锂电池各种事故的总结：过充、外短路、碰撞、内短路

在本年的炎炎夏日，不仅仅是气候热，新能源轿车也热。而且热的让人忧虑，接二连三的焚烧事端见诸于报道。虽然这样，许多人依然相信Tesla的公关思维，燃油车也会焚烧啊，吃瓜大众正在被洗脑。

人命关天的事，没有小事，再次印证了轿车工程高安全需求

作为国家层面、工程技能人员需求清醒认识或从麻痹、懵懂中警醒：其危害性、或客户担忧，会严峻限制新能源的健康开展。所以，近期也看到了工业和信息化部装备工业开展中心的213号文件：“关于开展新能源客车安全危险专项排查作业的告诉”，也是应急采纳的必要办法，十分及时。

方针的出手，威望从士的不断作声，从另一个视点也反映出，决策者对以往技能导向的再考虑，这是好事。这不是谁的错，技能进步便是这样，在迂回中认知和行进，亡羊补牢，为时不晚。

纵观锂电池开展前史，只要仔细面临和处理，才干给新能源开展注入新的活力

首先严厉含义上讲，锂电池有别于现在广泛使用的锂离子电池。咱们来重温锂电池开展前史：“上个世纪80年代，加拿大moilenergy公司，首次向商场推出选用金属锂作为负极的Li/MnO2二次电池。这款电池让其称霸全球商场，光辉一时。但是十分不幸的是在1989年产生了接连的爆破事端。导致大面积召回，该公司从此一蹶不振。”

“后被日本的NEC公司收买。NEC公司投入巨资、人力、物力对上万块电池进行了剖析，终究找到了导致电池起火爆破的元凶---锂枝晶。所以锂作为负极资料，淡出了咱们的视界。直到1991年，索尼公司推出首款商用锂离子电池，LiCO2作为正极，石墨作为负极。从此敞开锂离子电池二次走向使用的光辉时代。”

经过这段文字描述，可看出锂电池的共性问题，析理相同是作为其化学特性存在的。这也是为什么静置的车辆、充电进程的车辆，很有或许是因为析理形成内短路、过充导致内短路等原因而产生着火事端。但是，析理也是能够经过技能手段防止其产生或操控在安全范围之内的。

丰田对电池事端最到位的总结：过充、外短路、磕碰、内短路

1、关于过充：体系层面，选用双检测体系，对电芯、模组电压进行检测。

2、关于外短路：体系层面，关断体系、主回路保险丝。

3、电芯层面：达到必定温度时，能主动堵截电流，经过资料、结构、电极来完成。

4、磕碰防护：经过车身、电池包结构强度来完成。

5、电芯内短路：体系层面是毫无应对方案的。电芯层面，经过资料、隔阂等防内短路办法（HRL：Heatresistantlayer）

附图1：过充、短路导致热失控

附图2：析锂产生的枝晶，能够刺破隔阂

丰田把电芯“内短路”毛病排在最终，个人主观剖析：关于松下这样前史悠久的公司，工艺高超的操控才干，已不是难题，结合新的隔阂技能、内隔热技能等是能够很好处理内短路的。但是，关于咱们国内电池出产资源，我觉得，处理好内短路技能问题，依然是燃眉之急。

电芯的质量、共同性、稳定性，依然是着火事端直接原因之一

从松下的一些文字中，对其制作工艺的先进性有一些了解：松下的全主动无人干预出产、严厉的来料查验、洁净出产环节，完好的测验才干，远远高于同行业规范。

从本钱的视点，办理的视点，都是需求大力气的投入。在前期，国内有些有远见的企业，雇佣日本的办理人员，办理车间；返聘日本的老专家做好5S作业，完好和体系的做FMEA等,其实，都是朝着这方面努力，严厉含义讲，这不是高难的技能问题，而是做好精益出产的手段和办法。

附图3：丰田的测验和车间

电芯出产工艺十分复杂，任何一个环节的缺点和不完好都会形成后端使用事端。体系层面，在一个包体内，假如选用圆柱电池，四、五千颗电芯已是正常的状况，任何一颗电芯短路，都是不行幻想的灾难。

附图4：着火电芯状况

做真正含义的车用级电池，这是确保车辆安全的底线

国内电芯企业，决大部分都是短时刻成长起来的，和松下这样的老牌企业是无法比较的。一同，轿车工程对安全的要求，关于没有行业经历的企业，是无法了解的。所以，在很短的时刻追上世界先进水平，确实不是一件易事。但是，商场不等人，你有必要做的更好，才干生存。这个脱节问题，逐渐显露出来，整车企业，为了安全、久远开展考虑，提高其可控性，纷繁和有实力的电芯厂绑缚联合。电芯供给商场，形成一种有趣的现象，供不应求和门庭罗雀。所以，统计数字运用全国年出产供给多少GWh,运用了多少GWh是不靠谱的。电芯出产过剩相同是存在的。

