹭，或者水冷設計結(jié)構(gòu)長期可靠性失效，可能使其發(fā)生冷卻液泄漏，進而導致電池包絕緣失效引起整車熱失控。
第二，風冷系統(tǒng)，它是以空氣為為介質(zhì)，利用熱對流降低電芯溫度的一種熱管理方式，但風冷設計會提高電池系統(tǒng)的密封設計難度，車輛長期運行過程密封結(jié)構(gòu)失效，使其存在陰雨天行駛進水從而絕緣失效導致熱失控的風險。
最后，對于主要應用在寒冷地區(qū)的電動汽車會使用加熱系統(tǒng)，其原理是利用加熱膜來對電池包加熱，使其維持在合理的工作溫度范圍內(nèi)，保證電芯性能發(fā)揮。加熱膜的發(fā)熱功率設計或者裝配方案設計不合理，又或者其長期可靠性失效，也可能會導致電池包絕緣失效，進而引發(fā)熱失控事件。
上述鋰電廠中層表示，熱管理這些問題目前已經(jīng)有技術解決方案，并且能否有效解決這些問題是體現(xiàn)各廠家技術先進性的一個指標。
高能量密度下的風險
為了解決電動車續(xù)航里程問題，提高動力電池能量比是發(fā)展的必由之路。要想提高能量比，就要調(diào)整鋰電池相關材料配比。
目前乘用車的動力電池大部分采用三元體系，即正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰的鋰電池。我國三元動力電池采用的鎳鈷錳酸鋰。
根據(jù)鎳鈷錳三元素的不同配比，又分為111型、532型、622型和811型。隨著鎳的比例不斷提高，動力電池的能量比也會增加，這也就意味著汽車的續(xù)航里程將相應增加。
對于鋰電池來說，安全、壽命、成本、能量密度這四者處于一種動態(tài)平衡的狀態(tài)。如果能量密度提高，那么其他三者必然會出現(xiàn)一些問題。
深圳市比克電池有限公司企管中心副總裁李鳳梅在接受出行一客記者采訪時表示，鎳比例越高，整個正極材料的熱穩(wěn)定性就越差。遇到高溫、外力沖擊等情況，高鎳電池會存在安全隱患。高鎳電池充電時產(chǎn)氣會導致電池鼓脹也是一大問題。
同時，811型電池一旦出現(xiàn)熱失控問題，后果也較為嚴重。以往磷酸鐵鋰電池熱失控，僅會出現(xiàn)冒煙情況；532型三元鋰電池熱失控會出現(xiàn)燃燒情況。一旦811型三元電池熱失控，很可能會出現(xiàn)爆燃。
追求高能量密度是發(fā)展的必然，但歐陽明高提醒出行一客記者，電動汽車高比能量動力電池的發(fā)展，安全永遠是第一位的。
