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为什么电池自燃频繁发生?需要遵循哪些安全规律呢?

来源:宝鄂实业    2019-05-27 22:22    点击量:

近频频出现在新闻中的电动汽车自燃事件,似乎打击了整个行业的信心。车企忙于公关清除负面,技术人员加班加点寻找解决方案,而用户也对购买一辆新能源汽车产生了前所未有的担忧。

 

自燃,这两个字对于新能源汽车究竟意味着什么?我们又该如何理性地看待新能源汽车自燃?笔者作为一名汽车专业人士、汽车行业从业者,同时也是一名真实的纯电动汽车车主,在此聊聊自己的观点,与大家共同探讨。

 

目前绝大多数电池均采用锂作为得失电子,即发生电化学反应的载体。它有极高的化学活性,当金属锂与氧气直接发生接触时,便会引起剧烈的燃烧与爆炸。

 

了解这一特性后,在研发锂电池时会遵循两大基本安全规律:

 

相反地,只有当这两大设计同时失效,电池的自燃才会发生,具体表现为:

 

除此之外,不可忽视的还有在电池内局部发生热失控的情况下,即使短时间内没有空气侵入,依然有可能因为相变生热(例如隔膜液化等现象),发生包括短路等一系列连锁物理化学反应,导致能量急剧累积或容积尺寸快速改变,并最终引发爆炸。

 

锂金属与空气发生的剧烈氧化还原反应,与电池内部的热失控,很难说彼此之间非常泾渭分明,情况可能同时发生于某次自燃事件中。但是现有锂电池已经形成了一套包含可闭隔膜空隙、排气阀、局部热管理、过充保护等技术的完整电池保护方案,使锂电池的安全性完全达到可以投入商业应用的场景。

 

既然已经有了这么多考虑,那么这些电动汽车自燃的案例,究竟是哪些环节没有做到位呢?

 

目前,动力电池组的安全性能指标与测试方法,已有工信部制定的《GB/T31485-2015》国家标准统一进行规范。

 

从标准中可以看出,蓄电池组需要经历过充、过放、短路、跌落、加热、挤压、针刺、海水浸泡、温度循环、低气压等严苛的测试条件,且在一定的观察周期内(1h起)不发生起火、爆炸或漏液等严重问题,方可交付量产。

 

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这样的测试条件,几乎远超出普通用户使用的条件边界,能通过这样的测试并量产的电池,理论上来说在用户常规用车过程中是不会出现能够引发自燃的问题。

 

那是自燃的电动汽车动力电池都被这样“蹂躏”过?也不尽然。从国标测试项目来看,尽管每一项都十分极限,但是各个测试环节之间存在独立性,既不会有同一个电池参与多个项目测试,对于每个项目的评价也没有关联。而真实用车场景中,尽管很少出现极端情况,但复杂工况造成的交变、交叉影响,却是目前的标准测试很难反映的。

 

正如之前所分析,只有当若干安全性设计思路同时失效,才会导致电池组内部的失控。不妨大胆猜测,如果将品控问题导致的出厂缺陷也算在内,自燃车辆至少发生了两种或以上的非正常电池工作状态(例如发生碰撞后再过度充电),而类似这种复合型测试,目前并未被列入动力电池强制考察的标准范围内,这也是从测试环节无法发现的结构性风险。