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新司机学堂|根除新能源汽车“自爆”缺陷 不会自燃的电池你知道吗?
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新司机学堂|根除新能源汽车“自爆”缺陷 不会自燃的电池你知道吗?

2021年05月28日 09:35
来源:车友说车
作者:张祁有

[车友头条-车友号-车友说车]  (文/张祁有)不知道大家还记不记得前段时间电动自行车进入电梯,随后电池发生自燃的事故,这件事情在网上引起了轩然大波,致使目前各个小区都开始严管电动自行车的使用规范。然而,作为汽车媒体,笔者除了感觉小区监管不到位以外,还联想到了当下十分受欢迎的新能源汽车

其实在汽车圈,电动汽车自燃、爆炸等事件也是层出不穷,可以说只要是与电能有关的产品,都会存在自燃风险。归根结底,自燃事件发生的起因绝大多数都和电池有关,对此目前就有许多车企开始着手研发不会发生自燃的电池,其中的代表就有比亚迪的刀片电池和广汽新能源的弹匣电池。

新能源汽车起火无小事

众所周知,汽车自燃事故每年都会发生,特别是对于那些上了年限的燃油车,在夏天的时候愈发容易发生自燃。然而,何为当新能源汽车发生自燃起火,大家就会群起而攻之呢,难道是用户双标吗?实则不然,燃油车起火通常是由于内部线路老化,导致线组短路而发生自燃,通常起火速度较慢,也几乎不会发生爆炸。

反观新能源汽车,由于携带了大量电池组结构,因此其短路的几率要远大于燃油车,同时当新能源汽车局部发生起火,其火势会迅速扩散,并且会伴有爆炸风险,可控程度也远比不上燃油车。综合以上几点因素,才会让人们对新能源汽车的自燃事故非常重视。

内部短路、温控失效均为起火原因

纵观如今新能源汽车市场,其主要搭载了两种电池类型,一种是磷酸铁锂电池,另一种则是三元锂电池。对比两种电池,其中三元锂电池的使用率远远高于磷酸铁锂电池,那是因为它的能量大、功率高,所提供的续航里程也会更多,并且在耐低温性能上具有很大优势。不过,伴随着这些优势,三元锂电池的缺点也显而易见,比如它的安全性能比较差,有发生爆炸的危险。还记得几年前的三星电池门,其罪魁祸首就是SDI锂电池。

当然,三元锂电池也不会无缘无故发生自燃,那么主要会引起电池起火的原因有哪些呢?下面就让我们一起来了解一下。第一电池短路,对于任何带电的产品而言,短路都是引发事故的元凶之一,在初中我们就知道电线短路会使其电流增大,导致温度升高,严重时就会造成火灾。三元锂电池同理,当电池组受外力产生穿刺、碰撞等情况下,内部的正负极就会发生短路,释放大量热能,进而演变成起火。

第二个原因可能就是温控系统失效。三元锂电池在工作过程中会产生大量热能,这就和大家玩手机一样,玩的时间越长手机电池就会越烫,而如果热量聚集的过多,没有办法向外散发就极易发生爆炸。对于这种情况,温控系统就起到了决定性作用,其具体功能就是保证电池组不会过热失控。同理,如果温控系统失效,那么电池组也很有可能会发生事故。当然,会导致三元锂电池发生故障的原因远不止以上两点,例如电池组进水、充电过载等因素都会让电池组起火、爆炸。

安全电池组尤为重要

了解电池组起火危害与原因以后,下一步就是针对问题提出解决方案。在这点上以电池起家的比亚迪和广汽新能源走在了行业前列。其中比亚迪专注磷酸铁锂电池的研发,因此其推出的刀片电池就是磷酸铁锂电池组。根据上述解读,大家应该都知道了磷酸铁锂电池其实相比于三元锂电池要更加耐高温,不过仍然有起火风险,对此比亚迪将磷酸铁锂电池做成了一片片的“刀片”样式,这种叠片结构能够让电池组的强度更高。同时,在此基础上比亚迪还运用了高温“陶瓷电池”技术,即在高风险安全位点全面使用了耐高温和拥有绝缘性能的高温陶瓷图层(覆盖了极耳和极柱)。这些措施让电芯在发生内部短路时,不会发生像三元锂电池那样剧烈的反应。

比亚迪刀片电池在针刺实验中能做到无烟、无明火,且表面温度仅为30℃-60℃。而普通磷酸铁锂电池在针刺实验时只能做到无明火,但有烟,且表面温度高达200℃-400℃。至于普通三元锂电池,针刺实验时将发生爆燃,温度超过500℃。这足以证明刀片电池的强大。

与主打磷酸铁锂电池的刀片电池不同,广汽新能源研发的弹匣电池能够适配两种类型电池组,而今天我们主要聊的是弹匣三元锂电池组。根据官方说法弹匣电池系统安全技术拥有超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统、全时管控的第五代电池管理系统等四大核心技术,通俗易懂的说就是弹匣电池外部以及内部都采用了耐高温挡板,能够使各组电芯都保持足够的独立性,即便一组电芯发生高温,也不会波及到其它电芯。

同样在电池针刺试验中,弹匣电池整包在热失控开始5分钟后,出现1分钟短暂冒烟,无起火、无爆炸。将电池静置48小时后,电压降至0V,温度恢复正常。拆开整体结构,只有被刺电芯单一模块发生热失控,其他电芯完好,同时,电池整包内部结构完好。不得不说,弹匣电池的确重新定义了三元锂电池安全标准。

总结:

通过以上解读,相信大家对新能源汽车的电池组有了更加深刻的认识,其实抛开新能源汽车的续航里程不谈,其还存在许多问题,其中就例如今天咱们聊到的电池安全性。燃油车虽然也会发生自燃,不过由于燃料结构的不同,燃油车自燃是危害并不会太大,不过装配有电池组的新能源汽车一旦发生起火,伴随的结果很有可能就是爆炸。比亚迪和广汽新能源可以说是起到了表率作用,希望未来能有越来越多的车企重视电池安全。(图片来源于网络,如有侵权请告知删除)(文/车友号 车友说车)