自燃事件頻發新能源汽車安全嗎？

安全性一直是新能源汽車關注的焦點。近期發生的幾起新能源汽車自燃事件，再次將市場的目光聚焦到了新能源汽車的安全性上。現在市面上的車無非就是燃油車和新能源車。兩者相比，哪個更安全，或者哪個起火概率更低？國家新能源汽車大數據聯盟發布的2020年報告顯示，2019年我國新能源汽車起火概率為0.0049%，到2020年已降至0.0026%。同時，對比公安部門公布的數據，傳統燃油車年火災事故率約為0.01%-0.02%。兩者相比，新能源汽車發生火災、自燃事故的概率明顯低于傳統燃油汽車。

不過數據僅供參考。雖然電動車起火的概率較低，但是要撲滅電池內部的火要困難得多，尤其是電芯內部短路起火后，電動車起火對環境和人的危害遠高于燃油車。接下來介紹新能源汽車自燃的原因以及如何做好安全防護。

一、新能源汽車自燃的原因

前幾年電動車續航里程普遍較短，200到300公里的續航里程無法滿足人們的出行需求。為了滿足用戶的續航需求，提升電動車的競爭力，車企對電動車的能量密度提出了更高的要求，但過高的能量密度會帶來更高的安全防護壓力。相關實驗數據顯示，新能源汽車起火原因中，電池故障約占33%。根據對事故發生時車輛狀態的進一步分析，車輛站立時起火的比例為38%。充電狀態下起火比例占23%；在行駛狀態下占39%，這些火災事故主要有四個因素：

電池生產

電芯的生產工藝復雜精細，對生產效率和產品一致性要求很高。電芯設計和制造的質量直接決定了電池的安全性。比如電芯制造質量控制不達標，容易導致內部遺留毛刺或雜質，長期使用會導致內部短路，從而導致自燃。如果把電池一致性的問題放大，單體電池串并聯后，會直接影響電池組的壽命安全。影響電池一致性的因素有很多：原材料、生產工藝、BMS系統甚至出廠檢驗。電芯生產是電池安全的基礎。要解決精細制造和一致性的問題，要在制造上多下功夫。

機械濫用

就電動汽車而言，機械濫用是極端情況下車輛的碰撞和嚴重觸底，會導致電池被碰撞、擠壓、撕裂甚至刺破，使電池發熱失控，引發火災。因碰撞引發的電動車起火事件屢見不鮮。

濫用電力

用電濫用主要是過充、電池短路、電池老化造成的。過充最大的危害是鋰從電池負極析出產生鋰枝晶，鋰枝晶會隨著鋰離子電池的循環而生長，最終穿透隔膜，造成正負極短路。電池短路后會發生事故。導致鋰從負極析出的因素有很多：正負極冗余設計不足、低溫充電電流過大、快速充電不當等。

外環境

電動汽車的電池組在正常情況下也會產生熱量。在化學能轉化為電能的過程中，不同工況下電池組的發熱程度也不同。尤其是夏天，如果電池組本身的散熱系統不給力或者電池管理系統的溫度監控不到位，再加上內部缺陷或者其他誘因，很容易引發火災。

a

電池的本質安全可以看作是材料體系的競爭。磷酸亞鐵鋰和三元鋰是新能源汽車繞不過去的兩種電池。磷酸亞鐵鋰原料資源豐富，成本低廉，但與同類型三元鋰電池相比，存在能量密度低、續航能力差、低溫活性差的缺點。但最重要的是安全性相對較好。其正極材料為橄欖石結構，結構穩定性遠強于層狀鋰三元，導致磷酸亞鐵鋰的熱分解溫度高于鋰三元，熱分解時釋放的熱量小。

三元鋰電池的優點是能量密度高，充電快，低溫衰減低，但是熱失控的安全問題比較高，通過BMS電池管理系統的設計和硬件層面可以很好的保護。此外，通常采用包覆摻雜技術來提高電池的熱穩定性，可以在電解液中加入新的添加劑，實現SEI膜的自修復，從而提高電池壽命，降低內部短路的風險。

主動和被動安全

其實對于動力電池組來說，電池的一些性能不足可以通過電池組的設計和結構件的輔助來滿足動力電池組的安全要求，比如主被動安全。

(1)主動安全

主動安全主要包括機械濫用保護、BMS電池管理系統和熱失控預警。

機械保護的濫用就不難理解了。在結構安全設計上要求電池組在高速碰撞、擠壓甚至擊穿后仍能保持結構安全強度，以避免因外部機械濫用導致電芯熱失控。傳統燃油車的車身結構可以用來吸收碰撞動能，但是電動車的車架必須保護電池，尤其是電池組車架，這就是為什么純電動車的車架需要更高的剛性，也是油改電不受人們歡迎的原因。電池管理系統(BMS)通過實時監測電芯狀態，并給出最合理的充放電策略，及時釋放電池組中積累的熱量，保證電池不會過充、過放、超溫、過流、過流。熱失控報警的目的是在發生熱失控時，及時向車內乘員發出警報，以便盡快撤離。

(2)被動安全

被動保護設計的目的是及時抑制火焰，控制溫度，延緩其他電池熱失控的蔓延，降低能量釋放的量和速度，保護乘員艙的安全。常用的方法有熱源阻斷、排氣換向、定向排爆和冷卻，最后用BMS電池管理系統完成電池組的內部全方位保護。