​孙金华教授:动力电池热失控发生率,是减少

国家市场监督管理总局统计数据显示,仅2018年前10个月,新能源汽车起火事故就超过40起。这些起火事故究竟是产品缺陷导致,还是不可控的意外因素导致?是否有办法防范?


中国科技大学教授、火灾科学国家重点实验室副主任孙金华,在2019中国电动汽车百人会论坛上接受EV世纪采访时表示,新能源汽车的起火事故大多数都与动力电池热失控相关,所以充分掌握动力电池的热失控规律,把动力电池热失控的发生率控制在可接受的范围之内,是减少新能源汽车起火事故的关键。

​孙金华教授:动力电池热失控发生率,是减少新能源汽车起火事故的关键

中国科技大学教授、火灾科学国家重点实验室副主任孙金华


据孙金华教授介绍,动力电池引发的起火事故,既有物理的作用,也有化学反应,是一个相对复杂的过程。而且随着目前动力电池的能量密度度越来越高,电池热失控所引发火灾强度也越来越高,控制难度相应也越来越大。


所以,当动力电池的能量密度到达一定程度,新能源汽车起火事故的发生率超出可控范围后,更高能量密度的电池应暂缓应用到汽车上,否则后续发生不可控事故,再回头进行“补课”成本太高,也会影响公众对新能源汽车安全的信心。


2018年新能源汽车起火事故发生的数量较多,一则因为新能源汽车的保有量大幅增长,即使起火事故发生概率不变,我们也会看到起火事件增多。另一方面,新能源汽车作为新生事物,无论在生产端还是在使用端,我们对其火灾事故的预防措施都相对不足。


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从生产端看,目前我国电池生产企业有100多家,很多企业的产品质量也是良莠不齐。部分电池企业的产品安全性、技术指标等可能也就刚刚能达到国家的安全标准线,而一些企业的产品指标却远高于国家标准。所以,也不能简单把起火事故归咎于高比能量密度,虽然磷酸铁锂电池相对较安全,但也不能简单认为三元锂电池就不安全性,预防新能源汽车火灾的关键还要把好电池品质关。


另外,对于目前市场上的圆柱电池、方壳电池、软包电池等,究竟哪一种电池更安全?孙金华教授认为,对于同一类型锂电池的来说,电池外壳的强度越大,泄压压力越高,发生热失控时,电池内的能量要聚集到一定强度才能够泄压释放,其火灾强度也就要稍大一些。


当把电池组装到新能源汽车之后,整车企业对于动力电池的运行状态监控和安全预警也很重要。对于不同类型、不同大小、不同荷电状态的锂离子电池,我们可以通过测量电池热失控时的外表面温度,端电压、内阻等等参数,再结合电池的结构以及传热模型,就能够找出表征电池热失控的预警参数。


如果企业通过实施新能源车辆实时监控平台,对动力电池在热失控前的参数变化,有更多研究分析和数据积累,通过企业监控平台建立火灾预警机制,或可以大幅降低起火发生的概率。


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而从消费端来看,由于无法安装私人充电桩,很多消费者通过飞线等不当充电方式,也是导致电动汽车起火事故的重要原因。这方面的导致的新能源汽车起火事故,就需要从宣传、教育方面,普及安全使用方法,减少违规充电的操作。


孙金华教授还指出,由于大型动力电池起火燃烧中,火焰喷射的距离很远,还容易引发周围车辆的燃烧。2017年北京蟹岛的80余辆新能源大巴连环燃烧,就属于这种情况。所以防范新能源汽车起火引发连环燃烧事故也应提高警惕。


除了预防之外,针对新能源汽车火灾扑救,孙金华教授还建议要使用专门的灭火方式。因为普通的消防器材通常只具备一次喷放灭火剂功能,而动力电池火灾与传统的可燃物火灾不同,一次喷放的灭火剂即便扑灭了电池外部的气体火,但电池内部的化学反应仍在继续进行,电池内部温度仍很高,动力电池后续还会发生二次、三次起火。未来针对新能源汽车起火的灭火设施,既要具备高效、多次灭火的功能、同时还需要具备对电池内部进行快速冷却的功能。


由于新能源汽车的火焰强度大且难以彻底扑灭。所以,孙金华教授还是建议,普通消费者发现异常时应尽快离开车辆,站到安全距离外,呼叫专业消防人员进行扑救。

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