更高的能量密度,，更長的續(xù)駛里程、更快的充電速度……電動汽車的性能正不斷提高,，加快向市場驅(qū)動的轉(zhuǎn)型,，但同時安全事故仍然頻發(fā),。
1個月前，國家市場監(jiān)管總局質(zhì)量發(fā)展局發(fā)布通知,，要求生產(chǎn)者在獲知其生產(chǎn),、銷售或進口的新能源汽車發(fā)生冒煙、起火事故時,，應(yīng)在事故發(fā)生后12小時內(nèi)向其報告基本信息,，如造成人員傷亡的報告時限縮短為6小時。
隨著電動汽車的推廣和普及,，車輛自燃事件不斷引發(fā)行業(yè)對安全問題的冷思考,。從技術(shù)和產(chǎn)品的角度出發(fā)，如何避免電動汽車起火,、更好地保證車輛安全,，成為擺在全體從業(yè)者面前的重要考題。如今,，業(yè)界對于答案已經(jīng)形成一定的共識,。
■重點防范動力電池?zé)崾Э?/p>
眾所周知，安全是電動汽車的重中之重,，一旦動力電池內(nèi)部發(fā)生了熱失控,，往往蔓延至整個電池系統(tǒng)，從而形成安全事故,。
中國科學(xué)院院士,、清華大學(xué)教授歐陽明高指出，對于電動汽車來說,，熱失控與動力電池安全性密切相關(guān),，因此探尋電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生機理與抑制方法至關(guān)重要。
今年以來,，企業(yè)因車輛存在熱失控安全隱患而進行召回的并非個案,。
據(jù)報道，南京金龍召回的25輛純電動客車因動力電池電芯一致性問題,，長時間,、高電量存放時電芯存在漏液和短路風(fēng)險，可能引發(fā)動力電池?zé)崾Э睾推鸹�,，存在安全隱患,。
蔚來汽車今年6月發(fā)布召回公告稱，召回4803輛ES8的原因是電池包設(shè)計缺陷,，可能引起熱失控和起火,。
清華大學(xué)教授何向明指出，從2015年到現(xiàn)在,，市場上出現(xiàn)了很多由于動力電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的安全事故,，極大阻礙了電動汽車的推廣應(yīng)用,。
“電池是電化學(xué)能源儲存系統(tǒng)，也是電動汽車最重要的組成部分,，業(yè)界應(yīng)攜手找出熱失控真正的原因,，以及電池安全事件的發(fā)生機理，有針對性地提出一系列解決措施,�,！彼f。
據(jù)介紹,，大量實驗研究表明，動力電池?zé)崾Э赜腥齻�特征溫度,，自生熱起始溫度T1,，熱失控引發(fā)溫度T2、熱失控最高溫度T3,。
其中,，T2是引發(fā)熱失控最為關(guān)鍵的因素，而正極釋氧,、負(fù)極析鋰,、隔膜崩潰又是引發(fā)T2的主要原因。
對此,，歐陽明高表示,，可以在以下幾個方向上入手抑制熱失控：依靠BMS檢測內(nèi)短路、改進正極和電解質(zhì)減少釋氧,、充電控制減少析鋰及控制熱擴散,。
■五類事故形態(tài)中自燃占比最大
在中國汽車技術(shù)研究中心有限公司試驗研究所副總工程師王芳看來，提升動力電池的安全防護,，首先要考量電動汽車的事故形態(tài),，然后制定相應(yīng)的測試方法和項目，從而達到提升產(chǎn)品安全性的目標(biāo),。
據(jù)介紹,，研究數(shù)據(jù)顯示，電動汽車安全事故形態(tài)可以分為五類：過充電,、碰撞,、自燃、浸水及其他,。
其中,，過充電問題占比21.99％，表現(xiàn)為電芯一致性差,、控制策略設(shè)計不當(dāng),、充電樁與電池系統(tǒng)不匹配等,；碰撞問題占比16％，表現(xiàn)為正面或后碰撞引發(fā)系統(tǒng)X方向變形,、側(cè)面碰撞引發(fā)系統(tǒng)Y方向變形,、車輛托底引發(fā)系統(tǒng)底部變形；浸水問題占比3.4％,，主要表現(xiàn)為IP防護設(shè)計不佳,；自燃問題占比最大，為43％,，主要表現(xiàn)為電池內(nèi)短路,。
