动力电池热失控是怎样出现的？如何防范动力电池热失控现象？

进入2019年4月以来，电动汽车燃烧事件频频发生。特斯拉在上海、中国香港、旧金山、比利时等地接连发生车辆自燃事件，而蔚来ES8亦在短短两个月内出现了三次自燃事故。此外，根据国家市场监督总局的数据显示，2018年，我国至少发生了40起涉及电动汽车的火灾事故。为此，电动汽车尤其是动力电池安全问题引发行业高度关注，而动力电池安全本质则是电池热失控。那么导致动力电池热失控的主要原因有哪些？而对于电池热失控情况下？针对此，6月23日，在由青海省人民政府、工业和信息化部、科学技术部、中国电动汽车百人会主办的中国（青海）锂产业与动力电池国际高峰论坛上，中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高进行了详细阐述。

电池充电析锂与快充控制

近期发生的充电事故的分析表明，主要是不当快速充电或过充引发电池析锂，导致热失控温度大幅度下降，从219℃下降到107℃，并与电解液剧烈反应，导致电池在107℃发生热失控。

通过实验表征发现，在快充的时候能够明显看出析锂的产生，并通过对析锂机理进行研究，发现了析锂的完整过程，包括电池充电过程负极表面锂析出和重新嵌入，析出过程就是负极零电位之后形成，在电池停止充电之后，电位会恢复到零电位以上，这个时候会重新嵌入，然后所有的可逆锂均完全溶解，负极不再发生反应。

我们对热失控内短路建立仿真模型，其中很重要的是内短路位置的熔断，这种熔断可能导致整个内短路终止，也有可能导致更剧烈的内短路发生。为此，我们对影响这种熔断的各种参数进行了分析。我们对整个内短路发生演变的过程进行了综合分析和总结，在此基础上，提出为防止发生热失控，必须要在早期阶段将内短路检测出来。

介绍其中的一种方法，是对串联电池组的内短路检测方法，主要基于一致性差异进行诊断。具体来看，可以建立有内短路和没有内短路的等效模型，基于这个等效模型和平均差异模型进行在线参数估计，有内短路之后电位和等效阻抗发生了变化，我们对这两个参数进行了参数辨识，最后可以找出究竟是哪一个单体出现了问题，通过验证试验结果，很明显的能够发现某一个电池有内短路。但算法只是一个基础，在此基础上，我们还要结合大量工程实验数据，最终开发出了实用化的检测算法。

电池系统的热蔓延与热管理

如果前面所有方法都失效，就要从整个系统的角度来考虑问题。比如剧烈碰撞或者底盘被锐利物质刺穿，会立即热失控，这是时有发生的，这种热失控只能从系统层面解决。

首先进行热失控蔓延过程测试，明显看出电池单体一个接着一个，像放鞭炮一样的热失控。

其次，进行了并联电池模组热蔓延测试，发现并联模组热失控蔓延的独有特征，即多段V字形电压下降；在实车级电池模组不加抑制的情况下，热失控扩展在电池模组中可呈现加速效应，并最终导致整个模组剧烈燃爆。

再次，进行热失控喷阀特性测试，在密闭定容的燃烧弹中，用高速摄影机记录了热失控喷发全过程，从测试中发现了喷射流呈现了气-液-固三相共存的特征，其中气体喷射速度高达137m/s。