特斯拉又自燃了？是時候跟你聊聊電動汽車的電池安全性了

頻頻占據(jù)汽車頭條的特斯拉最近又攤上事了，6月15日，曾在著名美國政治劇《白宮風云》中扮演國家安全顧問的好萊塢女星Mary McCormack發(fā)布推特稱，其丈夫的特斯拉Model S停放在洛杉磯街頭時發(fā)生自燃，所幸沒有發(fā)生人員傷亡，據(jù)悉，美國國家運輸安全委員會（NTSB）已經(jīng)介入調查。

從現(xiàn)場圖片來看，這輛特斯拉Model S起火比較嚴重的部位是底部，也就是電池組的位置，此事一出再次將電動汽車電池安全問題推到風口浪尖，那么，電動汽車的電池在什么情況下會發(fā)生自燃呢？

散熱不足 保護失效

如今三元鋰電池已憑借高能量密度的特性成為電動汽車的首選，在說明電池自燃原因之前，《電動大咖》先給大家簡單解釋下三元鋰電池的工作原理，三元鋰電池在工作中是利用鋰離子得失電子和遷移聚集來實現(xiàn)電能的儲存和釋放。

三元鋰電池在放電的同時還會產(chǎn)生一定的熱量，偏偏它又非?！皨少F”，工作溫度需要在-20~60℃之間，如果產(chǎn)生的熱量無法及時擴散并不斷積聚，導致電池組內部過熱，就會產(chǎn)生自燃的隱患。

如果你還沒有忘記高中所學的化學知識，應該對元素周期表最左側一列那幾個極為活潑的金屬還有一定印象，而鋰金屬就是其中之一。電池內反應產(chǎn)生的鋰金屬如果暴露在空氣中，會與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應，從而發(fā)生燃燒。

 為了防止空氣進入電池內部，汽車廠家通常會在電池組里里外外設計多層外殼或塑膜等封閉保護措施，防止鋰金屬不會與氧氣接觸而發(fā)生燃燒。如果防護措施老化失效或受撞擊遭到破壞導致防護失效，金屬鋰與空氣接觸后就容易失控起火。

電池熱管理系統(tǒng)是如何工作的？

既然三元鋰電池對工作環(huán)境要求如此苛刻，電動汽車廠家自然會想方設法給它一個理想的工作環(huán)境，動力電池熱管理系統(tǒng)（BTMS，Battery　Thermal　Management　System）應運而生。

動力電池熱管理系統(tǒng)按照冷卻源的不同分為被動式冷卻和主動式冷卻，只利用周圍環(huán)境冷卻的方式為被動式冷卻，組裝在系統(tǒng)內部的，主動元件包括蒸發(fā)器、冷卻液水道等的方式為主動式冷卻。

 空氣冷卻成本低

在被動式冷卻中空氣冷卻（風冷）應用最為廣泛，所謂空氣冷卻，顧名思義就是將空氣作為傳熱介質，直接讓空氣穿過電池模塊以達到冷卻的目的。此外，空氣自然冷卻效率較低，因此電動汽車大多使用強制空氣冷卻，電池的熱量經(jīng)過排風風扇強制帶走。

風冷方式的主要優(yōu)點有：結構簡單、成本低、散熱模組重量相對較小，缺點在于其與電池壁面之間換熱系數(shù)低、冷卻速度慢。

液體冷卻效率更高

在一般工況下，采用空氣介質冷卻即可滿足要求，但在高溫天氣或高負荷工況下，液體冷卻等主動式冷卻方式才能夠達到電池組的散熱要求。要知道，在相同的流速下，空氣的傳熱速率遠低于直接接觸式流體。 

液體冷卻就是采用液體與空氣進行熱交換把電池組產(chǎn)生的熱量送出，主要方式有在電池模塊間布置管線或圍繞模塊布置夾套，或者把模塊沉浸在電介質液體。若液體與模塊間采用傳熱管、夾套等方式，傳熱介質可以采用水、油甚至制冷劑等。若電池模塊沉浸在電介質傳熱液體中，必須采用絕緣措施防止短路。

液冷方式的主要優(yōu)點有：與電池壁面之間換熱系數(shù)高，冷卻速度快、體積較小等。缺點也顯而易見——存在漏液可能、重量相對較大、結構相對復雜、維修保養(yǎng)不便等。

此外三元鋰電池在低溫條件下放電效率會有所下降，導致續(xù)航里程降低，因此電動汽車熱管理系統(tǒng)通常還會支持電池加熱功能，通過空調、加熱片或液體加熱保證電池在低溫天氣下也能夠在正常溫度范圍內工作。