中國儲能網(wǎng)訊：頻頻占據(jù)汽車頭條的特斯拉最近又攤上事了，近日，曾在著名美國政治劇《白宮風云》中扮演國家安全顧問的好萊塢女星Mary McCormack發(fā)布推特稱，其丈夫的特斯拉Model S停放在洛杉磯街頭時發(fā)生自燃，所幸沒有發(fā)生人員傷亡，據(jù)悉，美國國家運輸安全委員會（NTSB）已經(jīng)介入調(diào)查。
從現(xiàn)場圖片來看，這輛特斯拉Model S起火比較嚴重的部位是底部，也就是電池組的位置，此事一出再次將電動汽車電池安全問題推到風口浪尖，那么，電動汽車的電池在什么情況下會發(fā)生自燃呢？
散熱不足 保護失效
如今三元鋰電池已憑借高能量密度的特性成為電動汽車的首選，在說明電池自燃原因之前，《電動大咖》先給大家簡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實現(xiàn)電能的儲存和釋放。
三元鋰電池在放電的同時還會產(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)生的熱量無法及時擴散并不斷積聚，導致電池組內(nèi)部過熱，就會產(chǎn)生自燃的隱患。
如果你還沒有忘記高中所學的化學知識，應該對元素周期表最左側一列那幾個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)反應產(chǎn)生的鋰金屬如果暴露在空氣中，會與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應，從而發(fā)生燃燒。
為了防止空氣進入電池內(nèi)部，汽車廠家通常會在電池組里里外外設計多層外殼或塑膜等封閉保護措施，使得鋰金屬不會與氧氣接觸而發(fā)生燃燒。如果防護措施老化或受撞擊遭到破壞導致防護失效，金屬鋰與空氣接觸后就容易失控起火。
電池熱管理系統(tǒng)是如何工作的？
既然三元鋰電池對工作環(huán)境要求如此苛刻，電動汽車廠家自然會想方設法給它一個理想的工作環(huán)境，動力電池熱管理系統(tǒng)（BTMS，Battery Thermal Management System）應運而生。
在動力電池熱管理系統(tǒng)中，按照冷卻源的不同分為被動式冷卻和主動式冷卻，只利用周圍環(huán)境冷卻的方式為被動式冷卻，組裝在系統(tǒng)內(nèi)部的，主動元件包括蒸發(fā)器、冷卻液水道等的方式為主動式冷卻。
空氣冷卻成本低
在被動式冷卻中空氣冷卻應用最為廣泛，所謂空氣冷卻，顧名思義就是將空氣作為傳熱介質(zhì)，直接讓空氣穿過電池模塊以達到冷卻的目的。此外，空氣自然冷卻效率較低，因此電動汽車大多使用強制空氣冷卻，電池的熱量經(jīng)過排風風扇強制帶走。
風冷方式的主要優(yōu)點有：結構簡單、成本低、散熱模組重量相對較小，缺點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足要求，但在高溫天氣或高負荷工況下，液體冷卻等主動式冷卻方式才能夠達到電池組的散熱要求。要知道，在相同的流速下，空氣的傳熱速率遠低于直接接觸式流體。
液體冷卻就是采用液體與空氣進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。缺點也顯而易見——存在漏液可能、模組重量相對較大、結構相對復雜、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有所下降，導致續(xù)航里程降低，因此電動汽車熱管理系統(tǒng)通常還會支持電池加熱功能，通過空調(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)前還需多項測試
為了防止電池組在撞擊和元器件疲勞時產(chǎn)生安全隱患，電池組在設計和生產(chǎn)過程中還需要進行安全測試?！峨妱哟罂А妨私獾?，國內(nèi)主流電池廠商設計的電池組都要經(jīng)過高溫火燒、擠壓、振動、海水浸泡、高低溫沖擊等多項測試，歷經(jīng)"九九八十一難"才能修成正果。
