中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：頻頻占據(jù)汽車(chē)頭條的特斯拉最近又?jǐn)偵鲜铝?，近日，曾在著名美?guó)政治劇《白宮風(fēng)云》中扮演國(guó)家安全顧問(wèn)的好萊塢女星Mary McCormack發(fā)布推特稱(chēng)，其丈夫的特斯拉Model S停放在洛杉磯街頭時(shí)發(fā)生自燃，所幸沒(méi)有發(fā)生人員傷亡，據(jù)悉，美國(guó)國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)（NTSB）已經(jīng)介入調(diào)查。
從現(xiàn)場(chǎng)圖片來(lái)看，這輛特斯拉Model S起火比較嚴(yán)重的部位是底部，也就是電池組的位置，此事一出再次將電動(dòng)汽車(chē)電池安全問(wèn)題推到風(fēng)口浪尖，那么，電動(dòng)汽車(chē)的電池在什么情況下會(huì)發(fā)生自燃呢？
散熱不足 保護(hù)失效
如今三元鋰電池已憑借高能量密度的特性成為電動(dòng)汽車(chē)的首選，在說(shuō)明電池自燃原因之前，《電動(dòng)大咖》先給大家簡(jiǎn)單解釋下三元鋰電池的工作原理，三元鋰電池在工作中是利用鋰離子得失電子和遷移聚集來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放。
三元鋰電池在放電的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，偏偏它又非常“嬌貴”，工作溫度需要在-20~60℃之間，如果產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)擴(kuò)散并不斷積聚，導(dǎo)致電池組內(nèi)部過(guò)熱，就會(huì)產(chǎn)生自燃的隱患。
如果你還沒(méi)有忘記高中所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，應(yīng)該對(duì)元素周期表最左側(cè)一列那幾個(gè)極為活潑的金屬還有一定印象，而鋰金屬就是其中之一。電池內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的鋰金屬如果暴露在空氣中，會(huì)與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)，從而發(fā)生燃燒。
為了防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部，汽車(chē)廠家通常會(huì)在電池組里里外外設(shè)計(jì)多層外殼或塑膜等封閉保護(hù)措施，使得鋰金屬不會(huì)與氧氣接觸而發(fā)生燃燒。如果防護(hù)措施老化或受撞擊遭到破壞導(dǎo)致防護(hù)失效，金屬鋰與空氣接觸后就容易失控起火。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是如何工作的？
既然三元鋰電池對(duì)工作環(huán)境要求如此苛刻，電動(dòng)汽車(chē)廠家自然會(huì)想方設(shè)法給它一個(gè)理想的工作環(huán)境，動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)（BTMS，Battery Thermal Management System）應(yīng)運(yùn)而生。
在動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中，按照冷卻源的不同分為被動(dòng)式冷卻和主動(dòng)式冷卻，只利用周?chē)h(huán)境冷卻的方式為被動(dòng)式冷卻，組裝在系統(tǒng)內(nèi)部的，主動(dòng)元件包括蒸發(fā)器、冷卻液水道等的方式為主動(dòng)式冷卻。
空氣冷卻成本低
在被動(dòng)式冷卻中空氣冷卻應(yīng)用最為廣泛，所謂空氣冷卻，顧名思義就是將空氣作為傳熱介質(zhì)，直接讓空氣穿過(guò)電池模塊以達(dá)到冷卻的目的。此外，空氣自然冷卻效率較低，因此電動(dòng)汽車(chē)大多使用強(qiáng)制空氣冷卻，電池的熱量經(jīng)過(guò)排風(fēng)風(fēng)扇強(qiáng)制帶走。