技能视点，针对车用级需求，也有清晰的要求：在国标中，GBT31485-2015电动轿车用动力蓄电池安全要求及试验办法，对电池单体承受过充才干有清晰的要求，假如上限电压是4.2V,哪么，试验测验电压应该是6.3V。

附图5：GBT31485-2015

从电化学视点，“过充”也是一个厂家产品才干和技能实力，好像快充才干，也是能规划出来的。

恶性价格竟争，电芯以次充好

在规划进程中，经常用1Wh多少钱作为商场潜在的本钱规范。更有甚者，小于1元/Wh的电芯也能上车，本钱的不合理性背面，或许便是牺牲的质量。其实，每辆车对功率的需求的不同，对容量要求、对温度需求的差异等，这些方针，恰恰是和电池本钱直接挂钩的。另一方面，数量能够稀释本钱，也是公认的，松下18650的出价171美金，出货量都是Gwh。咱们国内的企业不论从质、量都是不行企及的，混为一谈或作为方针显然是不合理。包括方针层面，对本钱方针的下降或拉动，都是有待商讨的。

一同，一些PACK制作商，不扫除以次充好。例如，运用不到一万公里的体系，压差现已是0.5V了,奇怪的是，车辆照样跑跑，确实奇葩；或许依靠强壮的售后团队来救火作为处理问题的灵丹妙药，也早已是公开的秘密。商场的混乱，盲目的遵从价格，令人担忧。

BMS不是全能的，在电芯内短路面前，也是束手无策

在一篇文章中看到对事端的剖析中，“从监测数据看，电池包内部温度在20秒内，从34℃上升至113℃”。从BMS视点，面临热失控的状况，也是无能为力的。最好的成果，也只要及时、准确诊断和告警了，给乘客的逃生赢得时刻，已是相当优秀的BMS了。

完成电池的多元使用；三元资料电池难过针刺试验是现实

不同的电池用在不同的当地。这才是商场和技能的本性。在选用何种资料的电池时，能量密度不能作为首选要素，这一点，也被更多的有识之士认可。跟着补贴的退坡，各个厂家逐渐会从“无奈”中解放。能量密度的“拔苗助长”，技能的非按部就班，是严峻不合理的。不能一味的想着“弯道超车”。商场需求的是安全的产品。还是商场说了算的。

电池的多元化开展，应该会成为一种趋势。根据实际需求，对续驶路程、运用的环境、危险点评，选择适宜的电芯和体系电量。这就不难了解，为什么丰田的Mirai,依然在用镍氢电池。个人观点，在BMS达不到较高水平的时分，LFP依然是大巴车的首选。虽然LFP相同会焚烧，但是，从冒烟到爆燃的时刻，LFP是有显着优势的。最少能给乘客的逃生争夺5~10分钟的时刻。

好像当年，我一向主张，钛酸锂电池做为燃料电池车辆辅助和储能电池相同，安全永远是第一位的。

正视距离：你的产品做了隔热、隔火规划吗？

当专心于热规划的温差、均温的时分，却疏忽了相反的一面危险，哪便是“引火上身”。咱们都亲眼目睹了充电时，着火的一辆车点燃周围无辜车辆的景象，其实，电芯模组之间毛病时，相同也是这个道理。体系、模组、电芯的隔热、隔火规划，便是为了防止、延缓事端的焚烧状况。现在，一般从体系层面，做了隔离办法，比方Tesla的上盖板所做的隔火、隔热规划；现在最多规划办法还有模组之间的隔热规划；电芯的隔火国内产品很少，也只要Tesla电芯之间运用云母片的隔火规划。

正视距离：你的温感安置是根据仿真和多轮测验的成果吗？

假如不是一对一采集，势必会呈现数值误差和时刻延迟问题。怎么与电芯实在温度状况匹配？我想不是拍脑门能处理的问题。记住Leaf的四个温感安置，其时还疑问箱体内左、右两侧为什么没有对称安置？其实，背面大量的试验作业，现已证明，这四个点在详细的空间、各种工况，是最具代表性的方位。

