【摘 要】 為了緩解當前日益嚴峻的能源問題，新能源汽車的大力推行，能夠對能源結構布局進行有效調整，并將汽車尾氣對環境的影響大幅降低。而縱觀當前的技術水平，電動汽車在新能源汽車中占主導地位。而近年來頻繁發生的動力電池起火事故，使社會開始廣泛關注動力電池的安全性問題。基于此，本文探討了電動汽車動力電池應用安全問題，并針對這些問題，提出了如何提升動力電池應用安全性的若干策略。
【關鍵詞】動力電池;電動汽車;問題;安全性
引言
電動汽車相對于傳統使用內燃機的汽車，其主要特點是無尾氣排放，并具有較高的能源轉化率和較小的噪音，尤其是在節能環保方面的競爭優勢比較顯著。在國家政策的驅動下，我國也逐年增加了新能源汽車的保有量。而目前電動汽車主要動力源，就是鋰離子動力電池。其主要特點自動放電率低、壽命長和高比能量。而電動汽車的性能則是由其性能的優劣直接決定的。但是受制約于現有技術，在使用動力電池的過程中，會出現自然和冒煙等問題，對人們財產安全帶來嚴重的損害，甚至會危及人們的生命。所以，必須要高度重視動力電池的安全問題。
1.電動汽車動力電池安全問題
新的歷史時期，隨著迅猛增長的電動汽車市場，經常會發生電動汽車著火事故，因此電動汽車安全面臨著異常嚴峻的形勢。根據國內外新聞媒體的報導，僅2019 年，國內外就發生多起電動車起火事故，而這些事故的原因，則密切關聯著動力電池。而動力電池熱失控引發的冒煙、燃燒、爆炸，是電動汽車起火事故主要是原因。通過對這些事故的分析能夠看出，無論是在行駛狀態還是靜止狀態，就會有非常高的事故發生率。而制約著電動汽車發展的一個因素，就是安全性問題。所以，為了增強消費者的信心，對人民群眾的生命財產安全提供保障，及有必要提高動力電池的安全性。
2.動力電池熱失控原因分析
首先，動力電池熱失控引發的冒煙、燃燒，是動力汽車起火事故主要誘因。而鋰離子電池存在的一種特殊失效模式，就是熱失控。伴隨著大量釋放的能量，熱失控會導致一系列危害，如爆炸、起火和冒煙等，而濫用“機-電-熱”，是動力電池熱失控的主要原因。在使用過程中，如果動力電池出現針刺、擠壓和碰撞等，都會改變電池的形狀。一旦發電池出現機械形變，就會擠破電芯內部隔膜，并由此泄露電芯內部的易燃電解液，使正負極直接接觸發生內短路等。而電池熱濫用是因為過放、過充以及電池內短路導致的，電池熱濫用會升高電池的內部溫度，因為在電池的內部集聚了大量的熱，而出現一系列連鎖反應，最終出現起火、爆炸、冒煙等事故。
其次，觸發熱失控的另外一個主要因素，就是部件老化失效。首先，在制備電池的過程中，由于一些生產和設計缺陷的存在，在長期循環使用電池的過程中，會有熱失控等問題存在。目前，市場的動力電池均是由若干單體電芯組成，以期壓縮電池的體積，促進電池能量密度的提高。而這種電池結構主要是通過串并聯密集布置的構造方式組成的，只要出現某個電池的自然，就會導致連鎖反應，最終會燃燒整個動力電池系統。
3.提升電動汽車電池安全性的有效策略
3.1提升單體電池的穩定性
通過包覆或者摻雜的方式，能促進正極材料的熱穩定性的提高。而同樣，為實現高安全性，可通過使用高安全性的負極材料和負極材料改性;通過對電解液成分和配方的調整，能提高電解液安全性和穩定性的提高;使用陶瓷隔膜等具有較好收縮性和較高的機械性能的隔膜;為了防止各種雜質的引入，對于單體電芯的各段制程工藝嚴格把控，促進單品品質的提高;為了避免內部出現劇烈的氧化還原反應，運用熱刺激響應聚合材料直接接觸隔斷正極、負極;為了防止蔓延熱量，利用集流體的結構，有效隔離電池內部出現熱失控的區域。
3.2提高電池系統安全性
應從防濫用、安全管理設計、放寬強化應用層面，對電動力電池的安全性提供保障。首先，是系統防濫用設計。動力電池系統安全管理的主要目標，就是防機械濫用、電濫用、熱濫用三類熱失控誘因。同時，為了防止因為擠壓電池、刺穿和發生形變而出現的熱失控，還要進行防撞、防刺穿設計。采取措施有效控制電池管理系統(BMS)對電池過充、過放，一旦出現過電壓立即采取斷電流措施。引流設計動力電池系統對高溫氣流有效，合理優化電池泄壓閥的設計。在絕熱層或者采用介質進行降溫，在單體電芯之間、電池模組之間使用導熱系數低的材料。
3.3安全管理設計
BMS 安全管理設計，要實時估計電池狀態如 SOC、SOH、SOE，還要實時診斷電池故障，對于出現的潛在的安全問題進行及時預警并抑制，并從應用層面對于發生安全事故進行防范。首先，根據電池大數據建立電池安全監控和預警系統，實時分析和監控電池狀態，一旦出現異常，立刻發出預警;對于相關的電池測試標準或者法規進行制定，并由此對電池的安全性檢測進行規范;對于電池的充電管理和充電環境進行優化，并制動最優化的電池充電策略。將防火層鋪設在電池與車艙之間，對于車內乘客的安全性給予最大化的保護。
4.結語
目前，困擾電動汽車行業發展的重要因素，就是電動汽車動力電池的安全性問題。只有對誘發電池熱失控的誘因深入認識，才能對相關的應對策略進行制定。為了將電池發生事故的風險幾率降低，本文從以下幾個方面提出了優化措施，既提升單體穩定性、電池系統穩定性以及從應用層面防范安全事故。
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中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司車輛管理中心臨盤車輛管理服務部 山東德州 253000
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