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歐陽明高:純電動汽車充電時發生自燃事故占比最大

作者:閆志剛 來源:電池中國網 發布時間:2019-06-24 瀏覽:
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動力電池安全問題,自新能源汽車誕生以來,就一直是全社會關注的焦點之一。尤其是今年4月份以來,特斯拉、蔚來、比亞迪和上汽榮威等大牌電動車企產品也相繼發生自燃事件,新能源汽車安全再次被推到風口浪尖。

“新能源汽車安全事故的本質是電池熱失控。”6月23日,在2019中國(青海)鋰產業與動力電池國際高峰論壇上,中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高院士在演講時如是指出。

那么,電池熱失控是什么原因引起的?主要發生在哪些環節呢?據歐陽明高介紹,“負極析活性鋰、內短路、正極釋活性氧”可以解釋超過99%的電池熱失控事故原因。通過對2018年新能源汽車事故統計分析發現,充電時發生事故占比最多,達到了29%。行駛和靜置停放過程中發生的自燃各占14%,而涉水引發安全事故的也達到了10%。另有33%原因不明。

充電發生自燃確實屢見不鮮,電池中國梳理今年在微信群廣為傳播的新能源汽車自燃事故,充電占比也居多。那么為何“充電”會成為新能源汽車著火的主要“兇手”?

歐陽明高表示,通過對充電事故分析,發現主要是不當快速充電引發電池析鋰,進而導致電池壽命快速衰減和熱穩定性變差。此外,充電功能安全設計水平低、充電過程數據通訊不規范、未執行充電安全相關標準要求等也增加了電動汽車自燃的風險。

不過,充電不當或充電設計不規范引發電動汽車自燃事故只占了29%,仍有71%的其他原因導致純電動汽車發生自燃,而這些基本也都可以歸為內短路造成的。

事實上,內短路可謂是電池熱失控的共性環節。機械濫用、電濫用、熱濫用都可能導致熱失控,而且這些現象幾乎貫穿著電池整個生命周期。

歐陽明高表示,通過對動力電池熱失控熱-機-電耦合機制的深度研究,發現在熱失控誘因、發生和蔓延的三個過程中,電池充電析鋰、內短路、單體電池熱失控和電池系統熱蔓延都有可能導致電池發生安全事故。

基于此判斷,歐陽明高建議,應采取“早期預警、本征安全設計和延長逃生時間”的動力電池熱失控主動安全防范策略。

具體而言,就是在熱失控誘因階段,做好電池充電析鋰與快充控制;電池內短路與電池管理;在熱失控發生環節,建立良好的單體電池熱失控與熱設計;在熱失控蔓延環節,做好電池系統熱蔓延與熱管理,延長逃生時間。

熱失控誘因發現了,那么如何消除這些誘因?歐陽明高認為,做好電池析鋰測試、仿真與安全快充技術,將能從源頭減少電池發生熱失控的風險。自引發內短路在電池結構內的微小尺度上產生,被歐陽明高比喻為“威脅電池使用安全性的癌癥”。對付它的最好手段就是做到提前預防,因此,電池內短路模擬測試、仿真與在線監測技術就顯得尤為重要。在熱失控發生環節,做好本征安全設計,即單體電池熱失控機理、仿真與抑制技術也同樣重要;熱蔓延設計是防止電池安全事故的最后一道防線,這就需要做好電池系統熱蔓延測試、仿真與抑制技術,保護好電動汽車安全的最后一道防線。據悉,目前歐陽明高團隊在這幾個環節都已經取得了不錯的技術研發成果。

綜合看來,熱失控主要包括誘因、發生和蔓延三個過程。熱失控誘因主要有兩種情況:一是過充、快充、低溫充電及老化電池導致的析鋰;二是各種原因導致的內短路。在熱失控誘因階段做好產品設計、測試、檢測,將有效降低電池在全生命周期發生安全風險的系數。從材料體系、系統設計角度進行單體電池熱安全設計,最后再借助熱失控蔓延的設計和監測,方能筑好電動汽車安全這道墻。

關鍵字:歐陽明高

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