風(fēng)冷方式的主要優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、散熱模組重量相對(duì)較小，缺點(diǎn)在于其與電池壁面之間換熱系數(shù)低、冷卻速度慢。
液體冷卻效率更高
在一般工況下，采用空氣冷卻即可滿(mǎn)足要求，但在高溫天氣或高負(fù)荷工況下，液體冷卻等主動(dòng)式冷卻方式才能夠達(dá)到電池組的散熱要求。要知道，在相同的流速下，空氣的傳熱速率遠(yuǎn)低于直接接觸式流體。
液體冷卻就是采用液體與空氣進(jìn)行熱交換把電池組產(chǎn)生的熱量送出，主要方式為在電池模塊間布置管線或圍繞模塊布置夾套，或者把模塊沉浸在電介質(zhì)液體。若液體與模塊間采用傳熱管、夾套等方式，傳熱介質(zhì)可以采用水、油甚至制冷劑等。若電池模塊沉浸在電介質(zhì)傳熱液體中，必須采用絕緣措施防止短路。
液冷方式的主要優(yōu)點(diǎn)有：與電池壁面之間換熱系數(shù)高，冷卻速度快、體積較小等。缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)——存在漏液可能、模組重量相對(duì)較大、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、維修保養(yǎng)不便等。
此外，三元鋰電池在低溫條件下放電效率會(huì)有所下降，導(dǎo)致續(xù)航里程降低，因此電動(dòng)汽車(chē)熱管理系統(tǒng)通常還會(huì)支持電池加熱功能，通過(guò)空調(diào)、加熱片或液體加熱等方式，保證電池在低溫天氣下也能夠在正常溫度范圍內(nèi)工作。
量產(chǎn)前還需多項(xiàng)測(cè)試
為了防止電池組在撞擊和元器件疲勞時(shí)產(chǎn)生安全隱患，電池組在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中還需要進(jìn)行安全測(cè)試?！峨妱?dòng)大咖》了解到，國(guó)內(nèi)主流電池廠商設(shè)計(jì)的電池組都要經(jīng)過(guò)高溫火燒、擠壓、振動(dòng)、海水浸泡、高低溫沖擊等多項(xiàng)測(cè)試，歷經(jīng)"九九八十一難"才能修成正果。
1.火燒測(cè)試
火燒測(cè)試是所有測(cè)試中最為重要的環(huán)節(jié)之一，電池組要在烈火的高溫下進(jìn)行“生存”挑戰(zhàn)。
在這項(xiàng)極具有危險(xiǎn)性的測(cè)試中，業(yè)內(nèi)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是外部火燒130秒，電池組不起火、不爆炸。
2.振動(dòng)測(cè)試
電池組如果裝配質(zhì)量不過(guò)關(guān)，可能會(huì)出現(xiàn)固定不良、零部件松動(dòng)、外殼破裂等情況，在經(jīng)過(guò)顛簸路面承受振動(dòng)時(shí)，極易引發(fā)安全措施失效的情況。為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還要求對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試。
振動(dòng)測(cè)試環(huán)境由模擬顛簸的振動(dòng)臺(tái)、提供不同環(huán)境溫度的環(huán)境箱以及模擬充放電的模塊組成，在振動(dòng)測(cè)試環(huán)節(jié)中，電池組需在-30℃至60℃的環(huán)境溫度下，每秒振動(dòng)200次，連續(xù)隨機(jī)振動(dòng)21小時(shí)，這樣可等效模擬數(shù)十萬(wàn)公里的行車(chē)疲勞情況。
3.加速度沖擊測(cè)試
與振動(dòng)試驗(yàn)類(lèi)似，沖擊測(cè)試用以測(cè)試電池組的機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其模擬車(chē)輛通過(guò)路障時(shí)，瞬間顛簸對(duì)電池組結(jié)構(gòu)的沖擊。
