電動汽車碰撞安全電池

Ⅰ 現在的新能源汽車發生碰撞，電池會爆炸嗎爆炸的威力有多大

新能源 汽車 的電能來源是鋰電池，目前大多數車型都採用了能量密度更高的三元鋰電池，這種電池遭遇外力破壞後會劇烈燃燒，但是因為車上並沒有油箱，沒有燃油的情況下車輛也只是自燃而已，而不是爆燃也不會發生二次爆炸。

雖然不會爆炸，但是燃燒的速度非常快，
幾分鍾就可以把一輛車燒毀。因此新能源 汽車 一旦燃燒，沒有任何救下來的可能。

但是新能源汽並沒有事故引發爆炸的案例。原因就是鋰電池沒有爆炸的條件，事故中鋰電池會劇烈燃燒，把整輛車燒毀為止。

鋰離子二次電池的特點就是容量密度高，而且容量密度還在不斷刷新，只有密度上去了續航能力才能提上去。因此鋰電池發展的方向就是不斷的提高容量密度，那麼鋰電池為什麼會自燃呢？我們看一下鋰電池的結構與工作原理:

鋰電池結構與電解電容高度相似:
正極材料、負極材料、中間的隔膜以及電解液、絕緣片構成。正極材料與負極材料緊緊的卷在一起，就像電容一樣一層層的纏繞在一起，層與層之間由隔膜絕緣，外殼起到密封的作用，防止電解液外漏，電池芯整體泡在電解液中。我們再看一下鋰電池工作原理:

充電時
鋰離子從正極脫出，通過電解液進入到負極板中，此時負極材料富鋰，正極材料脫鋰，電子的補償電荷從外電路供給到負極，以確保電荷的平衡。 放電時正好相反，鋰離子從負極逸出，經電解液進入到正極內，正極富鋰。當電池有異物刺破後，例如針刺。這時候就相當於在電池內部直接把正負極短路，鋰電池短路電流非常大，因此會從電池內部開始劇烈的燃燒:

電池刺破
後劇烈燃燒是鋰電池固有的缺點，目前比亞迪的鐵鋰電池做的比較好。

其他的諸如三元鋰電池只能從別的地方想辦法，例如提升外殼硬度、為電池做一個堅硬的外殼避免電池被異物刺破，降低爆燃的幾率。或者想辦法把電池裝到不容易碰到地方，但是電池組體積非常大 、只能把電池放在底盤上，仍然有被異物刺破、擠壓破裂的風險，這也是大多數新能源 汽車 無法迴避的一個現實，即使是特斯拉也沒有解決的辦法。

其實傳統燃油車爆炸的幾率也是非常低的，雖然汽油是易燃易爆
的危險品，但是現實中很難看到 汽車 因為事故而爆炸的例子。

上圖中這種爆炸往往是電影里為了烘托氣氛而刻意製造出來的爆炸。 汽車 想要爆炸也很難的，油箱破裂時往往伴隨著劇烈燃燒、汽油消耗完畢後也就結束了。

事故導致油箱破損汽油泄露，這時發生爆炸往往都是空氣中油氣濃度足夠高的時候導致的閃爆。但是油箱內燃油有限、戶外有足夠多的空氣，汽油很快就揮發掉或者燃燒掉，空氣中油氣濃度很難達到閃爆的臨界點。所以 汽車 爆炸只發生在電影里，或者戰亂地區用炸彈引爆，而現實生活中很難看到 汽車 爆炸！

可以肯定的和你說，新能源 汽車 一定會發生碰撞爆炸。這是毋庸置疑的問題。至於那些說不可能的人，麻煩你們仔細的想一下，只要關於電子產品之類的東西，就一定會爆炸。更何況是 汽車 ，你見過哪款 汽車 不爆炸？我指的是在發生交通事故的時候。

從2018年的數據來看，有超過五輛的新能源 汽車 因為充電而導致爆炸，當然，在我們的日常生活中，無論什麼東西充電過多，也會導致爆炸。

在今年的六月份，特斯拉的一輛 汽車 發生了自燃現象，整輛 汽車 燒的只剩下 汽車 的架子，左香並沒有人員傷亡。而像特斯拉自然這樣的事情發生並不在少數。

在上海有一個特斯拉的客戶，將自己的愛車停在地下車庫的某一個位置，從監控可以看出，車子是慢慢的開始冒煙，然後開始走火，最後燒的只剩下一副骨架。而 汽車 公司露出官方回應，是這位用戶的電池，由於自己的原因，使得電池變形，維修人員沒有檢查到，導致事故的發生。雖然這些事情都是小概率發生的。但是也會發生。

