Will.liu，十年汽车生涯，怎能不白头。 新能源汽车研究中…… 阅读原文 动力电池系统发生燃烧的原因无外乎有三种。 电芯因为放热副反应，导致热失控，引燃电解液和周边可燃物质。 高压回路短路，导致温度急剧上升，引燃电解液和周边可燃物质。 外部燃烧，使得动力电池内部热失控，到达着火点温度，引燃电解液和周边可燃物质。 后面两种涉及到外部原因，大概率是因为剧烈碰撞造成的高压回路短路或者外部燃烧导致的热失控，属于极小概率事件，这个我们放在后面谈。 而对于纯电车来说，第一种发生的情况是常见使用状态中容易发生的，所以管控不好，就容易发生安全事故。这个也是我们最常见的纯电车的动力电池燃烧情况，充电时候燃烧，静置的时候燃烧，基本都是因为这个原因。 当电芯内部热量无法散出，不断积累造成的内部温度升高，使得特别是正极分解析出大量氧气后，就意味着剧烈燃烧，也就是爆燃现象的出现。 以下的热反应，也是电池的电芯趋向失控时候的热反应。 SEI 膜的分解（90-120℃） 负极与电解液的反应（120℃以上） 电极液分解（200℃左右） 正极与电解液的反应，伴随正极分解，析出氧气（180-500℃） 负极与黏结剂的反应（240℃以上） 2020 年，国标的标准增加了电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在 5 分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。 所以，车企设计电芯正常使用安全的时候，为了防止电芯热失控，基本上各种思路都要考虑。 以下是设计动力电池使用情况下的安全措施的综合方案。 1、全天候监控电芯数据，提高电芯散热 / 降温能力，模组散热 / 降温能力，PACK 散热 / 降温能力，避免热量积累。 2、从源头降低电芯放热副反应产生的热量，比如采用磷酸铁锂正极材料。 3、提高电芯内着火点温度，如在电解液中增加阻燃材料，选用陶瓷隔膜。 4、电芯和电芯之间增加阻燃材料，即便某个电芯热失控，也不会影响到其他电芯。 题目里面介绍的长城“大禹电池”，这个名字意义主要就是宣导自己动力电池的热疏通（撒热 / 降温）能力强悍。 而岚图的“琥珀”、“云母”电池系统，名字的意义就是表示每个电芯都如同琥珀一样，被阻燃材料包裹很好，即便某个电芯热失控了，也能避免波及到其他电芯。 极氪汽车的“极芯”电池包，则是全部元素都说了一通，运用了“隔”、“排”、“防”、“警”、“冷”、“断”六大核心技术。 广汽埃安的“弹匣电池”，则是重点宣传了电池速冷降温系统，电芯温度异常的时候启动速冷系统降温。 其他的厂家各有特点，在成本的考量上，各有自己的侧重点，就不一个个赘述了。 接下来，就说下开头说的另外两点。 高压回路短路，导致温度急剧上升，引燃电解液和周边可燃物质。 外部燃烧，使得动力电池内部热失控，到达着火点温度，引燃电解液和周边可燃物质。 这里提一个典型的例子。 最近十年内，影响力最大的一次纯电车起火，应该是 2012 年 5 月份的那次，让比亚迪市值一天蒸发了 60 亿元。 那次事件也引发了新能源车电池的社会大讨论，使得纯电车在国内的发展严重受挫。 2012 年 5 月份，深圳，作为出租车的 E6 电动车，车上载着司机和两名乘客，被一辆红色 GT-R 跑车以相对速度 100 公里 / 小时的速度撞击（E6 速度为 82 公里 / 小时，GT-R 速度为 183-195 公里 / 小时），汽车冲上绿化带，以约67 公里 / 小时的速度撞击到大树上（树干切进车尾 1.05 米，一直顶到了车底的电池包）。车辆经过两次碰撞、旋转，车体严重变形后出现了火势。 事故造成了司机和两名乘客当场死亡,而当时比亚迪的 E6 电动车使用的还是磷酸铁锂电池。 