1.火燒測試
火燒測試是所有測試中最為重要的環(huán)節(jié)之一，電池組要在烈火的高溫下進行“生存”挑戰(zhàn)。
在這項極具有危險性的測試中，業(yè)內(nèi)的國家標準是外部火燒130秒，電池組不起火、不爆炸。
2.振動測試
電池組如果裝配質(zhì)量不過關，可能會出現(xiàn)固定不良、零部件松動、外殼破裂等情況，在經(jīng)過顛簸路面承受振動時，極易引發(fā)安全措施失效的情況。為此，國家標準還要求對動力電池進行振動測試。
振動測試環(huán)境由模擬顛簸的振動臺、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，在振動測試環(huán)節(jié)中，電池組需在-30℃至60℃的環(huán)境溫度下，每秒振動200次，連續(xù)隨機振動21小時，這樣可等效模擬數(shù)十萬公里的行車疲勞情況。
3.加速度沖擊測試
與振動試驗類似，沖擊測試用以測試電池組的機械結構穩(wěn)定，其模擬車輛通過路障時，瞬間顛簸對電池組結構的沖擊。
沖擊測試設備最高加速度一般為100G。100G是什么概念？一輛電動大巴被時速為50公里的小車撞擊時，電池組所受到的加速度約為30G，人類心臟能夠承受的最大加速度為50G。
4.擠壓測試
電池組受擠壓破損是電動汽車發(fā)生交通事故時起火的主要原因之一，擠壓測試用于模擬電池受到擠壓的情況。
一輛2噸的汽車，以90km/h的速度行駛撞擊，其撞擊力在10噸左右。在擠壓試驗中，向電池組施加10噸的力時，復合鋁材質(zhì)的電池組外殼已出現(xiàn)了明顯的變形，而測試的通過標準為不起火、不爆炸。
自此，經(jīng)過眾多檢測測試流程，一塊合格的電池組終于誕生，其安全性能足以應付日常的駕駛工況。
酷暑高溫來襲 夏季如何安全用車？
雖然汽車和電池廠家為電池組做了重重防護措施，但我們?nèi)砸趯嶋H用車中多多關注電池安全，隨著夏天的到來，大家對高溫環(huán)境下的電池安全尤為關心，《電動大咖》來向大家介紹一下夏季使用電動汽車的注意事項。
1.關注車輛電池組的溫度及冷卻系統(tǒng)
夏季開車需要著重注意電池的風冷或水冷系統(tǒng)，如冷卻系統(tǒng)故障燈亮起，應盡快到維修點檢測修理。
如出現(xiàn)高溫極端環(huán)境，應盡量避免進行車輛充電，待電池溫度降為正常水平再進行。車輛行駛中若電池組溫度超過合理溫度（一般為55度，具體請查看車輛說明書），應馬上尋找安全的路面停車，熄火斷電，電話咨詢車輛售后服務再進行處理。
2.及時檢查保養(yǎng) 謹防線路老化、短路
雖然有了電池熱管理系統(tǒng)的保護，但防不住線路老化、元器件衰老的情況出現(xiàn)，很多燃油車自燃大多也是源自此類問題，因此酷暑到來之前，先給愛車做次檢查和保養(yǎng)最為保險。
3.不要使用飛線充電
很多消費者苦于無法安裝充電樁，只能從室內(nèi)飛線充電，這種做法其實非常危險。首先電動汽車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，我國夏季氣候雨水相對豐富，飛線線路通常絕緣措施較差，甚至沒有絕緣措施，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
燃油車可能會加到劣質(zhì)油，電動汽車也有可能遇到劣質(zhì)的充電樁。很多私自搭建的充電樁大多未通過技術檢測，穩(wěn)壓穩(wěn)流性較差，且沒有專業(yè)人員檢查維護，使用這種充電樁會對電池組造成損傷甚至有起火危險，因此務必使用通過國家檢測、合法運營的充電樁。
電動汽車的技術歷程雖然不及燃油車，但TA也不是紙糊的，不要低估TA的安全性，當然也不能高估TA的安全性。希望廣大的新能源汽車車主們，多學習了解一些電動汽車方面的專業(yè)知識，安全地使用新能源汽車。
