進(jìn)入2019年4月以來，電動(dòng)汽車燃燒事件頻頻發(fā)生。特斯拉在上海、中國(guó)香港、舊金山、比利時(shí)等地接連發(fā)生車輛自燃事件，而蔚來ES8亦在短短兩個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)了三次自燃事故。此外，根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督總局的數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國(guó)至少發(fā)生了40起涉及電動(dòng)汽車的火災(zāi)事故。為此，電動(dòng)汽車尤其是動(dòng)力電池安全問題引發(fā)行業(yè)高度關(guān)注，而動(dòng)力電池安全本質(zhì)則是電池?zé)崾Э?。那么?dǎo)致動(dòng)力電池?zé)崾Э氐闹饕蛴心男?？而?duì)于電池?zé)崾Э厍闆r下？針對(duì)此，6月23日，在由青海省人民政府、工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)主辦的中國(guó)（青海）鋰產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力電池國(guó)際高峰論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

電池充電析鋰與快充控制

近期發(fā)生的充電事故的分析表明，主要是不當(dāng)快速充電或過充引發(fā)電池析鋰，導(dǎo)致熱失控溫度大幅度下降，從219℃下降到107℃，并與電解液劇烈反應(yīng)，導(dǎo)致電池在107℃發(fā)生熱失控。

通過實(shí)驗(yàn)表征發(fā)現(xiàn)，在快充的時(shí)候能夠明顯看出析鋰的產(chǎn)生，并通過對(duì)析鋰機(jī)理進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了析鋰的完整過程，包括電池充電過程負(fù)極表面鋰析出和重新嵌入，析出過程就是負(fù)極零電位之后形成，在電池停止充電之后，電位會(huì)恢復(fù)到零電位以上，這個(gè)時(shí)候會(huì)重新嵌入，然后所有的可逆鋰均完全溶解，負(fù)極不再發(fā)生反應(yīng)。

我們對(duì)熱失控內(nèi)短路建立仿真模型，其中很重要的是內(nèi)短路位置的熔斷，這種熔斷可能導(dǎo)致整個(gè)內(nèi)短路終止，也有可能導(dǎo)致更劇烈的內(nèi)短路發(fā)生。為此，我們對(duì)影響這種熔斷的各種參數(shù)進(jìn)行了分析。我們對(duì)整個(gè)內(nèi)短路發(fā)生演變的過程進(jìn)行了綜合分析和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，提出為防止發(fā)生熱失控，必須要在早期階段將內(nèi)短路檢測(cè)出來。

介紹其中的一種方法，是對(duì)串聯(lián)電池組的內(nèi)短路檢測(cè)方法，主要基于一致性差異進(jìn)行診斷。具體來看，可以建立有內(nèi)短路和沒有內(nèi)短路的等效模型，基于這個(gè)等效模型和平均差異模型進(jìn)行在線參數(shù)估計(jì)，有內(nèi)短路之后電位和等效阻抗發(fā)生了變化，我們對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行了參數(shù)辨識(shí)，最后可以找出究竟是哪一個(gè)單體出現(xiàn)了問題，通過驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，很明顯的能夠發(fā)現(xiàn)某一個(gè)電池有內(nèi)短路。但算法只是一個(gè)基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，我們還要結(jié)合大量工程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終開發(fā)出了實(shí)用化的檢測(cè)算法。

電池系統(tǒng)的熱蔓延與熱管理

如果前面所有方法都失效，就要從整個(gè)系統(tǒng)的角度來考慮問題。比如劇烈碰撞或者底盤被銳利物質(zhì)刺穿，會(huì)立即熱失控，這是時(shí)有發(fā)生的，這種熱失控只能從系統(tǒng)層面解決。

首先進(jìn)行熱失控蔓延過程測(cè)試，明顯看出電池單體一個(gè)接著一個(gè)，像放鞭炮一樣的熱失控。

其次，進(jìn)行了并聯(lián)電池模組熱蔓延測(cè)試，發(fā)現(xiàn)并聯(lián)模組熱失控蔓延的獨(dú)有特征，即多段V字形電壓下降；在實(shí)車級(jí)電池模組不加抑制的情況下，熱失控?cái)U(kuò)展在電池模組中可呈現(xiàn)加速效應(yīng)，并最終導(dǎo)致整個(gè)模組劇烈燃爆。

再次，進(jìn)行熱失控噴閥特性測(cè)試，在密閉定容的燃燒彈中，用高速攝影機(jī)記錄了熱失控噴發(fā)全過程，從測(cè)試中發(fā)現(xiàn)了噴射流呈現(xiàn)了氣-液-固三相共存的特征，其中氣體噴射速度高達(dá)137m/s。