钜大LARGE | 点击量：1502次 | 2021年11月01日
动力锂电池系统所面对的安全风险
近年来，随着电动汽车的快速发展，如何解决电动汽车所带来的安全问题，又成为汽车行业的新的话题和难点。由于人们对新事物的认知有个过程，初期难免抱有怀疑和不信任的态度，所以任何一次有关电动汽车的安全事故，都会导致公众对电动汽车安全性的疑虑进一步加深，阻碍电动汽车的发展和普及。
其实，传统的燃油车由于碰撞或自燃所导致的车辆起火事故，每年在全球都会发生很多起，造成严重人员伤亡的也为数不少，并不会造成公众的广泛关注和质疑。公众之所以对电动汽车的安全事故这么敏感，除了电动汽车发生事故时，通常会伴有火、声、光、烟雾等“特殊效果”，很重要的原因是出于对高能量载体“电池”的恐惧。手机电池起火爆炸，炸伤甚至炸死人的事情尚且有之，更何况那么巨大的电动汽车动力锂离子电池呢？
电动汽车(包括混合动力汽车)与传统的燃油车有很多相同之处，又有一些不同之处。其运行工况、使用环境、车身结构、内外造型等基本没有什么差异，最大的差别在于驱动方式和能量的来源。因为引入了电力驱动，所以就存在诸如“电击”和“短路”之类的风险，因为有高能量载体的存在，就存在能量瞬间释放(显然不是我们期望的)所造成的起火和爆炸风险。因为化学电池本身的稳定性问题，又会带来许多超出人们“传统”认知的风险。
新生事物总是脆弱的，要经受各种怀疑，更何况是与人身安全息息相关的车辆呢？愿意拿自己的生命做赌注，去尝试和接受不可靠不安全产品的人，我想毕竟是少数吧。所以，不管是国家层面的法规和标准，还是公司层面的产品和技术研发，都必须做到以人为本，切实的解决产品的风险和隐患，消除民众的疑虑，从而推动新能源汽车的发展。我们，没有任何理由拿不成熟不可靠的产品，来忽悠公众和消费者，为公司或个人的私利服务。下文将从动力锂离子电池的各项参数详细解析动力锂离子电池的安全要素。
一、动力锂离子电池系统的构成
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
作为电动汽车的动力来源，或动力来源之一，动力锂离子电池系统通常由电芯(Cell)、电池管理系统(BMS)、冷却系统(Coolingsystem)、线束(Harness)、外壳(Housing)、结构件(mechanicalparts)等相关组建构成，如下图所示：
动力锂离子电池系统构成
日产leaf动力锂离子电池系统
可以看出，动力锂离子电池系统的构成还是相当复杂的，既有电芯这类化学物体，也有复杂的电子电气系统和热管理系统，还有传统的各类机械部件，涉及到的专业种类非常的多，加上恶劣的运行环境，所面对的安全风险也很广泛。
二、动力锂离子电池系统所面对的安全风险
动力锂离子电池系统所面对的安全风险，重要与其内部部件的特性和外部的使用和运行环境相关，构成了产品安全设计的重要挑战。
1)电芯会不会起火爆炸？
动力锂离子电池系统所采用的电芯，其能量密度非常高，以磷酸铁锂电芯为例，能量密度可达120Wh/kg，换算成焦耳，1千克的磷酸铁锂电芯含有120×3600焦耳=0.43MJ。那么TNT炸药释放的能量有多少呢？1克TNT炸药可释放4184焦耳的能量，换算下来，1千克的磷酸铁锂电芯蕴含的能量相当于103克的TNT炸药。
一辆纯电动汽车，其使用的电芯通常重达几百公斤，以100公斤电芯计算，总能量就相当于10公斤TNT炸药。换着是谁，心里都会发毛，这东西会不会不稳定，会不会起火，甚至爆炸啊？
2)会不会出现电击事故？
为了提升整车的驱动效率，动力锂离子电池的直流输出电压通常都在100V以上，有时高达400V以上，有一定电气常识的人都了解，直流电压超过60V，就是危险电压。
每年，因为电器、电线、电力设备等漏电所造成的电击事故，都会发生很多，也经常见诸媒体。我小的时候就被裸露的220V电线电击过，那种滋味永生难忘。那么，人们也有理由疑虑，电动汽车里面的高压带电部件，会不会漏电，并进而造成电击事故？
3)能不能经受各种恶劣的环境？
车辆的运行和使用环境非常复杂，既要经受高温高湿的考验，也有高原高寒的折磨，有平坦的铺装里面，也有崎岖不平的非铺装路面，既有极其干燥的地区，也有要经常涉水的地方。
车辆在行驶过程中，要经历高低温的循环考验，要经历沿海的腐蚀性气候，要经历暴雨洗礼和大水浸泡，要经受各种冲击、振动、跌落、甚至碰撞和翻滚。那么，在这些客观的环境面前，动力锂离子电池系统能够经受考验，不出现严重的安全风险吗？
