動力電池安全性是新能源汽車大規(guī)模推廣應用過程中，消費者最關(guān)注的焦點問題之一。今天，我們就來答疑解惑，帶大家深入了解動力電池的安全性問題及其對應的防范措施。

問：動力電池系統(tǒng)的安全性問題的層次？

答：鋰離子動力電池系統(tǒng)由多節(jié)電池組成，實際的車載工作條件復雜，其安全性問題表現(xiàn)為3個層次。

電池系統(tǒng)安全性的【演變】。安全性事故發(fā)生前，有兩種情況。一種是電池系統(tǒng)長期老化帶來的可靠性降低，也稱之為安全性【演化】；另一種是突發(fā)事件造成電池系統(tǒng)損壞并引發(fā)電池熱失控與起火燃燒，也稱之為安全性【突變】。安全性的【演化】與【突變】統(tǒng)稱為【演變】。

電池系統(tǒng)安全性事故的【觸發(fā)】。電池系統(tǒng)長期老化與突發(fā)事件造成的電池系統(tǒng)損壞，可能會進一步【演變】為鋰離子動力電池的熱失控與起火燃燒。鋰離子動力電池從正常工作到發(fā)生熱失控與起火燃燒的轉(zhuǎn)折點稱為【觸發(fā)】。

電池系統(tǒng)安全性事故的【擴展】。單體電池或電池組內(nèi)部分電池發(fā)生熱失控【觸發(fā)】之后，熱失控與燃燒短時間內(nèi)放出大量的熱量。這些熱量向周圍電池與電池系統(tǒng)附件傳遞，會帶來相應的次生危害，如周圍電池依次發(fā)生熱失控與燃燒，或火焰?zhèn)鞑c燃車內(nèi)線束與內(nèi)飾等。這類熱失控與起火向周圍傳播的現(xiàn)象稱為事故的【擴展】。

問：會有什么原因造成動力電池熱失控呢？

答：造成鋰離子動力電池熱失控事故的觸發(fā)原因很多，根據(jù)觸發(fā)的特征，可以分為機械觸發(fā)、電觸發(fā)和熱觸發(fā)。3類觸發(fā)形式具有一定的內(nèi)在聯(lián)系。一般地，機械觸發(fā)會引發(fā)短路并造成電觸發(fā)，而電觸發(fā)產(chǎn)熱造成了熱觸發(fā)，熱觸發(fā)造成的熱失控是事故觸發(fā)的核心。其他觸發(fā)形式的機理分析都離不開對于熱觸發(fā)機理的研究。對于熱觸發(fā)機理的研究，最為理想的研究儀器是絕熱量熱儀，對于大型動力電池而言，需要采用大型動力電池量熱儀（EV-ARC）來進行熱失控特性的測試。

機械觸發(fā)包括擠壓、針刺、跌落等，主要特征是電池受力發(fā)生形變；電觸發(fā)包括外短路、內(nèi)短路、過充電、過放電等，主要特征是觸發(fā)過程中存在電流流動；熱觸發(fā)包括異常加熱、火焰加熱等，主要特征是電池持續(xù)吸收環(huán)境中的熱量而溫度升高。

問：如何針對性地設計防范熱失控擴展？

答：首先，需要防止火焰的發(fā)生?？梢酝ㄟ^閥體噴射方向的設計，來引導火焰的生成方向；也可以加入滅火劑來進行滅火。當然，動力電池系統(tǒng)通過了安全性測試標準，火焰發(fā)生的概率已經(jīng)得到降低；同時，動力電池系統(tǒng)密封性良好使電池系統(tǒng)內(nèi)部氧氣含量不足，也不利于火焰的生成與發(fā)展。其次，要考慮高溫氣體擴散對電池系統(tǒng)其他部件的影響。部分電池已經(jīng)具有能夠及時排出高溫氣體的系統(tǒng)。

同時，要適當阻隔電池之間的傳熱路徑，如在單體電池之間設置隔熱層。需要注意的是，在熱管理中，電池殼體間可能預留有空氣空隙以供風冷，并將相鄰電池隔開。但是在熱失控擴展過程中，熱失控電池膨脹，空氣空隙將因為電池的膨脹而消失。此時，電池與電池之間的傳熱仍然是快速導熱，用單純預留空氣空隙的方法防范熱失控擴展是行不通的。

另外，可以通過在單體熱失控觸發(fā)之后，增強電池系統(tǒng)內(nèi)部的散熱；將故障電池周圍的電池進行放電；在電池之間填充相變材料吸收熱量等方法來抑制熱失控的擴展。

問：電池事故防范與安全性監(jiān)控

答：動力電池系統(tǒng)安全性設計以防范熱失控事故為核心，動力電池系統(tǒng)的安全性設計需要考慮事故的【演變】、【觸發(fā)】與【擴展】等因素。防范熱失控事故的觸發(fā)，可以通過改善單體電池材料的安全性實現(xiàn)，也可以利用電流斷路器、正溫度系數(shù)電阻（PTC）等安全器件實現(xiàn)。

除了進行安全性設計以外，動力電池系統(tǒng)在運行過程中需要進行妥善的管理，以防止電池系統(tǒng)遭到濫用，并對于可能的事故觸發(fā)傾向進行監(jiān)測與預警——動力電池系統(tǒng)安全性監(jiān)控。動力電池管理系統(tǒng)（BMS）的一個重要功能即是對于動力電池系統(tǒng)的安全性進行監(jiān)控。