“不起火、零自燃”！新能源汽車(chē)品牌們紛紛打出超級賣(mài)點(diǎn)，備受關(guān)注。這真的可以實(shí)現嗎？一文看懂新能源汽車(chē)的電池安全保護技術(shù)。

新能源汽車(chē)到底有多受歡迎？

據中汽協(xié)、乘聯(lián)分會(huì )數據，截止今年7月，新能源汽車(chē)國內銷(xiāo)量522.6萬(wàn)輛，同比增長(cháng)34.3%，滲透率達51.1%，同比提升15%。換句話(huà)說(shuō)，每銷(xiāo)售100輛乘用車(chē)，一半都是新能源。

8月11日，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型的意見(jiàn)》，意見(jiàn)指出要大力推廣新能源汽車(chē)，推動(dòng)城市公共服務(wù)車(chē)輛電動(dòng)化替代，到2035年，新能源汽車(chē)成為新銷(xiāo)售車(chē)輛的主流。

然而，隨著(zhù)新能源汽車(chē)的大量普及，自燃、爆炸事故時(shí)有發(fā)生。

新能源汽車(chē)電池為何頻頻起火？

8月初，韓國仁川一公寓地下車(chē)庫停放的電動(dòng)汽車(chē)自燃引發(fā)火災，40輛汽車(chē)被燒毀，100輛車(chē)遭到熱損和熏黑，480多戶(hù)停水停電，滅火動(dòng)用了80部消防車(chē)，200余名消防人員，事故損失高達千萬(wàn)元。

據央視網(wǎng)今年6月的一則報道，近六年的新能源汽車(chē)火災報告顯示，每年6~8月都是自燃高發(fā)期，但自燃率呈下降趨勢，已經(jīng)從2021年的1.85/10000降低到了0.96/10000，甚至低于燃油車(chē)的1.5/10000。

盡管如此，這并不意味著(zhù)可以掉以輕心，事實(shí)表明，新能源車(chē)自燃后更難撲救。由于滅火時(shí)有水做導體，很容易引起復燃，甚至間隔5~6天還可能發(fā)生復燃。

為什么新能源汽車(chē)頻頻起火？主要原因分兩大類(lèi)。一類(lèi)是內因，如電池企業(yè)在電芯制造過(guò)程中混入粉塵雜質(zhì)、極片邊緣毛刺，枝晶、析鋰等；另一類(lèi)是外因，如車(chē)輛碰撞、異物刺入、電池過(guò)充過(guò)放、高溫暴曬等。這些誘因會(huì )造成電池熱失控，進(jìn)而引發(fā)電池起火。

電池熱失控時(shí)都發(fā)生了什么？

熱失控是指電池單體放熱連鎖反應引起電池溫度不可控上升的現象。從開(kāi)始自產(chǎn)熱到熱失控結束，鋰離子電池會(huì )經(jīng)歷高溫容量衰減、SEI 膜分解、負極活性物質(zhì)與電解液反應、隔膜熔化、正極活性物質(zhì)分解、電解液分解、負極活性物質(zhì)與黏結劑反應、電解液燃燒等過(guò)程。

整個(gè)過(guò)程會(huì )生成大量氣體，如氧氣、二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、一氧化碳、氫氣等，并產(chǎn)生大量的熱，其在電池內部快速積累，使電池內部溫度、壓力迅速增大，進(jìn)而引起燃燒甚至爆炸事故。

多篇報道顯示，電池從冒煙到起火，短則5秒，長(cháng)不過(guò)3~5分鐘；從車(chē)外可見(jiàn)明火到駕駛艙起火，僅有64秒，留給人們的處理、逃生時(shí)間非常有限。

如何提升電池安全？

為保障新能源汽車(chē)動(dòng)力電池安全，我國出臺了三項強制標準，《?電動(dòng)汽車(chē)安全要求》（GB 18384-2020）、《?電動(dòng)客車(chē)安全要求》（?GB 38032-2020）?和《?電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》（GB 38031-2020）。

今年5月還對GB 38031進(jìn)行修訂，發(fā)布《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》（征求意見(jiàn)稿）。其適用范圍從原來(lái)的“電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子電池和鎳氫電池等可充電儲能裝置”擴大至各類(lèi)“電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池”，且要求動(dòng)力電池要最終達到“發(fā)生熱失控后不起火、不爆炸”，讓車(chē)內乘員有足夠的逃生時(shí)間。

