鉅大LARGE | 點擊量：937次 | 2019年04月30日
電動車的安全問題，要從電芯、系統、等方面考量，才能杜絕起火事件的再次發生
近日特斯拉自燃事件當事人在網絡平臺發布消息稱，著火車輛經拆解后發現，16個電池模組中靠近車頭方向的4個模組已經燒毀，其他12個模組并未受到波及。事件發生后，特斯拉也在第一時間派出團隊趕往現場，積極聯絡相關部門并配合核實情況。并且決定在權威部門依法調查并得出結論前，特斯拉決定對受到影響的車輛提供一次免費的汽車美潔服務和免費的車輛檢測服務。
特斯拉對于該事件的處理方式無疑是高效且正面的，但電動車失火一事，無論車企還是用戶都不希望再次發生，那么車企如何防止電動車出現起火問題呢？如何做到防患于未然呢？這一切還要從電池開始說起。
中學課本就提到過，鋰是已知元素（包括放射性元素）中金屬活動性最強的，當鋰金屬或鋰合金作為電池負極材料時，鋰電池具有能量比較高、使用壽命長、額定電壓高、具備高功率承受力、自放電率很低、重量輕等特點，鋰電池也成為目前電子設備以及電動汽車理想的動力源。但世上沒有完美無缺的人也沒有完美無缺的產品，鋰電池還存在安全性差，當發生外部短路、內部短路、及過充三種情況時，會發生爆炸的危險，因此只有控制好鋰電池的這些問題，才能遏制絕大多數事故的發生。
目前市面上采用鋰電池的電動車大多采用三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池和錳酸鋰電池，車企會對動力電池包，進行擠壓、震動、內部加壓、噴水、火燒、腐蝕、浸泡等多種極端工況進行實驗驗證，確保裝車之后在使用過程中動力電池在安全方面做到萬無一失。
當然，我們可以用手機使用的電池類比為電動車上使用的電池，也可以認為電車的動力電池，就是由成百上千個單體電芯（Cell）進行安裝放置并且協力運作的電池組。當手機充電的時，手機廠商除了提升充電速度外，還會降低充電時產生的熱量，放電時也要通過散熱緩解電池的發熱問題，電動車在運行過程中也同樣如此。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
以ModelS為例，特斯拉ModelS電池組采用松下18650鋰電池，每組電池組由444節鋰電池組成，每74節并聯形成，并由16組電池組串聯成ModelS的電池組。特斯拉還為其設置了復雜的電池管理系統，并為電池PACK（指包裝、封裝和裝配的組合電池）配備了高效的熱管理系統。
其中熱管理使用四通轉換閥實現了冷卻系統的串并聯切換。當電池處于低溫狀態需要加熱時，電機冷卻回路與電池冷卻回路串聯，使用電機為電池加熱；當電池處于高溫時，電機冷卻回路與電池冷卻回路并聯，兩套冷卻系統獨立運作。在ModelS電池PACK上共有三組接口，分別為低壓接口、高壓接口和冷卻接口，均采用快插式方案，方便日后電池的維修與更換。并在頂部設計了防水透氣閥，氣體分子能夠通過該閥門通過，而液體、灰塵無法通過，從而避免水蒸氣在PACK中凝結，實現防水透氣的目的。
ModelS下托盤采用鋁合金材質作為主要承載骨架，絕緣墊通過膠緊緊地黏在PACK上，PACK兩側還布置大量的防爆閥，內部高壓器件通過絕緣板相互隔開。這樣復雜的工藝盡可能的將起火因素扼殺在搖籃里。
比亞迪動力電池
除特斯拉外，比亞迪對于電池也有專屬于自己的設計和思考，小編曾就電池問題與比亞迪相關工程師進行過溝通。目前比亞迪EV車型全面換裝了高能效三元鋰電池組，采用硬殼方形電池，PACK采用雙層底板設計并采用扁平化、單層模組設計思路，使電池擁有更好的電池溫度均一性和更高的抗震性。比亞迪e平臺還采用模組分腔設計，配合電池溫控系統，使得汽車在一定程度上不受氣候、地域的影響。
除此之外，比亞迪電池包配備包體系統四級七重保護，在可靠連接、高壓防護、碰撞、過充、外部短路、內部短路、熱失控等方面做到有效的防護，其中CID（cell）過充保護裝置能夠實現在極端條件下，當電池內部壓力的增加，通過抬高翻轉裝置，與金屬片分離來斷開回路。同時比亞迪動力電池包出廠時，都會經歷包括單體電芯安全性測試、電池模組安全性測試、以及電池包整體安全性測試在內的全方位安全性測試。
除電池包本身外，BMS（電池管理系統）也在其中起到了關鍵性的作用。BMS是電池與用戶之間的紐帶，主要為能夠提高電池的利用率，防止電池出現過度充電和過度放電，多用于電動汽車、電瓶車、機器人、無人機等領域。
BMS在車輛使用過程中負責采集數據、輸出命令、熱管理系統執行命令，BMS如果采樣精度不高，容易造成過充、過放、過溫、過流等問題，會使電池壽命大幅減少。而電池系統遵循木桶原理，當一個電芯的充電上限降低，或者放電下限上升，都會影響整個電池組的儲電能力。所以決定電池性能和壽命的，不是由最強的電芯而是最弱的電芯。
對此，比亞迪選擇通過云數據及機器學習和狀態及參數估計算法對電池狀態實現實時預估當前溫度下可用容量；實時預估內阻信息；充電預估老化容量和云端大數據算法及參數更新。對電池安全保護做到過壓保護、過流保護、過溫保護和欠壓保護。還能針對針對不同需求的多種均衡對齊算法，充分發揮電池包最大性能；針對不同需求及電池包采用多種熱管理方式（風冷、液冷）。
結語：
對于車企來說，安全是一道不可逾越的紅線，但在設計的過程中，往往是一個妥協和取舍的過程。如何在保障安全的前提下，做到盡善盡美，而電動車的安全問題，更要從電芯、PACK、系統、功能安全等方面進行全方位的考量，才能杜絕起火事件的再次發生。
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