论文部分内容阅读
摘要：随着近年来新能源汽车的崛起，越来越多消费者选购了新能源汽车，自燃事故的现象也就多了起来，严重影响电动汽车的普及和推广，根据公开资料整理了2020年国内新能源汽车自燃、起火等事故，统计数据显示，2020年（1-12月）国内有报道的自燃起火事故共61起。事故原因大部分是因为动力电池问题导致。相较于传统燃油车，新能源汽车的大容量动力电池，在过充、过热、内短路、外短路、机械触发等因素下，容易诱发热失控，而且起火后扑救难度大，复燃风险高。随着行业的快速发展，安全问题已经成为新能源汽车产业发展的关键，必须引起相关部门以及行业的重视。
关键字： 电池安全;热失控;预警
一、引言
动力电池作为新能源汽车的核心，在新能源备受关注的当下，自然也享受到人们的“特殊关照”。但是，根据调查显示目前制约我国新能源汽车发展的主要因素也是电池技术。某网站的数据调查统计70.3%的消费者之所以不选择新能源车，其主要原因是因为认为电池技术不成熟，而且新能源车频繁自燃所产生的不信任造成的。因此，可以说电池技术的发展直接影响到新能源汽车产业的发展。
二、新能源汽车电池安全问题现状
1、新能源汽车企业为了提高续航在设计上存在缺陷
（1）为了提升续航里程，当前的纯电动车大都将动力电池布置在底板下方，电池面积大，几乎覆盖整个底板，其周边到车身边缘的距离通常不会很大，因此在碰撞或托底时容易被挤压。
（2）近年来电池单体的能量密度提升过快，伴随的就是电芯稳定性的降低，在机械载荷下发生热失控的风险加大。因为补贴政策对动力电池系统能量密度有要求，为提升整包能量密度，国内的纯电动汽车倾向于将电池包壳体结构做的尽量轻巧，导致对内部模组和高压器件的防护不足。
2、动力电池产品本身的质量问题
（1）动力电池测试验证手段不完善，不能反映实车使用条件，很大一部分企业并没有建立企业内部的电池安全测试标准，部分企业甚至就没有电池安全测试的能力，生产出来的质量也就是参差不齐的。
（2）车辆使用老化过程中可靠性降低。造成降低的因素有以下几点：a：全生命周期中防水的效果不佳，一般电池的密封是要通过IP67标准，但是当车辆使用时间长了之后，密封就会变差，导致车辆进水，就会容易造成短路;b：电池的激光焊接的接头，焊接点内部容易出现空隙，这些空隙就会带来阻抗增加，进而发热导致高温点，引起热失控;c：电池系统和充电机高压电器老化;d：充电时候的接触器经常开断，有时候就会拉弧，造成高温和接触器表面的这种烧损或者粘连，会短路、会发热，这些都是热失控的原因。
（3）充电过程中数据通讯不规范，BMS的厂商和充电机的厂商没有严格的执行新颁布的国家标准。不严格执行充电安全的相关标准的例子有很多，例如充电继电器的粘连应该有诊断功能，但有企業为了节省成本就没有。再有就是由于技术问题导致的电池过充，通过测试分析出了过充热失控机理，在此基础上，通过热电耦合模型来预测电池过充热失控的表现。过充事故一般是微过充，比如电池的不一致性导致的，因为不一致，充电过程中有的地方已经充满了，有的地方还没有充满，就会导致有一些充满的电池微过充，接着就会在负极材料上析锂，产生锂枝晶，就是所谓的析锂，导致安全性变差，导致短路。
三、新能源汽车电池安全问题的对策
1、从技术上对过充问题的解决
通过BMS、充电机、VCU保护，最简单的是通过BMS来保护，如果BMS不起作用还可以通过充电机来保护，还可以通过整车VCU来介入。关于过充的问题，从技术上来解决的话是比较容易解决的，而且效果也比较明显。
2、从技术上对过热问题的解决
在充电过程中，由于电芯本体的过热或者连接阻抗过大导致的过热也会引起热失控。关于过热的问题主要从两个方面来解决，一是减小电芯的密度、减小连接阻抗，这从本质上去降低风险;第二个是加强散热，在充电过程中能采取更有效的散热措施，比如说通过加强风冷或液冷的措施，可以降低充电过程中热失控的可能性，还有温度采样的问题，温度采样要准确，怎么样有效可靠地采样出温度点，这可能要跟热仿真和实际测试结果做一下匹配。
3、从政策上对电动车领域安全问题的对策
2020年5月12日，《电动汽车安全要求》《电动客车安全要求》《电动汽车用动力蓄电池安全要求》等三项强制性国家标准发布，并于2021年1月1日起实施。这是我国电动汽车领域的首批强制性标准。专家指出，在当前技术条件下，没有绝对安全的电池，但可以通过系统设计以及建立不断提升的标准来保障新能源汽车安全性，以此确保我国新能源汽车行业良性有序的发展。
四、总结与展望
从整体上来看，新能源车的电池技术在这几年得到了极大的提升，我们有理由相信，在未来会有更强大的技术出现。而随着电池技术的升级，电动汽车使用的里程焦虑将会基本得到消除，用户的整体用车成本也将会降低。我们也希望电池技术能够让整个电动车时代加速到来。
参考文献
