近年來多起電動汽車著火事件的曝光，使得人們對電動汽車尤其是是鋰離子電池的安全性問題越來越關(guān)注。當然這不是說電動汽車的安全性就很差，普通汽油車也容易發(fā)生起火事件，特別是夏天，只要留心就會發(fā)現(xiàn)汽油車的自燃事件發(fā)生也不在少數(shù)，但是我們也希望能從鋰離子電池安全設(shè)計上避免類似的事故發(fā)生，畢竟人的安全是大于一切的，就如同那句話說的"人是萬物的尺度"。

目前我們對鋰離子電池安全性的評判還停留在一個較為初級的階段，判斷標準比較模糊，只能判斷電池危險程度的幾個明顯的點，但實際上鋰離子電池從完全安全狀態(tài)轉(zhuǎn)變到完全危險的狀態(tài)是一個連續(xù)變化的曲線，也就是說現(xiàn)在的評判體系無法判斷兩個狀態(tài)之間的電池安全狀態(tài)，這就形成了一個電池安全狀態(tài)的盲區(qū)，因此對鋰離子電池的安全性評判函數(shù)化、數(shù)字化就顯得尤為重要，特別是對于動力電池在電動汽車上的應用有著重要的意義。

目前針對鋰離子電池安全性常用的標準為歐洲汽車研究發(fā)展理事會制定的危害等級分類。該危險級別分類表將電池風險等級共分為0-7八個級別，級別越高電池越危險。

例如6級表明電池發(fā)生起火但未發(fā)生爆炸，而最高的7級表明電池不僅發(fā)生了起火，還發(fā)生了危險的爆炸。為了保證操作人員的安全，需要將危險級別控制在4以內(nèi)，也就是說電池不發(fā)生破裂、起火和爆炸。

首先我們要樹立一個概念，安全性與濫用是相對立的，增加濫用強度，則必然降低電池系統(tǒng)的安全性。目前大多數(shù)針對鋰離子電池安全性描述，都是基于經(jīng)驗的總結(jié)，缺乏數(shù)字性質(zhì)的準確描述。

為了將電池風險數(shù)字化，Ashtiani發(fā)明的風險模式和風險分析(HMRMA)模型，該模型主要由兩個中要參數(shù)組成風險嚴重程度Hs和風險概率HL。

其中Hs值為0-7代表風險的嚴重程度，HL值為1-10表示風險發(fā)生的可能性，代表每100萬件樣品中發(fā)生風險的數(shù)量。為了降低風險HR的值，可以選擇降低Hs或者HL，或者我們也可以引入一個新的變量風險控制Hc，因此上式就可以轉(zhuǎn)變?yōu)椋渲蠬c的值的范圍為0-1，完全不控制Hc為1，完全控制則Hc為0。

電池的風險隨著電池的使用狀態(tài)是在不斷的發(fā)生變化的，為了體現(xiàn)這種變化，Lu等基于電池電壓和使用溫度探討了電池使用安全性問題，并引入了功能狀態(tài)函數(shù)SOF，該函數(shù)主要有電池充電狀態(tài)SOC和電池安全狀態(tài)SOH，以及電池的輸出功率有關(guān)。

其中P(t)為電池輸出的瞬時功率，Pd為瞬時需求功率，Pmax為電池全新狀態(tài)時最大輸出功率。其中P(t)=Pmax·SOC(t)·SOH(t)，其中SOH(t)可以根據(jù)電壓的值來確定，如下式所示，其中V(t)為瞬時輸出電壓，Vd為負載最小需求電壓，Vlim為電池全新狀態(tài)時搭載負載最小出輸出電壓。

該系統(tǒng)能在鉛酸電池上良好運行主要依賴于鉛酸電池SOC與電壓之間良好的線性關(guān)系，但是對于鋰離子電池SOC與電壓之間并不是完全的線性關(guān)系，因此需要做適當?shù)男拚?/p>

本文上篇的內(nèi)容主要介紹了一些目前學者們針對鋰離子電池安全性模型的研究成果，下篇將結(jié)合18650電池的安全實驗數(shù)據(jù)，介紹推導和使用電池安全性模型方法。