4种原因导致电动车自燃,如何防患未然?
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发布时间：2022-04-22 20:46
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时间：2022-05-09 23:43
了解一下热失控。
文/阮锦程
多年前看到一个新闻：广州陵园西路（当时全国最大的手机市场之一）有一位店员一边手机充电一边打电话。突然间，手机电池爆炸了。
很不幸手机刚好在脖子动脉附近，后面的事情再没有心情描述下去了……
事后调查，因为是使用了山寨的充电器或者电池造成。陵园西路还是早年经常出没的地方，后来我晚上都不敢把手机放在枕边充电了。
所以坐飞机时，你就明白为什么空乘要反复强调禁止在机舱内使用充电宝。因为充电的过程是非常危险的，你确认你的充电宝质量比三星Note 7更好？
有关锂电池的各种事故，大家见到的都是引起火灾甚至爆炸等案例，说白了就是电池出毛病了（内因或外因），电池产生热的速度远高于散热速度，而热量大量累积而未及时散发出去所引起的。
电池升高的温度会导致系统变热和破坏，而系统变热后温度升高，又反过来让系统变得更热，然后就没有然后了……
关于电池的这类事故，有一个正式的名字——热失控。
其实一般电池热失控在电子产品中出现的概率是千万分之一，类似三星Note 7那样的事件也是万中无一了。
但对于电动车来说有点不同，一辆电动汽车的电池组需要几百个，甚至几千个电池（特斯拉18650）组成，这样发生热失控的概率就会大为提升了。
而电动车如果发生热失控，后果很严重，因为这么多电池炸起来真的很可怕。
那么造成电动车电池发生热失控的原因有几种？四种。
第一种是充电起火
造成这个事故的纯粹是厂家自己“不靠谱”，不是设计原因就是制造装配质量。因为造成充电起火只有三个原因：BMS故障、热管理故障和电池短路。
所谓BMS就是电池的大脑，电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）的简称，它的作用很大，例如提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电等等。
可以理解脑子坏了，例如它的算法、采样、诊断等有问题，那么离出事就近了。
而我们经常提到的电池热管理，主要是通过建立在材料学、电化学、传热学、分子动力学等多学科多领域的合理设计，解决电池在温度过高，或者过低情况下工作而引起的热失控和热效率问题。
没错，电池温度高了会炸，但温度过低也会掉电厉害呀。总之电池比燃油引擎难侍候多了。
造成充电起火的原因，还有一种是电池短路了。设计中如果对系统高压、绝缘、电芯材料和电化学过程等没有一个清晰的认识，离出事也就近了。
充电起火主要是设计的事，但也不排除设计师被制造过程中的小伙伴摆了一道。例如装配不严谨，或者电池掉进一些杂质，都可能引起热管理失效和电池短路。
第二种是自燃
如果没有充电，车辆在行驶或者停在那里就烧了起来，这个自燃就是热管理故障和电池短路的原因了。
但自燃的诱因也有可能是车子刚充完电回来，导致电池温度异常升高。例如去年4月发生在上海徐汇区某小区地下车库内的“特斯拉自燃门”，事发不久前就使用过超级充电桩充电，所幸并没有人员伤亡。
同样道理，自燃也可能是由于电池生产中装配或杂质，导致的热管理故障和短路。
第三种是浸水起火
电池浸水起火由两个原因造成：结构失效和电池漏电。
车用动力电池设计是把电池包固定在电池箱体里，整个系统设计时如果材料和结构不过关就引起麻烦，制造过程中焊接和装配不严谨也不行。最后电池盒如果遇到碰撞和石击，也会导致结构失效。
因为浸水而导致电池漏电的热失控，原因除了上述原因外，还有一点非常重要——密封设计没有做好。
其实主流电动车的电池都是经过防水处理的，都能达到IP67的防护标准，可以参考我们以前文章《电动车比燃油车更怕涉水？带你了解IP67防护标准背后的*》。
IP67标准就是即使短时间泡在水里，也不会有问题。当然，别泡太久。
第四种是碰撞起火
这种情况就好理解了，碰撞和前面浸水一样，会导致电池结构失效和电池漏电，最终可能引起热失控。
不过在防碰撞方面，各大电动车厂家都非常重视，电池包的箱体都越做越坚固。但提醒一点是，电动车的电池大多设计在车底，也是最容易受到碰撞的部位之一，所以别听那些厂家宣传，什么“电动车不用保养”之类。多检查一下电池外壳没什么坏处。
写在最后
在锂电池行业，有一句话被经常提起：“作为能量载体，本质安全的电池是没有的。”
所以电池天生是不安全的，特别是三元锂电池，我们只能用更好的设计、技术和不断积累的经验来管理好它。电池安全是一个系统工程，不能说一种材料比另一种安全，就判定它们最终产品的安全性。
例如我们常说三元锂电池结构上有圆柱型电池、方型电池和软包电池之分。理论上软包电池因为发生热失控时会冲破软包装外壳，最多是鼓包不容易爆炸，而方形包装的锂电安全性次之，最不安全的理论上是圆柱电池。
但实际上有工程师不完全这样认为，方形电池因为每一个电池组都有一个坚固的封装，本身就是一个保护壳，因此安全性反而比软包更放心。而至于特斯拉的18650电池，连淘宝小哥也懂得宣传——拥有最好的一致性，而且每一颗电池都有坚固的金属壳体防止意外。
所以当几千颗18650组成的特斯拉，它的BMS和热管理都非常出色，还拥有先进而成熟的多年设计使用经验，尽管它也有意外事故发生，但总得来看还是靠谱的。
有没有最安全的电动车？请重复这句话：“作为能量载体，本质安全的电池是没有的。”
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