[1]新能源汽车动力电池安全问题分析及解决思路 中国电动汽车百人会
[2]动力电池10大安全问题及解决思路 动力电池热失控技术研究
【作者简介】李碧野（1986.07），男，籍贯 吉林省舒兰市，工作单位 长春市鑫禹汽车维修公司 维修技师。研究方向 新能源汽车技术。
长春市鑫禹汽车维修公司 吉林长春
关键字： 电池安全;热失控;预警
一、引言
动力电池作为新能源汽车的核心，在新能源备受关注的当下，自然也享受到人们的“特殊关照”。但是，根据调查显示目前制约我国新能源汽车发展的主要因素也是电池技术。某网站的数据调查统计70.3%的消费者之所以不选择新能源车，其主要原因是因为认为电池技术不成熟，而且新能源车频繁自燃所产生的不信任造成的。因此，可以说电池技术的发展直接影响到新能源汽车产业的发展。
二、新能源汽车电池安全问题现状
1、新能源汽车企业为了提高续航在设计上存在缺陷
（1）为了提升续航里程，当前的纯电动车大都将动力电池布置在底板下方，电池面积大，几乎覆盖整个底板，其周边到车身边缘的距离通常不会很大，因此在碰撞或托底时容易被挤压。
（2）近年来电池单体的能量密度提升过快，伴随的就是电芯稳定性的降低，在机械载荷下发生热失控的风险加大。因为补贴政策对动力电池系统能量密度有要求，为提升整包能量密度，国内的纯电动汽车倾向于将电池包壳体结构做的尽量轻巧，导致对内部模组和高压器件的防护不足。
2、动力电池产品本身的质量问题
（1）动力电池测试验证手段不完善，不能反映实车使用条件，很大一部分企业并没有建立企业内部的电池安全测试标准，部分企业甚至就没有电池安全测试的能力，生产出来的质量也就是参差不齐的。
（2）车辆使用老化过程中可靠性降低。造成降低的因素有以下几点：a：全生命周期中防水的效果不佳，一般电池的密封是要通过IP67标准，但是当车辆使用时间长了之后，密封就会变差，导致车辆进水，就会容易造成短路;b：电池的激光焊接的接头，焊接点内部容易出现空隙，这些空隙就会带来阻抗增加，进而发热导致高温点，引起热失控;c：电池系统和充电机高压电器老化;d：充电时候的接触器经常开断，有时候就会拉弧，造成高温和接触器表面的这种烧损或者粘连，会短路、会发热，这些都是热失控的原因。
（3）充电过程中数据通讯不规范，BMS的厂商和充电机的厂商没有严格的执行新颁布的国家标准。不严格执行充电安全的相关标准的例子有很多，例如充电继电器的粘连应该有诊断功能，但有企業为了节省成本就没有。再有就是由于技术问题导致的电池过充，通过测试分析出了过充热失控机理，在此基础上，通过热电耦合模型来预测电池过充热失控的表现。过充事故一般是微过充，比如电池的不一致性导致的，因为不一致，充电过程中有的地方已经充满了，有的地方还没有充满，就会导致有一些充满的电池微过充，接着就会在负极材料上析锂，产生锂枝晶，就是所谓的析锂，导致安全性变差，导致短路。
三、新能源汽车电池安全问题的对策
1、从技术上对过充问题的解决
通过BMS、充电机、VCU保护，最简单的是通过BMS来保护，如果BMS不起作用还可以通过充电机来保护，还可以通过整车VCU来介入。关于过充的问题，从技术上来解决的话是比较容易解决的，而且效果也比较明显。
2、从技术上对过热问题的解决
在充电过程中，由于电芯本体的过热或者连接阻抗过大导致的过热也会引起热失控。关于过热的问题主要从两个方面来解决，一是减小电芯的密度、减小连接阻抗，这从本质上去降低风险;第二个是加强散热，在充电过程中能采取更有效的散热措施，比如说通过加强风冷或液冷的措施，可以降低充电过程中热失控的可能性，还有温度采样的问题，温度采样要准确，怎么样有效可靠地采样出温度点，这可能要跟热仿真和实际测试结果做一下匹配。
3、从政策上对电动车领域安全问题的对策
2020年5月12日，《电动汽车安全要求》《电动客车安全要求》《电动汽车用动力蓄电池安全要求》等三项强制性国家标准发布，并于2021年1月1日起实施。这是我国电动汽车领域的首批强制性标准。专家指出，在当前技术条件下，没有绝对安全的电池，但可以通过系统设计以及建立不断提升的标准来保障新能源汽车安全性，以此确保我国新能源汽车行业良性有序的发展。
四、总结与展望
从整体上来看，新能源车的电池技术在这几年得到了极大的提升，我们有理由相信，在未来会有更强大的技术出现。而随着电池技术的升级，电动汽车使用的里程焦虑将会基本得到消除，用户的整体用车成本也将会降低。我们也希望电池技术能够让整个电动车时代加速到来。
参考文献
[1]新能源汽车动力电池安全问题分析及解决思路 中国电动汽车百人会
[2]动力电池10大安全问题及解决思路 动力电池热失控技术研究
【作者简介】李碧野（1986.07），男，籍贯 吉林省舒兰市，工作单位 长春市鑫禹汽车维修公司 维修技师。研究方向 新能源汽车技术。
长春市鑫禹汽车维修公司 吉林长春