先說答案：不可能

再說原因

你可以去網路一下關於爆炸的4個前提條件：可燃物、助燃劑、封閉空間、火源

再不考慮新能源車（這里僅限純EV車，不包括燃料電池）自身的一些防護手段（例如BMS等），就單純電池自身以及其使用的工作環境而言，封閉環境是一個最難以滿足的條件

當電池包裝破損，電解液流出，電池發生自燃的時候，由於電池處於一個開放的環境，所以熱量不會出現蓄積，所以即便會有明火，但也不會出現因壓力增大而爆炸

這個道理同樣適用於燃油車，燃油車爆炸的條件也很苛刻，就一個封閉環境就限制住了

大部分車輛自燃的結果就是一把火燒了，出現爆炸的可能性非常低

目前唯一有可能出現爆炸的車，就是包括天然氣、氫氣（燃料電池）在內的燃氣能源動力車

氣體壓縮本來就是一個封閉且高壓的環境，所以一旦出現碰撞破損，壓力瞬間釋放遇到明火，爆炸是極有可能的

不過目前隨著技術的進步，常溫常壓儲存技術也很成熟，所以未來包括氫氣在內的大部分燃料電池車都可以做到安全性和普通電動車一樣

不可能

近幾年能源車起火事故視頻讓消費者非常緊張，新能源車主擔心自己的車容易起火，其它車主也害怕新能源車起火而不敢將自己的車停在旁邊，那麼到底新能源 汽車 的電池安不安全？ 現階段採用不同形式動力電池的新能源車都是如何保證電池的安全性的？

兩大陣容PK，誰能登頂？

● 常見的三元鋰電池形式

目前新能源乘用車主要採用三元鋰電池，而傳統的磷酸鐵鋰電池主要是商用車以及一些低端的微型車（比亞迪最新的磷酸鐵鋰刀片電池暫不討論）。

將上述表格解讀一下：

1、硬殼電芯（方形電芯）的最大優勢是安全，畢竟鋁合金/不銹鋼殼子本身硬，而且厚度大，甚至連針刺試驗的鋼針都無法刺穿，但是硬殼電池的整包能量密度普遍不高，太多重量被用來保護電芯本身。這是大部分主流新能源車企的選擇。

2、軟包電芯的本體大家都見過，不少數碼產品的電池就是它，軟包電芯重量較輕，單體電芯一致性非常好，問題是加上溫控系統之後的輕量化優勢不多了。目前主要有通用、愛馳、前途等車企選擇使用。

3、圓柱電芯的運用最廣泛，而且散熱好，能量密度較高。除此之外圓柱電芯的供應商特別多，中日美韓都有成熟的圓柱電芯生產企業，而使用圓柱電芯最出名的車企就是特斯拉。

● 鋰離子電池的安全性

鋰離子電池主要產生的安全性問題就是燃燒甚至爆炸，出現這些問題的根源在於電池內部的熱失控。

一般電池的最佳工作溫度范圍在25℃左右，即使車輛在靜置狀態，電池也不會完全斷電，電池管理系統會根據情況自動調整動力電池的輸出功率。當電池包發生不可控的外力撞擊或者內部短路時，電芯本身會不斷發熱，若無法及時將熱量控制在合理溫度，便會導致由內到外的燃燒。由於鋰電池本身自帶氧化劑，所以使用乾粉或泡沫滅火器隔絕氧氣的傳統方法對其完全沒用，只能用大量的水降溫等它自己熄滅。

熱失控的源頭可以分為三大類：

1、電芯受外力擠壓；

2、電芯內部短路；

3、電池管理系統(BMS)失控。

想讓電芯不受外力擠壓比較容易解決，只要在車體以及電池包的外層設計出有效的防護結構，在車輛發生碰撞的時候就能抗下所有沖擊或者在一定程度上緩解沖擊，就能很好地避免出現電芯受到外力的擠壓。

動力電池普遍安裝在乘員艙的正下方， 汽車 原本的結構就能夠對前、後方的沖擊起到有效的緩沖防護，一些車型甚至還額外進行了加固。例如賓士的首款純電動車型EQC就在車頭設計了由多條鋼管組成的安全籠結構。

而當面對來自側向的沖擊時，除了依靠車輛的B柱以及車身框架作為緩沖之外，電池包外殼的兩側還會額外設計有類似防撞梁的吸能結構，能夠抵禦對電池包本體的沖擊。 但光應付外部的沖擊還不夠，內部也需要有框架來進行固定，即使沖擊已經傳到內部，也能保證電芯有足夠的「生存空間」。

