作為交通行業(yè)實(shí)現“雙碳”目標的重要組成部分，新能源汽車(chē)經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，已經(jīng)成為我國汽車(chē)工業(yè)中重要的組成部分。至2023年底，全國新能源汽車(chē)保有量達2041萬(wàn)輛，占汽車(chē)總量的6.07%；其中純電動(dòng)汽車(chē)保有量1552萬(wàn)輛，占新能源汽車(chē)保有量的76.04%。2023年新注冊登記新能源汽車(chē)743萬(wàn)輛，占新注冊登記汽車(chē)數量的30.25%，與2022年相比增加207萬(wàn)輛，增長(cháng)38.76%。根據中汽協(xié)發(fā)布的2023年產(chǎn)銷(xiāo)數據，我國新能源產(chǎn)銷(xiāo)分別完成958.7萬(wàn)輛和949.5萬(wàn)輛，同比分別增長(cháng)35.8% 和37.9%，市場(chǎng)占有率達到31.6%。
超過(guò)2000萬(wàn)輛的新能源汽車(chē)保有量和和950萬(wàn)輛的年產(chǎn)銷(xiāo)量是我國成為全球最大的新能源汽車(chē)生產(chǎn)國和應用市場(chǎng)。而伴隨著(zhù)市場(chǎng)快速增長(cháng)同時(shí)到來(lái)的，也有對于新能源汽車(chē)安全性的擔憂(yōu)。
在2024年3月的一場(chǎng)行業(yè)活動(dòng)中，有權威人士援引國家消防救援局的數據稱(chēng)：“2023年第一季度自燃的車(chē)輛，燃油車(chē)18360輛，新能源車(chē)640輛”，從概率上看，“燃油車(chē)是萬(wàn)分之0.58，新能源車(chē)是萬(wàn)分之0.44，下一步還會(huì )繼續降低……”引起了廣泛的討論。這也從一個(gè)側面反映了安全性對于新能源汽車(chē)未來(lái)發(fā)展的重要性。
在新能源汽車(chē)的安全性領(lǐng)域，“自燃”一直是最受到關(guān)注的風(fēng)險點(diǎn)，也是未來(lái)新能源汽車(chē)發(fā)展過(guò)程中必然要解決的問(wèn)題。傳統內燃機汽車(chē)的自燃風(fēng)險大多來(lái)源于可控的外部因素，例如燃油泄漏、電氣短路、發(fā)動(dòng)機過(guò)熱、線(xiàn)路故障、剎車(chē)片過(guò)熱、涉水后的短路以及排氣管高溫等。雖然風(fēng)險點(diǎn)較多，但大部分可以通過(guò)及時(shí)檢測來(lái)排除隱患，即使發(fā)生了自燃，也有較寬裕的時(shí)間供司機和乘客逃生。
新能源汽車(chē)的自燃較多發(fā)生在電池相關(guān)系統，包括電池本體由于內部短路導致的熱失控、外部火燒或機械沖擊導致的短路或電弧引燃周?chē)兹嘉?、充電過(guò)程中的過(guò)沖或熱失控等諸多因素。而且新能源汽車(chē)自燃發(fā)生的場(chǎng)景不只是在車(chē)輛行駛過(guò)程中，也會(huì )發(fā)生在車(chē)輛停止狀態(tài)和充電過(guò)程中。同時(shí)，新能源汽車(chē)一旦發(fā)生自燃，留給司機和乘客的逃生時(shí)間非常有限，且火勢難以控制，容易波及周?chē)?chē)輛和設施。
此外，新能源汽車(chē)為了達到更好的車(chē)輛性能與更長(cháng)的續航里程，現階段搭載的鋰離子電池的能量密度與電池容量在不斷增加，同時(shí)配套的整車(chē)電氣系統也在采用更高的系統電壓與更大的電流以縮短充電時(shí)間。這就進(jìn)一步增加了新能源汽車(chē)的自燃風(fēng)險。
在新能源汽車(chē)的自燃風(fēng)險中，起火風(fēng)險、爆炸風(fēng)險、電弧風(fēng)險是受到最多關(guān)注的三大風(fēng)險。