在機械載荷下電池會發(fā)生變形，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞,，這樣會導(dǎo)致內(nèi)部短路,，因此導(dǎo)致熱失控，最終在一些極端的條件下起火甚至爆炸,。
對碰撞導(dǎo)致的安全性問題,，北京航空航天大學(xué)教授劉冰河及其團隊進行了一系列研究，“目前我們完成了從變形到熱失控的耦合模型框架,，期待建立一個從變形到爆炸的多尺度耦合模型,，以模擬機械碰撞后的一系列過程�,！�
當(dāng)前,，市場對電動汽車長續(xù)駛里程及快充的一些訴求，一方面促使技術(shù)快速變革,，另一方面也帶來一系列挑戰(zhàn),。
對此，王芳指出,，動力電池系統(tǒng)的能量密度從2015年的90Wh/kg發(fā)展到現(xiàn)在的超過140Wh/kg,，其熱特性,、熱穩(wěn)定性也發(fā)生了明顯變化。
同時,，動力電池材料體系變革也提出了新的課題,，要想追求高比能，必然從磷酸鐵鋰向三元材料發(fā)展,，其熱穩(wěn)定性因此發(fā)生變化,，熱失控時間提前，釋氧量存在差異,。
根據(jù)對眾多事故的調(diào)查,，它們中的大部分都是車輛累計行駛1萬多公里后發(fā)生的,，這就證明了動力電池性能是一個動態(tài)變化的過程，對其在全生命周期內(nèi)可用,、可控及失控的評價是行業(yè)需要重點關(guān)注的問題,。
■行業(yè)強化電池安全設(shè)計
在車市整體下行，新能源汽車補貼退坡的大環(huán)境下,，車企進一步強化了對安全性的追求,，以增強產(chǎn)品競爭力。
在碰撞安全方面,，北汽新能源在電池,、PACK、電氣功能,、模組四大領(lǐng)域開展工作,，為動力電池安全筑起四重屏障,。
其中，在電池包設(shè)計上,，北汽新能源將電池設(shè)計成“整車乘員艙”一樣安全,、不可變形的區(qū)域，并在電池周圍設(shè)計了過渡區(qū)及可變形區(qū),，在一定程度上可降低發(fā)生碰撞時的強度。
北汽新能源工程研究院副院長代康偉介紹稱,，該公司還進行了第二層的PACK級保護，通過采用高強度鋁型材料箱體設(shè)計,，結(jié)合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化,，確保車輛碰撞時在PACK級的高強度保護,。
第三層是電氣功能保護,，先把BMS、BDU等高壓切斷裝置的電氣部件優(yōu)化,，確保整車在碰撞時這些電氣系統(tǒng)不會受到過多的損壞,，進而保證功能正常。
同時,，他們還將相關(guān)的碰撞信號及異常監(jiān)測信號引入系統(tǒng)中,，確保電氣在異常情況時主動切斷高壓裝置，確保乘客安全,。
據(jù)悉,，北汽新能源近期在中國汽車技術(shù)研究中心有限公司順利完成了三車聯(lián)合碰撞試驗，實現(xiàn)電氣安全功能正常且不著火,、不爆炸,。
同樣的設(shè)計理念也體現(xiàn)在一汽新能源汽車上。一汽集團新能源開發(fā)院院長王德平表示,，對電池進行特別防護設(shè)計,，可以保證車輛在低速碰撞和托底時其不變形。
此外,，一汽還構(gòu)建了雙路高壓斷電系統(tǒng),，在車輛發(fā)生高速碰撞時，在1毫秒內(nèi)進行斷電處理,，確保系統(tǒng)安全,。
蔚來汽車采取全天候?qū)崟r監(jiān)測保障電池安全。
“所有的大數(shù)據(jù)都進入到云端,，云端可以進行自動分析,，如果發(fā)現(xiàn)任何的異常就會預(yù)警。我們將審議,，或者開展召回,，或者為客戶更換電池�,！蔽祦砥嚫笨偛命S晨東介紹說,，即便汽車在休眠過程中，蔚來的電池安全監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)仍處在工作狀態(tài)。
在未來的設(shè)計優(yōu)化中,，蔚來汽車還將采取模組絕緣防火墻等措施阻止熱傳遞,，并在電池組中加入相應(yīng)的煙道設(shè)計杜絕二次損失，相應(yīng)的滅火裝置也將被設(shè)計到系統(tǒng)中,。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）