以蔚來70kWh的電池包為例，採用尺寸規格為PHEV2，容量50Ah的VDA方形電芯，4P96S電芯排列方式，即96顆電芯為一個模組，4個模組組成蔚來電池包，共計384顆方形電芯，每個電池模組內置有3個電芯溫度感測器。

液冷恆溫系統對純電動車來說非常重要，蔚來將鋁制液冷板鋪於模組下，在模組與液冷板之間加入一層導熱墊，並在液冷板與殼體底部之間再鋪設有隔熱和絕緣材料，進一步確保電池整系統的恆溫和安全。工作時， 電芯的溫度傳遞到模組與冷板接觸的底部，再通過導熱墊傳給液冷板，液冷板外壁再把熱量傳導到冷卻液，而在電池溫度過低時也可以反向給電池加熱。

通用旗下別克VELITE6使用的則是軟包電池，內部的一片片軟包電芯如同撲克牌一樣豎直排列在一起。兩個軟包電芯、一片冷卻片，再加上一個模組框架和一片隔熱泡棉組成一個完整的「MINI堆垛單元」，而一個電池模塊總成由26個「MINI堆垛單元」組成。此外，也可以通過線圈加熱冷卻液，使電池升溫，即使在極端寒冷環境下，也能確保電池處於最適宜的工作溫度。

雖然軟包電芯的電池一致性相比硬殼要稍差，但可以通過良好的電池熱管理系統來解決。而說到這里就不得不提特斯拉了，由數千顆21700鋰電池組成的電池包擁有超高的能量密度，散熱能力也更強，但過多的單體電池導致一致性非常不理想，這對電池熱管理系統是一個不小的挑戰，不過這正是特斯拉的強項。

在特斯拉的電池包內，所有圓柱形電池都被灌注水乙二醇的導熱鋁管所環繞，鋁管外還有一層橘黃色的絕緣膠帶，更大的散熱面積加上強大的電池熱管理系統讓特斯拉在實際用車中很少因為電池過熱出現問題。

過度充電是使用鋰電池包方法不當行為中危害最高的一種。由於過量的鋰嵌入，鋰枝晶會在陽極表面生長，有刺穿SEI膜的風險。其次鋰的過度脫嵌也會導致陰極結構因發熱和氧釋放而崩潰(NCA陰極的氧釋放)，並加速電解質的分解，產生大量氣體。由於內部壓力的增加，排氣閥打開，電池開始排氣。電芯中的活性物質一旦與空氣接觸，就會發生劇烈反應，放出大量的熱，從而引發鋰電池的燃燒起火。

所以好的電池熱管理系統同樣會設置好最高以及最低電池SOC，並實時監測每個電芯以及模組的電量、溫度等，避免過充過放，從源頭抑制熱失控。一些搭載高容量電池的中高端車型也會選擇將部分電量隱藏，例如奧迪e-tron搭載的電池包容量為95kWh，但為了保證充電效率和電池壽命，在正常情況下的可用容量只有83.6kWh。

● 我國電動 汽車 首批強制性標准

即使已經做了如此多的努力，但事實證明我們還是不能100%確保純電動車不會發生起火事故，但通過電池內部的阻燃材料以及電池熱管理系統發出的預警，我們可以盡量將電池從升溫到最終燃燒的時間延長。

在5月12日，國家市場監督管理總局、國家標准化管理委員會批准發布了《電動 汽車 安全要求》《電動客車安全要求》和《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》三項標准，計劃於2021年1月1日起開始實施。

其中《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》在優化電池單體、模組安全要求的同時，重點強化了電池系統熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全要求，試驗項目涵蓋系統熱擴散、外部火燒、機械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環、振動泡水、外部短路、過溫過充等。特別是增加了電池系統熱擴散試驗，要求電池單體發生熱失控後，電池系統在5分鍾內不起火不爆炸，為乘員預留足夠的逃生時間。

您好，很高興回答您的問題，關於新能源 汽車 碰撞後是否會爆炸的問題沒有絕對的答案，但是從概率上分析大概率是不會發生爆炸的。

大家看到過很多新能源 汽車 自燃事件，但據我所知國內還從未發生一起新能源 汽車 碰撞後導致人員死亡的事件，雖然說電池在受到沖壓、碰撞、變形後會存在短路自燃的風險，但是電池包的抗擊打能力也是非常強的，並且國家對動力電池還有相應的國標，下面看看威馬 汽車 的電池包測試。

1、高空跌落

把威馬 汽車 電池包直接從 3米的高度跌落到水泥地面上。據說3米大概是一層樓的高度，很多立體車庫也差不多這么高，跌落後的電池包，外殼出現了輕微的凹陷，但是除此之外，沒有其它異常情況。