鋰離子電池的起火風(fēng)險主要來(lái)源于各種內部或外部因素導致的電芯內部短路，其造成的熱失控在短時(shí)間內釋放大量熱量與可燃氣體。如果電池管理系統沒(méi)有及時(shí)介入，產(chǎn)生的大量熱量與可燃氣體擴散到相鄰的電芯，會(huì )引發(fā)整個(gè)電池包的起火。同時(shí)，在電芯熱失控的過(guò)程中產(chǎn)生的大量可燃氣體如果沒(méi)有通過(guò)有效的泄壓系統排出，會(huì )進(jìn)一步引發(fā)電池包的燃爆或爆炸，造成爆炸風(fēng)險，可能引起更嚴重的安全事故。
高壓電弧也是新能源汽車(chē)用鋰離子電池安全性風(fēng)險中重要的一種，是指在電池包中發(fā)生的高壓電流通過(guò)氣體或介質(zhì)產(chǎn)生的放電現象。當電池包中的電流達到一定電壓時(shí)會(huì )形成電弧，在電極之間產(chǎn)生高溫、高能量的放電現象。高壓電弧常常發(fā)生在電路的開(kāi)斷過(guò)程、絕緣受損、或者局部短路。由于高能量電弧可產(chǎn)生嚴重的聲、光、熱效應，高壓電弧帶來(lái)的危害非常嚴重，其瞬間溫度高達上萬(wàn)度，足以引起可燃物燃燒，甚至會(huì )使金屬熔化飛濺，進(jìn)而引起爆炸。
針對新能源汽車(chē)自燃的諸多風(fēng)險，防范的措施需要從電芯、模組、控制系統、和電池系統4個(gè)核心方面著(zhù)手，才能達到“釜底抽薪”的效果。
電芯方面涉及結構設計與材料設計。電芯結構影響散熱路徑與失效模式，是降低電芯熱失控的重要途徑；電芯的材料與安全性能有極大的相關(guān)性，由于電解液本身是可燃性材料，因此全球電池企業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)是通過(guò)添加阻燃劑或采用固態(tài)電池等難燃性的電解液方案來(lái)提高安全性。模組方面，主要通過(guò)提高電芯一致性減少個(gè)別電芯“過(guò)充”、“過(guò)放”、或短路的風(fēng)險。另一方面，選擇質(zhì)量可靠的材料有助于提升電芯的一致性，例如高質(zhì)量的銅箔能夠有效降低涂覆過(guò)程中的缺陷發(fā)生，確保電芯的一致性，提升鋰離子電池包的整體安全性?？刂葡到y中，電池管理系統對于電池的熱管理具有決定性影響，能夠在電池發(fā)生熱失控時(shí)有效隔離發(fā)生問(wèn)題的電芯，保證整體電池包的安全。
電池系統整體安全性的提升，一方面需要通過(guò)各個(gè)子系統安全性能的提升，另一方面也需要同系統安全性能的提升。整個(gè)鋰離子電池在使用過(guò)程中會(huì )面對復雜的應用環(huán)境，包括顛簸路面帶來(lái)的機械沖擊、高低溫環(huán)境帶來(lái)的溫度沖擊、車(chē)輛遭遇意外事故的外部沖擊等。動(dòng)力電池的線(xiàn)纜、帶電體、保護線(xiàn)路等需要可靠連接，尤其要避免不同材料連接處發(fā)生的電化學(xué)腐蝕，造成電擊、起火等風(fēng)險。市場(chǎng)上有許多整車(chē)起火案例或者電池產(chǎn)品的起火案例和電氣連接松脫有關(guān)，因此需要引起高度重視。
隨著(zhù)新能源汽車(chē)普及程度的快速提升，消費者對于其安全性的關(guān)注程度也會(huì )不斷提升。作為新能源汽車(chē)安全性風(fēng)險中最受到關(guān)注的“自燃”風(fēng)險，其解決方法不僅要具有完善的檢測系統實(shí)現“早發(fā)現”，更要通過(guò)系統設計的優(yōu)化、材料的選擇、制造工藝的提升來(lái)實(shí)現根本性的解決。
免責聲明：市場(chǎng)有風(fēng)險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買(mǎi)賣(mài)依據。
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