鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年11月06日
GGII:歸納四種新能源汽車(chē)起火原因
從新能源汽車(chē)發(fā)生起火時(shí)所處狀態(tài)可歸納為充電時(shí)起火、碰撞起火、浸水起火和停駛狀態(tài)起火四種,其主要緣由是動(dòng)力電池熱失控,最初出現(xiàn)起火或爆炸。
2018年以來(lái),國(guó)內(nèi)新能源車(chē)發(fā)生多起起火燃燒事件,為正快速發(fā)展的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)絲絲隱憂(yōu)。其中部分新能源乘用車(chē)事故包括:
資料來(lái)源:高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)整理
從以上新能源汽車(chē)發(fā)生起火時(shí)所處狀態(tài)來(lái)看,可歸納為充電時(shí)起火、碰撞起火、浸水起火和停駛狀態(tài)下起火四種,其主要緣由是動(dòng)力電池?zé)崾Э兀畛醭霈F(xiàn)起火或爆炸。
一、充電時(shí)起火
新能源車(chē)在充電時(shí)起火是新能源汽車(chē)最常見(jiàn)的起火情況之一,上文提到的野馬電動(dòng)車(chē)起火就是屬于這種情況,主要是由于BMS監(jiān)測(cè)失效下動(dòng)力電池出現(xiàn)過(guò)充引起:
新能源車(chē)在充電時(shí),BMS會(huì)根據(jù)所監(jiān)測(cè)的電池狀態(tài)給出一個(gè)合理的充電方案,然后通過(guò)與充電樁的通訊來(lái)控制充電條件。由于每個(gè)單體電芯內(nèi)阻、自放電率、衰減率等具體參數(shù)發(fā)生波動(dòng),無(wú)法保持一致。雖然在成組前會(huì)對(duì)電芯進(jìn)行分組,但隨著使用時(shí)間增長(zhǎng),個(gè)體電芯差異變大,BMS對(duì)電池的檢測(cè)準(zhǔn)確率會(huì)越來(lái)越低,最終導(dǎo)致BMS失效,從而造成動(dòng)力電池過(guò)充。
當(dāng)過(guò)充發(fā)生時(shí),正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量過(guò)少,導(dǎo)致電池容量形成永久性下降。在負(fù)極端,鋰原子飽和之后,再充電會(huì)使鋰金屬堆積在負(fù)極材料表面,形成樹(shù)枝狀結(jié)晶。久之,鋰枝晶會(huì)穿破隔膜,造成正負(fù)極短路,熱能釋放。同時(shí),過(guò)充時(shí)電解液等材料往往會(huì)裂解產(chǎn)生氣體,氧氣堆積在負(fù)極表面,導(dǎo)致電池起火。
二、碰撞后起火
碰撞起火是近期新能源車(chē)事故較多出現(xiàn)的情況之一。車(chē)在高速行駛時(shí)動(dòng)量相當(dāng)大,尤其在高速公路。高速撞擊導(dǎo)致汽車(chē)變形,從而電池組也相互擠壓變形,最終損傷破裂與短路,造成電池的局部熱集聚,燃燒起火。同時(shí),劇烈碰撞本身也可能產(chǎn)生火花,在電解液等可燃物質(zhì)與氧氣接觸下極易燃燒。
特別是對(duì)于三元鋰離子電池而言,碰撞起火更容易,因?yàn)槠錈崾Э販囟炔蛔?00℃,而且三元材料在達(dá)到一定溫度時(shí)還會(huì)分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧,即使在沒(méi)有外界氧氣供應(yīng)的情況下,這種電池內(nèi)部就“完整地具備”燃燒三要素。
三、停駛下起火
新能源車(chē)停駛時(shí)起火可能有兩方面原因引起,一方面當(dāng)汽車(chē)停駛時(shí),散熱系統(tǒng)停止工作,此時(shí)電池?zé)崃坎⑽赐耆⑷ィ瑹崃吭诰植考郏瑥亩鴮?dǎo)致高溫,引起燃燒;另一方面可能受環(huán)境溫度影響,由于動(dòng)力電池包往往安裝在車(chē)的底部,高溫天氣下地面輻射的大量熱量被電池包吸收,長(zhǎng)時(shí)間造成動(dòng)力電池?zé)崾Э兀鴮?dǎo)致動(dòng)力電池起火。
對(duì)于第一個(gè)停駛時(shí)起火原因,可以在車(chē)停駛后不要立即熄火,讓散熱扇多運(yùn)行一會(huì)兒,也可通過(guò)對(duì)動(dòng)力電池組增置主動(dòng)散熱裝置來(lái)達(dá)到散熱;對(duì)于第二種停駛起火可在電池包內(nèi)部加一層隔熱墊,不過(guò)這樣電池包的能量密度會(huì)稍有下降。
四、浸水后起火
浸水后起火原因跟新能源車(chē)所配置的電池箱密封性有很大關(guān)系。正常情況下,新能源車(chē)電池包都是密封的,出廠(chǎng)產(chǎn)品需達(dá)到安全合格標(biāo)準(zhǔn),但這些檢測(cè)指標(biāo)有限值,如果車(chē)輛浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng),不排除電池箱仍然會(huì)滲水。例如水里會(huì)有水壓壓迫電池包密封件;另外雨水呈弱酸性并有大量雜質(zhì),會(huì)腐蝕密封及高壓插件,從而加速電池包進(jìn)水等等。
一般新能源車(chē)用動(dòng)力電池箱的防水等級(jí)在IP67及以上級(jí)別,即電池底部到水面距離1米,頂部到水面0.15米狀態(tài)下,可浸泡三十分鐘。防水IP68級(jí)則是更長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)浸泡。所以在日常生活中的雨天涉水或則短時(shí)間浸水等使用場(chǎng)景下沒(méi)有問(wèn)題。但是若電池箱的密封性未能達(dá)到防水要求或者電池箱長(zhǎng)時(shí)間浸水,則極易使電池包進(jìn)水,導(dǎo)致內(nèi)部電芯短路引起電池著火。
高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)認(rèn)為,安全性是新能源汽車(chē)最基本也是最重要的性能,需要產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)自始至終引起高度重視。動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心,對(duì)整車(chē)?yán)m(xù)航、駕駛感等有直接影響,其對(duì)安全性影響也更直接更關(guān)鍵。動(dòng)力電池企業(yè)不能為了提高某些性能,而以降低或忽視整體安全性為手段。在提升能量密度、快充性能等關(guān)鍵指標(biāo)時(shí),需以安全性及可靠性能得到保證為前提。