為了提升電池安全，各大電池廠(chǎng)商及車(chē)企紛紛在電池的材料、結構、電池管理等方面不斷加碼。

電池材料上，磷酸鐵鋰電池熱穩定性較好，耐高溫，三元鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池次之；
防火隔熱材料上，多采用氣凝膠、云母、防火涂料、熱陶瓷等，其中氣凝膠是電芯隔熱最理想的材料，不僅質(zhì)量輕、強度高，隔熱效果也是傳統隔熱材料2至5倍；
結構設計上，一般會(huì )進(jìn)行防塵防水、防火阻燃、泄氣閥等設計。也有車(chē)企采用新型設計，如小米SU7采用“電芯倒置”技術(shù)，泄壓閥朝下，極端情況快速向下釋放能量，最大程度保證乘員艙安全；
電池管理上，通過(guò)電池管理系統（BMS），對電芯的電壓、電流、溫度等進(jìn)行監測，結合自然散熱、強制風(fēng)冷、液冷、直冷等方式，保持電池內和電池間的溫度均衡，防止電池過(guò)熱。

熱失控前的最后一道防線(xiàn)

值得注意的是，利用多原理傳感技術(shù)對電池熱失控前期進(jìn)行監測，并聯(lián)動(dòng)汽車(chē)消防滅火裝置遏制火災發(fā)生，是新能源汽車(chē)電池安全的最后一道防線(xiàn)?！峨妱?dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》（征求意見(jiàn)稿）給出“針刺、外部直接加熱、在電池單體內部布置加熱片”三種熱失控觸發(fā)試驗方式，制造商可任選其一。如未觸發(fā)，則試驗通過(guò)；如電池單體發(fā)生熱失控，則應提供報警信號，且報警信號的發(fā)出時(shí)間應不晚于觸發(fā)單體熱失控之后的5分鐘。

鋰電池熱失控多合一傳感器

電池熱失控的不同階段會(huì )析出多種氣體，并能引發(fā)溫度、氣壓等參數的變化?；诖?，漢威科技集團研發(fā)推出鋰電池熱失控多合一傳感器。

鋰電池熱失控多合一傳感器可以對PACK電池包熱失控觸發(fā)前釋放的微量CO2、CO、VOC氣體濃度，以及溫度、壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)精準監測，并與汽車(chē)BMS聯(lián)動(dòng)，一旦監測到指標異常，將立刻發(fā)出預警，啟動(dòng)電池消防滅火裝置，為駕乘人員爭取更多逃生時(shí)間。

陣列式柔性薄膜壓力傳感器

同時(shí)，新能源汽車(chē)電池發(fā)生熱失控之前會(huì )分解出少量的氣體，并造成電池鼓包形變，或是因外部碰撞造成電池包變形，這些都會(huì )導致電池包表面的壓力發(fā)生變化?；诖?，漢威科技集團還創(chuàng )造性地將陣列式柔性薄膜壓力傳感器用于PACK電池包的鼓包檢測。

陣列式柔性薄膜壓力傳感器可以及時(shí)監測到輕微的壓力變化，結合汽車(chē)BMS，可以智能評估、分析發(fā)生燃燒、爆炸的可能性，并更早地發(fā)出預警，聯(lián)動(dòng)電池消防滅火裝置，為駕乘人員爭取更長(cháng)的應急處理及逃生時(shí)間。

電池安全不僅關(guān)系到新能源汽車(chē)自身駕乘人員的生命財產(chǎn)安全，還關(guān)系到周邊車(chē)輛、人員、建筑及空氣、水土等的公共安全與公眾利益。通過(guò)多技術(shù)路徑融合發(fā)展，共同保障電池安全成為業(yè)界共識。

漢威科技集團將以領(lǐng)先的新能源汽車(chē)電池安全傳感器解決方案，助力電池廠(chǎng)商、新能源車(chē)企產(chǎn)品的升級迭代。同時(shí)，漢威科技集團還有汽車(chē)舒適化、智能化傳感器解決方案，可以為汽車(chē)消費者打造更健康、舒適、智能的駕乘環(huán)境。