沖擊測(cè)試設(shè)備最高加速度一般為100G。100G是什么概念？一輛電動(dòng)大巴被時(shí)速為50公里的小車(chē)撞擊時(shí)，電池組所受到的加速度約為30G，人類(lèi)心臟能夠承受的最大加速度為50G。
4.擠壓測(cè)試
電池組受擠壓破損是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生交通事故時(shí)起火的主要原因之一，擠壓測(cè)試用于模擬電池受到擠壓的情況。
一輛2噸的汽車(chē)，以90km/h的速度行駛撞擊，其撞擊力在10噸左右。在擠壓試驗(yàn)中，向電池組施加10噸的力時(shí)，復(fù)合鋁材質(zhì)的電池組外殼已出現(xiàn)了明顯的變形，而測(cè)試的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)為不起火、不爆炸。
自此，經(jīng)過(guò)眾多檢測(cè)測(cè)試流程，一塊合格的電池組終于誕生，其安全性能足以應(yīng)付日常的駕駛工況。
酷暑高溫來(lái)襲 夏季如何安全用車(chē)？
雖然汽車(chē)和電池廠家為電池組做了重重防護(hù)措施，但我們?nèi)砸趯?shí)際用車(chē)中多多關(guān)注電池安全，隨著夏天的到來(lái)，大家對(duì)高溫環(huán)境下的電池安全尤為關(guān)心，《電動(dòng)大咖》來(lái)向大家介紹一下夏季使用電動(dòng)汽車(chē)的注意事項(xiàng)。
1.關(guān)注車(chē)輛電池組的溫度及冷卻系統(tǒng)
夏季開(kāi)車(chē)需要著重注意電池的風(fēng)冷或水冷系統(tǒng)，如冷卻系統(tǒng)故障燈亮起，應(yīng)盡快到維修點(diǎn)檢測(cè)修理。
如出現(xiàn)高溫極端環(huán)境，應(yīng)盡量避免進(jìn)行車(chē)輛充電，待電池溫度降為正常水平再進(jìn)行。車(chē)輛行駛中若電池組溫度超過(guò)合理溫度（一般為55度，具體請(qǐng)查看車(chē)輛說(shuō)明書(shū)），應(yīng)馬上尋找安全的路面停車(chē)，熄火斷電，電話咨詢(xún)車(chē)輛售后服務(wù)再進(jìn)行處理。
2.及時(shí)檢查保養(yǎng) 謹(jǐn)防線路老化、短路
雖然有了電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的保護(hù)，但防不住線路老化、元器件衰老的情況出現(xiàn)，很多燃油車(chē)自燃大多也是源自此類(lèi)問(wèn)題，因此酷暑到來(lái)之前，先給愛(ài)車(chē)做次檢查和保養(yǎng)最為保險(xiǎn)。
3.不要使用飛線充電
很多消費(fèi)者苦于無(wú)法安裝充電樁，只能從室內(nèi)飛線充電，這種做法其實(shí)非常危險(xiǎn)。首先電動(dòng)汽車(chē)充電功率比普通家用電器高很多，如果使用的線材額定功率較低，極易發(fā)生熔斷起火。
此外，我國(guó)夏季氣候雨水相對(duì)豐富，飛線線路通常絕緣措施較差，甚至沒(méi)有絕緣措施，如果遇到降水天氣也易發(fā)生短路起火。
4.使用正規(guī)充電樁
燃油車(chē)可能會(huì)加到劣質(zhì)油，電動(dòng)汽車(chē)也有可能遇到劣質(zhì)的充電樁。很多私自搭建的充電樁大多未通過(guò)技術(shù)檢測(cè)，穩(wěn)壓穩(wěn)流性較差，且沒(méi)有專(zhuān)業(yè)人員檢查維護(hù)，使用這種充電樁會(huì)對(duì)電池組造成損傷甚至有起火危險(xiǎn)，因此務(wù)必使用通過(guò)國(guó)家檢測(cè)、合法運(yùn)營(yíng)的充電樁。
電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)歷程雖然不及燃油車(chē)，但TA也不是紙糊的，不要低估TA的安全性，當(dāng)然也不能高估TA的安全性。希望廣大的新能源汽車(chē)車(chē)主們，多學(xué)習(xí)了解一些電動(dòng)汽車(chē)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，安全地使用新能源汽車(chē)。
