河南一新能源车充电时自燃，传统的BMS系统预警失灵，动力电池安全再引关注！

9月22日凌晨2点,在河南郑州中州大道与北三环西南角,一台白色的新能源车在充电时自自燃起火。目击者杜女士表示车辆起火时,司机还在车内坐着浑然不知,经人敲窗户提醒后,才急忙下车。杜女士称起火时自己吓得腿发软,主要是周围都是充电设备,而且火势尤其猛烈,还好充电站在场人员纷纷拿灭火器救火并报警,随后消防人员赶到现场将火扑灭。

据现场拍摄的画面来看,起火时火势非常凶猛,几乎将整台车完全吞没,周围就是充电桩,旁边还挺有前来充电的运营车辆,不过好在由于时间是凌晨,充电站内并未有太多其他电车。虽然站内工作人员使用了灭火器,但电动车起火除非使用大量的水,否则很难被扑灭。

好在消防人员及时赶到,架设高压水枪最终成功救援,但这台车已经被烧的面目全非,尤其是后半段,黑黢黢的尤其惨,基本上已经接近了报废。此次起火事故原因并未公布,而且从视频也看不到太出起火车辆的具体品牌和型号。

近年来,新能源汽车已经发生多起起火事件,引发人们对新能源汽车安全性的广泛关注和担忧。据统计,动力电池问题是起火的主要原因,大部分着火是在充电过程中,或者刚刚结束充电后。

电动汽车起火就跟人身体出问题一样,主要原因可大致分为两方面,一是外因,二是内因。前者主要包括过充电、外部高温、外部短路等问题,后者则主要是电池内部问题,内因包括电池老化,例如极化导致内阻增大,锂金属沉积刺穿隔膜,内部杂质刺穿隔膜。

针对这些原因,业内从整车企业到电池企业已经设计了多种防护体系,提高动力电池的安全性方面,业内的常规思路是主要从三个层级改进设计:单体电芯、模组设计和电池包的结构设计。在单体电芯方面,可以通过提升材料的稳定性来改进。在模组设计方面,可以通过加强温控设计、BMS充电管理或者改变单体连接的方式等提高整体的安全性能。

传统的BMS管理系统设计主要采集电压、温度、内阻等参数进行分析,并没有考虑到动力电池作为一种电化学储能设备,电化学特性是其最基本的特性,BMS可以检测电压,但做不到深入电芯的数据分析, 电池特性复杂,随着电池本体因素演化,电池老化,安全参数都将发生变化,仅靠物理特性的采集是不能精准预测电池状态的,最重要的是,提前预测时间有限,锂电池从出现热失控征兆到燃爆之间时间较短,长时预警正逐渐成为行业发展需要。

据了解,目前已有公司通过电化学模型对电池关键参数精准分析,相当于对电芯进行深度的“血液级”检测,不仅仅分析电压、温度、内阻等参数,更可以通过深入电芯的数据分析,在多个维度、采用多种手段研究电池安全性机理,基于精准测量和数值化模型准确预测锂电池安全性表现,最终提出应用化解决方案的综合性预防策略,真正达到从源头解决储能安全性问题。相比于传统的BMS管理系统,电芯“血液级”检测技术预测精度更高,更早发出安全预警时间,真正做到守护新能源汽车的安全。

从国家标准来看,虽然目前已经发布的动力电池国标填补了我国在动力锂离子电池组合系统方面的空白,但仍有不足,需要不断完善。测试对象方面,所有的标准都只规定了新电池的测试,对使用过的电池没有相关规定和要求,电池在出厂时没有问题,不代表使用一段时间后仍然安全,因此有必要对使用不同时间的电池进行同样的测试,相当于定期体检,或者在BMS系统基础上直接安装可以检测电芯状态的系统。结果判定方面, 目前的判定依据较宽泛和单一,只有无泄露、无外壳破裂、不起火和不爆炸的规定,缺少可量化的评判体系。

国内常用的动力锂离子电池标准

从电池检测和资质认证来看,为了更好地规范动力电池安全和质量。保障电池测试的权威性,我们建议电芯质量检测交由专业的第三方检测机构完成,仅有生产厂家出具的检测报告是不够的,一个生产厂家,自己既生产产品,又出具检测报告,既当“裁判”又做“选手”,对于市场而言,缺乏公正性,因此 ,无论对于用户来说,还是行业发展来说,将动力电池 安全检测的事情交由权威的第三方检测机构将成为必然选择,也能让用户安心。

针对不同类型的新能源汽车事故隐患,需制定故障应急预案和消防处置措施,使用者遇到电池失火、冒烟,需第一时间拨打119,不要自行处理,保障自己人身安全,消防人员需考虑到电池失火后,易产生二次爆炸,制定专门的锂电池消防处置措施,尽全力保障人员生命安全和财产安全。

最后,发展新能源汽车是我国汽车产业发展的重大决策。动力电池的安全性能决定了新能源汽车尤其是电动汽车的市场和未来,目前在电池安全领域已经开展了大量富有成效的研究工作,但是仍然不能有效避免因为动力电池短路、热失控等问题引起的交通安全事故。随着新能源汽车保有量的增长,该问题会愈发凸显。因此,开展动力电池安全研究对于我国占领新能源汽车技术高地意义重大。