新能源车电池为何起火？
来源：宝鄂实业
2019-09-06 12:24
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一、动力电池的类别
首先我们常见的新能源电动汽车所搭载的电池，使用环境相对恶劣，且对容量、体积及重量等一些参数有较高的要求，其中电池主要性能指标包括：电压、容量、内阻、能量、能量密度、功率、使用寿命，在众多可循环使用电池中，锂电池的各方面性能参数最为适合纯电动汽车的使用场景。
锂离子电池属于新一代电池，也是目前对容量要求较高的用电器使用较多的电池。在新能源电动汽车上，主要使用磷酸铁锂电池及三元锂电池，所谓磷酸铁锂电池，是指正极材料采用磷酸铁锂的锂离子电池，早期由于其造价低（不含稀有贵金属，磷、铁资源丰富，价格低）、热稳定性好、循环寿命长等优点，磷酸铁锂电池被用作动力电池。
不过随着用户对续航里程的要求提高，在乘用车领域，相对来讲能量密度较低的磷酸铁锂电池逐渐被三元锂电池替代。而在商业用车及公交车上，磷酸铁锂电池还会有一些应用，主要针对行驶路径相对固定或短途运输的车辆，因为低成本及高安全性对于商业用途来讲更重要。
三元锂电池的全称为“正极材料使用镍钴锰酸锂（NCM）或镍钴铝酸锂（NCA）等三元聚合物的锂离子二次电池”。 根据正极材料的混合比例不同，三元锂电池分为多个体系，例如NCM811、NCM622、NCM333，数字代表3种元素的混合比例，例如NCM811内的镍钴锰以8：1：1为混合比例，也是目前能量密度最高的镍钴锰三元锂电池。不过配比调整也存在利弊，镍（Ni）提高后随之容量提升，但稳定性也会降低，电池安全性受影响。对于新能源车来说，续航里程的提高是硬性指标，而安全方面更为重要。
二、不同外形电芯的特性
新能源电动汽车要求电池组的比能量高、比功率大、充放电效率高、相对稳定性好、使用成本低、安全性好。有这么多的要求，对电芯的要求非常严格。在车内电芯并不是独立存在的，需经过编排成为电池组，结合车身结构、散热系统及电控系统，组成一套密闭的电池组，为车辆供电。
北汽新能源 EX3
大多数纯电动汽车的电池组都安装在底盘处，主要是底盘相对平整且面积更大，方面布置电池组，但也带来了安全隐患，行车过程中难免会出现磕碰底盘的状况，与传统燃油车不同的是，电池组的位置可能要比油箱更低，更容易被磕碰到，且容易造成电池组内出现短路等极端状况。
根据需求，电池厂商将电池包装成多种外形，满足不同车型的需求，目前常用的有圆柱型、方形、软包电池，车企会根据不同车型设计电池组，选择相应的电芯布置在电池组内部。
圆柱状电池:
圆柱型电池我们常见的型号有18650，这一组数字代表着圆柱的直径为18mm，长度为65mm，0表示为圆形柱状电池。18650电芯具有高功率输出和高能量密度的特点，满足高续航及快速充放电。
由于电池组所需的电芯单体数量很高，需要电芯适合大规模标准化生产满足供给，恰恰圆柱形电池符合这一要求。不过圆柱型电池也具备劣势，单体数量太大会造成电池组的管理系统复杂，散热方式设计困难等，同时影响电池组的能量密度。当然，电芯的一致性也非常重要，单体数量多意味着故障率也更高，一个电芯出问题，轻则导致电池组容量降低，重则可能导致过热起火。能量密度越高，放电产生的热量也越多，意味着容易出现热失控的情况。
以特斯拉Model S为例，搭载的电池组内包含超过7000节18650电芯，大量电芯单体给电池组的散热及管理系统带来更大压力。而在今年上市的特斯拉Model 3上，已经改为使用21700电芯，电芯单体的数量也大幅降低，可以理解为电芯的管理难度及故障率降低，整个电池组的安全性提高。
方壳状电池:
方壳电池最大的优点就是由于外形规整，方便在电池组内布置、设计电池组的整体外形。方壳电池的散热更容易设计，可靠性好，有泄压阀，短时间出现过热可尽快释放压力，保证电池组的安全。但方壳电池的外壳型号颇多，且尺寸相对固定，导致造价稍高。
方壳电池
目前，很多国产品牌都会采用方壳电池作为电芯，电芯单体有一定的安全措施保证安全，提升整个电池组的安全性，同时造型规整也更容易排布。
软包电池:
软包电池因为没有沉重的外壳，相对重量更轻，电池形状也可灵活改变，适应性强且能量密度更高。不过凡事必有利弊，没有外壳的它仅靠铝塑膜作为外包装，让电芯的机械强度存在短板，封口的工艺难度也较大，导致电芯的一致性稍差。
软包电池的一致性差，会导致整个电池组的稳定性下降。最大的问题就是温度控制，个别电芯的温度过高可能引起火情，或电池管理系统为保证某个电芯温度在安全范围内，导致整组电池的性能下降。所以说如果想采用高能量密度的软包电池，需要配合高效的散热系统及电池管理系统。
