為什么動力電池總是會著火

新能源汽車市場日漸火熱，新能源汽車電池著火的消息也接連出現在公眾的視野里，新能源汽車的動力電池真的如同我們在網上看到的那么脆弱嗎？

其實動力電池的組成不像平時我們所看到的如干電池那樣簡單，僅僅由電池正負極以及電解液組成，我們常說的動力電池是一個系統工程，它不單單只有電池模組，通常這個部分還包含了電池管理系統（BMS）、電氣系統、熱管理系統以及保護電池安全的結構件。當這些部分組成起來才能算是一個常規(guī)的新能源動力電池系統。接下來本文就將分別通過軟件部分和硬件部分探討一下新能源車為何會自燃以及汽車廠商們?yōu)榱藢Ω蹲匀疾扇×四男┐胧?/p>

動力電池系統的結構以及原理

1、電池管理系統

電池管理系統我們一般簡稱為BMS，顧名思義，BMS是一個用來控制管理電池的一個系統。主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。

舉一個簡單的例子：假設一輛新能源汽車有四塊電池，那么我們可以把電池暫時理解為是四個裝滿水的杯子，杯子里的水就代表著電池里所擁有的電量。在生活中，我們如果有四杯水，口渴了可以先喝完了一杯，接著再喝另一杯，直到喝干全部的水，但是在動力電池系統里那么干是不行的，效率會大打折扣。如果小時候有經常使用干電池的手電筒就不難發(fā)現，當兩節(jié)電池電量快耗盡了，我們取出一塊電池把它換成一塊新的電池再與之前的舊電池一起混合使用，手電筒所發(fā)出的光甚至可能還沒有原來兩款舊的電池那么亮，這個問題在汽車動力電池上也會發(fā)生。

但不一樣的是，動力電池里的電芯間不一致，是可以通過BMS來及時調整的。其中很重要的過程就是——電池均衡。在充電過程中，一旦有一節(jié)電池被充滿（荷電狀態(tài)達到100%），同一系統內其他電池的充電也必須立即停止，否則充滿電的電池會被過充電，導致不可逆的損傷甚至安全隱患。然而，此時停止充電就意味著多數電池并未充滿，電池組的容量不能得到完全利用。因此，當某節(jié)電池荷電狀態(tài)接近100%時，電池管理系統會提前開啟均衡功能，使最高荷電狀態(tài)電池的充電電流小于其他電池，由此確保所有電池在同一時刻被充滿。只有在容量一致，電量也一致的狀態(tài)下，所有電芯才能同步充滿和放空。

2、熱管理系統

熱管理系統則是保護動力電池的第二層保險，在燃油車上，溫度的控制是發(fā)動機效率的一個關鍵數據，所以一般燃油車都會有個體積巨大的發(fā)動機水箱散熱器，一些使用渦輪增壓的車型還會加入一個中冷器來降低渦輪的進氣溫度。如今的新能源汽車雖然用電驅動的方式取代了發(fā)動機，但是對于熱量的管理更加的嚴苛，由于動力電池的特性，除了溫度一旦過高需要散熱之外，還存在溫度低了電池會產生衰減，降低充電效率的問題，所以電動車除了要考慮散熱問題。還需要做到在冬天給電池保溫，防止因為氣溫過低而造成續(xù)航的“尿崩”。

3、保護電池安全的結構件

如今的廠商對于電池外部的保護也是層層設防，在電池外殼的保護上可以說是無所不用其極了，第一層是高強度安全裝甲，第二層是吸能緩沖塊，第三層是鋁合金防護層，第四層才是電池，正是三層安全防護層占據了相當大的電池空間，但正是采取了那么多層的保護，才會在有可能發(fā)生的碰撞中最大程度的保護動力電池不受傷害。

新能源汽車起火的原因

動力電池起火的原因有很多種，一種可能是因為鋰電池在充電過程中鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰刺穿隔膜引起電池短路，從而導致電池線路中的電流增加為正常時的幾倍甚至幾十倍，而產生的熱量又與電流的平方成正比，使得溫度急劇上升，大大超過允許范圍。如果溫度達到可以點燃附近物體的溫度時，便會引起車輛的自燃。

