眾所周知，安全是電動(dòng)汽車的重中之重，一旦動(dòng)力電池內(nèi)部發(fā)生了熱失控，往往蔓延至整個(gè)電池系統(tǒng)，從而形成安全事故。

中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高指出，對(duì)于電動(dòng)汽車來說，熱失控與動(dòng)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(jī)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(jìn)行召回的并非個(gè)案。

據(jù)報(bào)道，南京金龍召回的25輛純電動(dòng)客車因動(dòng)力電池電芯一致性問題，長(zhǎng)時(shí)間、高電量存放時(shí)電芯存在漏液和短路風(fēng)險(xiǎn)，可能引發(fā)動(dòng)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(jì)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(chǎng)上出現(xiàn)了很多由于動(dòng)力電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的安全事故，極大阻礙了電動(dòng)汽車的推廣應(yīng)用。

“電池是電化學(xué)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)，也是電動(dòng)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(jī)理，有針對(duì)性地提出一系列解決措施?！彼f。

據(jù)介紹，大量實(shí)驗(yàn)研究表明，動(dòng)力電池?zé)崾Э赜腥齻€(gè)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(duì)此，歐陽明高表示，可以在以下幾個(gè)方向上入手抑制熱失控：依靠BMS檢測(cè)內(nèi)短路、改進(jìn)正極和電解質(zhì)減少釋氧、充電控制減少析鋰及控制熱擴(kuò)散。

在中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司試驗(yàn)研究所副總工程師王芳看來，提升動(dòng)力電池的安全防護(hù)，首先要考量電動(dòng)汽車的事故形態(tài)，然后制定相應(yīng)的測(cè)試方法和項(xiàng)目，從而達(dá)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(dòng)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(jì)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(hù)設(shè)計(jì)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(jī)械載荷下電池會(huì)發(fā)生變形，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，這樣會(huì)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(duì)碰撞導(dǎo)致的安全性問題，北京特種航天大學(xué)教授劉冰河及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)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(gè)從變形到爆炸的多尺度耦合模型，以模擬機(jī)械碰撞后的一系列過程。”

當(dāng)前，市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)汽車長(zhǎng)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(duì)此，王芳指出，動(dòng)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(shí)，動(dòng)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(shí)間提前，釋氧量存在差異。

根據(jù)對(duì)眾多事故的調(diào)查，它們中的大部分都是車輛累計(jì)行駛1萬多公里后發(fā)生的，這就證明了動(dòng)力電池性能是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，對(duì)其在全生命周期內(nèi)可用、可控及失控的評(píng)價(jià)是行業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

在車市整體下行，新能源汽車補(bǔ)貼退坡的大環(huán)境下，車企進(jìn)一步強(qiáng)化了對(duì)安全性的追求，以增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)力電池安全筑起四重屏障。

其中，在電池包設(shè)計(jì)上，北汽新能源將電池設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)的強(qiáng)度。

北汽新能源工程研究院副院長(zhǎng)代康偉介紹稱，該公司還進(jìn)行了第二層的PACK級(jí)保護(hù)，通過采用高強(qiáng)度鋁型材料箱體設(shè)計(jì)，結(jié)合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化，確保車輛碰撞時(shí)在PACK級(jí)的高強(qiáng)度保護(hù)。

第三層是電氣功能保護(hù)，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(shí)這些電氣系統(tǒng)不會(huì)受到過多的損壞，進(jìn)而保證功能正常。

同時(shí)，他們還將相關(guān)的碰撞信號(hào)及異常監(jiān)測(cè)信號(hào)引入系統(tǒng)中，確保電氣在異常情況時(shí)主動(dòng)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(guó)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(yàn)，實(shí)現(xiàn)電氣安全功能正常且不著火、不爆炸。

同樣的設(shè)計(jì)理念也體現(xiàn)在一汽新能源汽車上。一汽集團(tuán)新能源開發(fā)院院長(zhǎng)王德平表示，對(duì)電池進(jìn)行特別防護(hù)設(shè)計(jì)，可以保證車輛在低速碰撞和托底時(shí)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(shí)，在1毫秒內(nèi)進(jìn)行斷電處理，確保系統(tǒng)安全。

蔚來汽車采取全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)保障電池安全。

“所有的大數(shù)據(jù)都進(jìn)入到云端，云端可以進(jìn)行自動(dòng)分析，如果發(fā)現(xiàn)任何的異常就會(huì)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(cè)和預(yù)警系統(tǒng)仍處在工作狀態(tài)。

在未來的設(shè)計(jì)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(jì)杜絕二次損失，相應(yīng)的滅火裝置也將被設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中。