正视距离：你的BMS对电芯的参数模型了解多少？

许多状况，BMS对电芯参数的了解或电芯提供给BMS的数据是十分有限的，甚至是少的不幸的。除了上、下限电压、SOC对应电压状况，SOP功率状况边界都没有。更别说参数模型了。因为，电池厂家也没有完好的测验。这种粗狂的操控，带来的后果是严峻的。BMS和电池的脱节现已不是新鲜问题了。

正视距离：从企业、社会视点，咱们的客户训练了吗？

记住在看一个着火事端的录像时，我发现一个现象：当车辆底部冒烟时，第一时刻，乘客并没有敏捷下车；或许下车了，在车周围来回踱步，是哪样的茫然和手足无措。更有甚者，好奇的人们在围观。

他们没有意识到危险，或许就在下一秒。电池的爆燃，会伤及他们。我在前期的一篇文章中，列举过美国消防协会的训练：

“假如我的车着火了怎么办？NFPA（美国消防协会）主张司机遵从以下三个步骤：

a)停止。

b)假如或许的话，靠边。

c)关掉轿车。出去。

d)在离车辆100英尺远，一同注意交通安全。

e)拨打119求助。

f)不要自己去救活。”

PACK才干非电芯企业强项；PACK厂电芯质量失控，让整车厂困惑和心痛

经过仅十年新能源轿车开展的实践，,电池是新能源核心部件，已毋庸置疑。但是，作为整车的配套零件的电池体系，并没有像传统零件配套哪么简单。特别是电芯厂家，缺乏整车企业配套经历，即便这么多年的努力，依然还是短板。这便是轿车技能的多年堆集的原因。非短时刻能培养起来的。

所以，整车厂绑缚和开展自己的pack厂,培养自己的BMS软硬件规划才干,再联合有实力,质量优良的电芯制作企业，将会成为一种新开展趋势。一同，加强对电池体系的掌控，也是在追求更久远的开展。比方上汽集团的模式，值得学习。

电芯质量缺点危险、能够在充电进程中扩大，充电仅仅“诱因”

我十分赞同王子冬专家这句话：“大部分着火是在充电进程中，或许刚刚完毕充电后。保证动力电池充电安全性是件很麻烦的事，这儿面有许多影响要素，有衔接的问题，充电办法的问题，制作进程中是否有瑕疵的问题。在充电进程中会将许多危险扩大，导致事端，这点特别重要。”所以，电芯质量问题，在充电环节扩大了危险，充电仅仅一个诱因，而非主因。咱们需求透过现象看实质。

圆柱电芯的上千颗使用，前题是有强壮的BMS做支撑

其实，咱们国内圆柱电芯的忽然扩大量使用，与Tesla的使用效应有十分大的联系。包括现在对21700电芯的推崇，我不反对，对任何先进技能的跟和顺立异，但是，也需求站在国内实际状况看问题。不能盲目跟风。咱们的BMS办理几千颗电芯的才干，还做不到Tesla的办理水平；热体系做到温差2℃还很困难。尤其是针对三元圆柱电芯，咱们的技能驾驭才干还很有限。所以，我却是主张，从稳定视点，BMS弱的状况下，还是多用方形或着软包电芯为上策。

锂离子电池的安全问题是能够处理的

leaf在全球销量，2017年已超20万台，7年间没有听说一同严峻焚烧事端；相同是在路上跑的车辆，相同也有磕碰，Tesla在短短5年时刻，产值近10万台，已产生多起焚烧事端。咱们抛开不同电芯正极资料的道路，其工程使用但是共同的。例如，Leaf的体系集成技能：电池箱体结构规划先进，抵御磕碰才干、密封规划都是一流的，就连一枚继电器放置的方位，都是十分有考究的。技能的登峰造极，大道至简，用在这儿再恰当不过了。

更忧虑的危险，并不是着火事端，而是来自认识的纠缠、自高自大

一颗电芯的成果进步，是无法代表一个电池体系的水准高度，电池体系才是“使用主体”：工艺共同性、操控技能、热技能、结构技能、体系安全技能等，相同需求齐头并进。借用国家863电动车重大专项动力电池测验中心主任王子冬一句话：“经过项目的点评，学会对动力电池进行归纳点评的办法，对项目做出科学的判断，特别要重视动力电池产品向国外学习，咱们不能自高自大。”

小结

关于新能源轿车的开展，安全永远是第一位的。任何方针、规范、法规、规划、制作环节，都不能脱离这个原则和底线。电芯作为电池体系安全主体和根底。更需求向国外先进技能看齐，做车用级电池，充分试验。车辆工程面前，生命面前，电池没有等级之分。需求结壮务实，做好现在的工程，扫除上路车辆的危险。