（鋰枝晶的反應過程）

另一種情況就是車輛的動力電池遭受了撞擊，撞擊電池的物體入侵到電池的內部，破壞了電池內部的隔膜，之前各家廠商都發(fā)布了針刺試驗，利用這種方法還原動力電池遇到沖擊所發(fā)生的反應，結果顯而易見。在實驗過程中，鋼針刺穿電芯，金屬體貫穿時造成瞬間的短路，產生大量熱量。直觀的感覺就好像三元鋰電池的爆發(fā)像一座活火山，針刺之后有濃煙和劇烈燃燒。傳統磷酸鐵鋰塊狀電池像是休眠火山，沉默幾秒之后還是被喚醒了，同樣產生了冒煙和升溫。如何應對瞬間的熱失控，是如今放在所有電池制造商面前的大課題。

遏制自燃的方法

說了那么多導致電池自燃的可能，那么電動車是否真的如同洪水猛獸一般稍不留神就自己把自己給點著了呢？其實不然，我們看到在路上跑的電動汽車其實是一個個企業(yè)、數十個甚至上百個團隊、無數的工程師們研發(fā)出來推向市場的一個成熟的產品，期間通過了設計、研發(fā)、測試，然后通過了國家標準的檢測，最終才交付到消費者手里的一個產品。我們看到的自燃、爆炸等事故，其實相較于整個電動汽車的市場是極其少數的。

新能源汽車今年7月份銷量達到了186.3萬輛，2021年以來累計銷售了1444萬輛，拋開劑量談毒性都是耍流氓這句話放在這個場景時再合適不過。當一個如此大的市場里僅僅出現了幾起事故從而談“電”色變不可取。何況里面到底有多少是操作不當，而不是本身質量問題導致的事故我們也不得而知。新能源汽車推出市場的時間不長，可能對于廣大的消費者來說是個新鮮事物，相較于燃油車，我們對新能源車的了解更少，人們往往容易對不了解的事情抱有恐懼，只有當你嘗試過了、體驗過了以后才能正確的認知。

新能源車發(fā)生燃燒、起火的大部分原因是因為劇烈的撞擊又或者是被鋒利的外物刺傷了電池隔膜引起短路，所以如今的新能源汽車對于電池的保護非常重視，新能源汽車電池包一般都布置在車身的底部，而車身的底部除了偶爾會產生托底以外相較于其他部分是較為安全的。

主流的廠商一般會從里到外對電池采取不同的保護手段，第一是在電池的電芯部分加入了一個保護閥（安全閥），它的目的是在于當內部發(fā)生了分解或存在一些不應該存在的物質（如水）與電池內部材料發(fā)生了反應，產生氣體而導致造成電池鼓包，電池內部壓力增大時直接將正極極耳與上蓋之間的連接破壞掉，使電池斷路，內部氣體泄出，電池失效。從而避免電芯因熱失控而燃燒，起到一個保險絲的用。

（電芯保護閥）

第二重保護是在電池模組里的電芯增加隔熱墊并加入熔斷器，其原理同上面一樣，也是利用在電流超過規(guī)定值一段時間后，以其自身產生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開。第三則是在整包電池的時候會在電池上下表面都會粘附一層絕緣板（一般采用云母片）。同時，電氣上的安全普遍采用主回路熔斷設計。最后生產廠商還會在電池周圍的結構件附近進行補強，防止在碰撞時巨大的能量造成電池形變而起火。

（電芯熔斷器）

剩下的就是要我們的新能源車主自己正確的使用新能源汽車，合理的對待動力電池。比如說盡量不要在下雨天充電，雖然說新能源車的充電接口具備一定的防水能力，密封良好，普通雨天是可以充電的。但在插拔充電搶時要注意遮擋，防止雨水直接進入充電口內部導致短路而影響下次充電。如遇大暴雨建議先暫停充電。因為很多充電線比較長，萬一有破損，浸泡在水中，可能會引發(fā)短路或者火災，有安全隱患。也不要認為新能源汽車相較于燃油車少了許多需要維護的部件從而忽視了新能源汽車保養(yǎng)方面的問題，新能源汽車的保養(yǎng)對車輛電池、高壓線束的檢查尤為關鍵，請車主們務必要上心。

諸如此類的操作不要忽視，多留心，只有合理地使用保養(yǎng)新能源汽車，才能給你帶來最佳的使用體驗

寫在最后

如今多數的廠家都把安全問題放在造車的第一位，比亞迪研發(fā)的刀片電池、廣汽推出的彈匣電池等產品 不管是從研發(fā)再到宣傳，無一例外都把安全性放在第一位。在我看來，往后的電池技術在材料方面沒有突破的情況下，性能是不會有太大的提升，但安全性能將會是會是以后廠商主要的研發(fā)方向，未來的一段時間電池安全的技術將會一步步的變得更加可靠，隨著電池的安全系數不斷加強，新能源汽車容易自燃這個概念也會逐步淡出大眾的視野。