电池安全 任重如山

新浪汽车讯

自燃、涉水、碰撞爆炸，夏日的高温多雨让电动车的安全问题无处遁形。

安全是1，性能是0，没有了1，再多0也枉然。

一系列触目惊心的起火、爆炸案例的发生，不禁让人发问，为什么会起火？电池没有安全标准吗？如何避免起火？起火了要如何维护自我权益。

接下来，我们一起剖析。

为什么会起火

电动汽车的起火，不管是自燃还是碰撞爆炸，都与电池密不可分，电池安全是电动车安全的基石，而电芯，电池包，电池控制系统则是影响电池系统安全的的三个重要部分。

“电池起火最直接的原因是“热失控”，什么是“热失控”？

一是当电池受到外力破坏时，电池内部的活泼碱金属（如锂）接触到氧气的一刹那会自燃。当一个电池发生自燃时，难免会引发相邻的电池损毁。当整个电池包内的压力得不到释放，自燃会发生爆燃。

二是所有电器最怕短路。当电池被外部短路时，正负极之间瞬间的超大电流也会引起局部过热，从而导致某个电池单体发生漏液、爆裂、自燃，并引发连锁反应，导致更多的电池损毁。

为了防止外部短路，在电池包的设计上会有很多安全设计，比如热管理系统、故障判别系统等，但是电池内部的短路是不可控的。电池生产厂家的品控和良品率高低，直接影响到电池的质量。三元锂电池如果经常用快充模式充电，经过长期的使用后，电池内部的正负极之间会化学生成“锂枝晶”，这种物质从电池内部的正负极两端同时向中间生长，渐渐刺穿电池内部正负极之间的绝缘膜，当这层膜被损坏后，电池内部的正负极间发生短路，电流瞬间暴增，从而引起电池的损毁，严重的会引起爆裂、漏液、自燃。

什么是“锂枝晶”，它为什么会导致电池短路？通过一部动画我们来了解一下：

除了电池的“热失控”，在BMS电池管理系统中，也存在着大量的能量交换和转换，这种能量也是电流。严格来说，只要有电流的地方，如果发生短路那很可能引起电池、电控系统的热失控。但是相比电池来说，BMS的热失控几乎不会发生，在设计上，BMS内部有非常谨慎的逻辑判断和冗余系统，一旦发觉系统内部有短路产生，BMS会自动断电。

以奔驰EQC的BMS系统为例，当系统发觉短路发生时，会自动切断动力电池的高压电，但会保留低压电以便维持车辆的其他功能。当发生严重的短路时，低压电也会被切断，并且车辆不可重新启动，只能等救援。当然，这种情况不论是系统内部突发情况，还是碰撞发生时，这套BMS系统都会执行同样的命令。

综上所述，“热失控”的解释就完全了，热失控的过程是不可逆的，一旦发生必将造成财产损失，甚至人员的伤害。

那么，有什么办法能减小“热失控”带来的损失呢？

目前，相比圆柱电池和固态封装片状电池，软包电池的安全性会更好。由于是软性材料封装，当电池发生“热失控”时，软性封装的外壳允许在一定程度上的膨胀，从而减缓电池的损毁，给车内人员留出充足的逃生时间。但是，注意，这也仅仅是留出更多的逃生时间，而不是说软包电池不会发生“热失控”。

而对于硬封装片状电池，为了防止一个电池热失控时影响到其他电池，在电池的上端设计了一个“定向爆破”的孔，一旦“热失控”高温火花甚至火焰，会通过这个孔向外释放能量，从而避免整个电池包的损毁和整车自燃。

我们在这里也提出一个呼吁，对于电池频道爆燃的现象，今后能不能强制在电池包中加入自动灭火装置，系统一旦发现局部温度过高，直接启动灭火装置。

对于最常见的电池热失控，这是一个快速、自动加热反应，会生成大量的电池热（最高可达500 ~ 700 ℃）、烟雾、粉尘和有毒气体。电池管理系统（BMS）在探测此类事件中起着关键作用，其在某些情况下可以启动冷却系统的开关。但在车祸或火灾中，BMS还是不能够达到控制热失控的作用。

而引起热失控，造车电池起火的诱因主要有三类：一类是机械类，比如电池包发生碰撞；一类是电化学类，最常见也是最危险的就是过充电；还有一类是热诱因，比如电池温度过高。

对于第一类，碰撞，其实任何汽车碰撞都会产生危险，在这一点上，纯电动车因电池组的结构，受到更多的关注，但是权威数据显示，目前并没有电动汽车因为碰撞引发电池爆炸的案例。

对于第二类过充，会引电池变形，影响电池蓄电质量，还会产生漏液，甚至爆炸。

防过充保护一般包括过充前和过充后保护，分别起着预防检测，和避免自燃等危害。过充前的饱和可通过电压探测和BMS分级保护，在接近满电之前逐步降级进行涓流充电，防止过充的同时，让电池的电量更加实在。过充后的保护装置，可采用CID和防爆阀。CID是一个翻转片，当过充发生后CID可以通过铁片的翻转切断电流，从而保证安全。防爆阀的作用则是在电池过充后，将气体泻放到更大的空间，从而避免温度上升，或发生短路。

第三类，热诱因，对于这一类因素，与电池的组装结构密不可分。

纯电动汽车的里程焦虑催化了各大主机厂片面追求纯电动车“高续航里程”“高能量密度”，其实，电池安全性能否在追求能效极限的状态下得到保障，不仅关乎新能源电动汽车的品质高低之分，更是电动汽车的存亡之线。

汽车业内专家表示，应给主机厂当前研发新能源车的“疯狂”加速喊一声“暂停”，当前应先高度关注电动汽车在静置情况下产生的自燃问题，提升技术和安全水平。

安全标准

根据国家质检总局发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》中，明确指出电池的安全合格指标，其中的验证方式也远远超出我们日常所碰到的条件。

与电池的组成成分相对应，电池安全标准也从电芯、电池包、电池控制系统三方面考虑，每一部分的设计都有相应的国家标准。比如GB/T31485-2015规定了动力电池单体和模组的安全指标，GB/T31467.3-2015规定了电池包的测试方法。

“理论上按照国家标准，是可以保证电池安全的，但现在的难题就在于电动车市场的发展才刚起步，大家的经验都不够丰富，还有很多极端情况、特殊情况可能没有遇到，所以安全标准也是要不断更新完善。”田伟东表示。

“动力电池的安全，是高压和化学安全的耦合，这导致高压的可靠性和化学安全结合以后形成比较大的安全隐患，中间包括了化学安全、高压安全、机械安全、功能安全和应用安全等多个层面。”宁德时代总裁黄世霖也曾在公开场合表示，动力电池的安全性是非常复杂的。当前业内，包括宁德时代等的制造商都在动力电池产品安全上追求零事故，除了生产和品质上的安全监控外，还通过远程监控系统实时收集使用数据，来减少事故。

如何维护自身权益

今年的3月14日，国家市场监督管理总局发布《家用汽车产品修理、更换、退货责任规定》（修订征求意见稿），意见稿将家用电动汽车的动力总成和主要零件纳入汽车“三包”责任，特别是电池或电机，如果发生严重质量问题可退换车。也就是说，电池、电机如果发生严重的问题，如电池起火等，车主可以要求退换车。

田伟东表示，“电动车自燃不管是对厂家，还是对新能源行业发展都有很大的负面影响，也需要国家出台相应的制度法规保障消费者权益。”

(责编：王子祺 李晓红)

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