三个月后，8 月 3 号，汇集全国专家的调查结果出来，根据模拟分析，两次剧烈碰撞带来的颈部拉力和头部撞击，就有很大概率导致两名乘客颅骨开裂，极有可能因为撞击而致命，地毯上有喷射性血迹也验证了这次模拟实验。而司机因为有安全带，但剧烈撞击导致了司机的昏迷，被烧死在了座位上。 重点回到电池上，电池有 25%出现了燃烧痕迹，但并没有出现爆炸（爆燃）的现象。而着火原因是动力电池组和高压配电箱内的高压线路因为碰撞（3.5 秒内两次剧烈碰撞）导致大面积破裂，和车体之间形成了短路，产生了电弧，引燃了内饰材料（类似高压电线碰火）。车辆燃烧的原因，不是因为电池热失控，电解液燃烧所造成。 但 2012 年的事故，我们现在可以看到，虽然不是电芯本身造成的热失控，虽然这个案例很极端，但也是因为剧烈碰撞后，高压线路短路所造成的。 而这种燃烧的情况是否是无法避免的呢？ 2012 年的比亚迪给出的回复是电池已经做过了挤压实验，e6 电动车搭载电池经过国家权威部门做过挤压测试，电池模块 50%变形后，并没有发生起火燃烧，符合国家标准。而如此剧烈的碰撞，就是油车也都会燃烧，因为油车比电车轻很多，在那种情况只会旋转更厉害，飞得更远，撞得更狠。 但是在 2019 年 11 月，对电动车的电池安全，有个机构专门针对性的毁灭性碰撞测试，测试的结果并没有造成燃烧。 德国 DEKRA 检测公司，对雷诺 Zoe 和日产聆风，在最高时速分别为 75km/h 和 84km/h 的时速进行对固定柱体的侧面和正面碰撞。 这种侧面，高速度碰撞坚固硬物，只是为了测试极端环境下动力电池的安全性，因为这种侧面高速碰撞下，车内驾乘人员存活下来的几率很低。 但即便车身框架，电池受到了严重的挤压，也可以看到电池外包裹没有破裂的现象，高压线路没有漏出。且车内电池在发生碰撞的瞬间，就切断了高压系统，避免了起火爆炸的后果。 这也从侧面说明，合理的设计下，即便经受了如此严重的撞击，也是有可能不产生高压短路现象，在电池失控层面有效保护车内人员的安全。 所以这个就是在事故中的电池保护设计了，如何防护电池包，使之降低外部这些剧烈因素，如挤压、穿刺对电池包的影响。 现在设计的主要思路，就是在电池包的构造本身和外框架的强度上做文章。 比如电池包的外架构采用更耐震动和耐撞的模型，采用更高强度的钢材，如用 1500MPA 的超强度钢来作为框架的材质。这些的钢材组成的框架对比普通钢材，强度更高，且韧性也大，不容易发生开裂。但如果采用高强度钢，这一块的成本也会明显提高。 除了电池包本身框架之外，纯电车还要在前后碰撞和侧面碰撞上下功夫，才能更好保护电池包。 这里给纯电车辟个谣，因为本身架构的原因，纯电车的碰撞安全设计实际比普通燃油车要更容易一些。 燃油车的车头由于放发动机，两侧的转向轮还需要一定的摇摆空间，这就导致了留给纵梁的空间非常狭窄，尤其是前驱车，前纵梁扁、薄、小是常态。而纯电动汽车，因为没有发动机体系，就没有类似的烦恼，纵梁布置空间非常大。可以用宽大一体的型材作为纵梁，有富裕的空间做结构强度设计，使得车头抵御撞击的能力会比燃油车上升数个档次。 以上大致介绍了下动力电池的一些安全设施，车企和动力电池厂商最近几年也在电池安全上下了大功夫，保障了正常使用情况下不会热失控，即便热失控了也能留有足够的逃生时间。 各个专业机构也对应做了中等烈度的碰撞实验，保障了纯电车的动力电池不会造成二次伤害，如爆燃或者漏电的情况出现。 但高强度的剧烈碰撞下，动力电池到底能否保障驾乘安全，尤其是在售价低廉，成本不高的纯电车，能否经受得住高烈度碰撞，还是要看未来市场的真实反馈了。 但说一千道一万，安全第一，即便再好的电动车，再安全的电池防护，也是被动保护。而主动保护驾乘安全的，现阶段还是主动驾驶的安全意识，“安全驾驶”“主动防御驾驶”才是保障驾乘人员安全的最重要防线了。 阅读原文
