电动汽车为什么又“火”了

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欢迎来到德卡人才汽车频道,近日来,电动汽车起火事件频频发生,从特斯拉到比亚迪蔚来,一线品牌几乎无一幸免。 今天德小卡就带您看看电动汽车起火的原因与解决方法。

频发的起火事故

5月12日,一辆停放在香港新浦港广场的Model S突然电池起火冒烟,燃烧过程中出现3次爆炸,消防队员用了45分钟才扑灭大火。

5月16日下午6点多,上海嘉定区一辆停放在小区地下车库的蔚来ES8突然冒烟,事故发生处邻近蔚来总部安亭。

5月17日下午,河北定州一辆当天刚从4S店开出不久的吉利星越1.5T插混版突发自燃, 事故原因尚未查明。

在此之前,据充电运营商特来电统计,从4月21日到5月11日,国内已接连发生了11起新能源车“自燃”事故,且大多是电池着火。 而有关部门的统计结果显示,2018年全国总共发生电动汽车起火事故40多起。

罪魁祸首:热失控

虽然近期大部分电动汽车起火事故原因都未得到官方回应,但由于过半事故都发生在充电场所,业内通常认为电池组的热失控是引发事故的主要原因。

随着电动汽车的发展,追求更长的续航与更快的速度是必然的趋势,二者也就要求能量密度更高的电池组,但在技术尚未取得更大的突破时,更高的能量密度也就意味着稳定性更低的材料,以及随之而来的更高的热失控风险,而对快充的需求也使得失控风险进一步增加。

通常来说,最易导致热失控的操作是过充电,过充电导致的阴阳极得失电子不平衡会导致锂枝晶在阳极表面生长 ,当枝晶不断生长,就有可能刺穿隔膜并导致内部短路,进而引发热失控的链式反应(如下图)

热失控期间的链式反应

除此之外,过放电导致的铜枝晶生长刺穿隔膜以及外力作用下引起的电池组形变都会导致电池组的内部短路从而引起热失控进而引发动力电池的自燃。 例如4月22日的西安蔚来ES8的自燃事故,据官方调查就是由于底盘受损导致电池组形变引发的自燃。

应当如何避免热失控

由于锂自身的易燃属性且电解液分解时会产生氧气,一旦热失控的链式反应开始,想要终止就成为了一件极难的事情。因此厂商的主要目光也就被放在了对热失控的预防上。也就是5月15日工信部发布的2019年新能源汽车标准化工作要点上所要求的“电动汽车碰撞后安全、充电连接安全和动力电池管理系统功能安全”

首先是对动力电池组的物理保护。为了最大程度上增加电池数量从而增加续航,目前的绝大多数电动汽车的电池都被放置在底盘上,这也就不可避免的会遇到磕碰问题。以特斯拉为例 ,2013年,特斯拉提高了Model S在高速公路行驶时的行驶高度,以降低电池组被尖锐物体刺穿的风险。2014年,特斯拉决定为电池组增加更多物理保护,如在电池组之间增加阻燃与缓冲材料。

虽然最近几起新能源汽车起火原因并未全部查明,但值得注意的是,大部分车辆在自燃前都进行了快速充电。 根据企业公布的数据,特来电花5年时间研发的“两层安全防护体系”,在2018年有效预警并阻断可能导致事故的充电安全隐患16起,今年前3个月预防4到10起重大事故,减少了90%的烧车事故。

电池管理系统(BMS)则是重中之重 ,通过对过充电、过放电操作的阻止,以及在热失控发生之前的预警和降温,可以应对大部分非外力导致的热失控风险。 通过完善电池管理系统的充电和冷却设置,可以有效地管理每个电池的温度和充电水平,防止出现电池过充承压的情况。

作为一个新兴产业,电动汽车的安全问题不容忽视。正如特斯拉在一份声明中所说:“但我们认为,最理想的目标应该是零。”

参考文献:
Xuning Feng, Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: A review

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