既然從3米的高低跌落的電池包沒有問題，那好奇實驗室就把高度翻倍——提升到了6米。6米的高度大概是兩層樓的高度，也是一般高架橋的高度。令人「失望」的是，摔下來的電池包外觀仍舊正常，沒有起火、沒有爆炸，觸摸時也沒有漏電現象。

2、擠壓。

把電池包抵在破碎機的率帶上，然後用機械臂進行擠壓，將電池包擠壓到變形量超過30%的時候停止。據說擠壓威馬電池包的這台破碎機，平時是用來拆房子的。

擠壓後的電池包一側已經完全塌陷了，而變形最厲害的一面就是電芯所在的位置。雖然被擠得很慘，但是整個電池包也沒有漏電的現象。

既然機械臂不行，那就換破碎錘的金屬尖頭（沒錯，就是拆房子的時候用的那個很粗的金屬頭），直接擠壓電池的上殼體。擠壓過後，電池包凹陷得很厲害，但是仍舊很穩定，沒有起火，沒有爆炸。

3、浸水 。

搭建了一個泳池，在泳池中倒入粗鹽，使得泳池中NaCl濃度高於國標濃度。然後把威馬 汽車 電池包直接浸入泳池水中三小時。

車輛在行駛過程中難免會遇到涉水的情況，如果電池包遇到積水，會不會短路起火？觀察在鹽水中浸泡三小時後吊起的威馬 汽車 電池包，發現電池包外殼完好，沒有冒煙、起火，也沒有漏電的現象。

4、高溫灼燒。

在油桶里倒入汽油，點火。然後在火焰燃燒最大的時候，把全新的電池包放在火焰上方燒烤。火勢慢慢變大，竄起的大火把電池包完全包在裡面，用紅外線測溫儀測得電池包表面的溫度達到了217℃。

150秒後，把電池包移開，底部依然有零星的火焰，待火完全熄滅後，可以看到底部的塗層有些燒化。除此之外，電池包的外形結構依然完好，底部也沒有燒穿，也沒有出現起火、爆炸的現象。

不論是跌落還是擠壓，是水泡還是火燒，經過這樣摧殘後的威馬 汽車 電池包，都沒有出現起火、爆炸、漏電的現象，可以說在安全性上是非常的利害了，所以說新能源 汽車 在發生碰撞之後爆炸的可能性非常小。

你擔心多了，國家有嚴格規定

Ⅱ 新能源汽車電池安全有哪些被忽略的細節

新能源汽車電池安全有哪些被忽略的細節?

一、冷卻系統

新能源車型尤其是純電動車型，是依靠電能作為補給。但電能並沒有流入的冷卻系統，所以在高溫的條件下，電動車極容易發生自燃的事故。即便是現在很多新能源車型採用了水冷，但安全隱患依然存在。

二、擠壓碰撞

電池經過擠壓或者是碰撞之後，也極其容易發生自燃或者爆炸的事故。但新能源車型在路上行駛定然有碰撞的隱患，各廠商對電池的防碰撞安全性的保護參差不齊，所以電動車仍然有機會發生危險。

三、充電問題

純電動車型的充電問題也會存在一定的安全隱患，尤其是電池內部發生細小短路的時候，新能源車型容易發生起火。如果說長時間充電也會造成電池過熱等情況，在這個時候車主就應該根據車輛使用說明來進行正確的充電。

總的來說，電動車雖然越來越普及，但是它的安全性問題依然沒有被很好的解決。購買了純電動車型的消費者在使用當中必須要多加註意。

Ⅲ 新能源電動車發生事故電池容易壞嗎

新能源純電動汽車發生事故，或者受到強烈碰撞時，電池會變形，容易導致電池內部電線正負極短路，大量熱量聚集在一起，使這些內部電流釋放出來。在高溫環境下，會因膨脹而發生爆炸，也會導致電火花和火災

Ⅳ 「科普」新能源車動力電池安全風險與應對方法

1、新能源車電安全引人擔憂

近年來伴隨新能源車市場的火爆， 社會 上已發生多起新能源車起火事故，電池安全漸漸成為了新能源電動 汽車 最重要的議題之一，也是各方關注的焦點。新能源 汽車 國家大數據聯盟在2019年08月發布的《新能源 汽車 國家監管平台大數據安全監管成果報告》顯示：2019年5月起3個月之內共發現79起安全事故，涉及96台車，情況很嚴重。已查明著火原因主要是電池自燃、車輛碰撞、車輛浸水、車輛不合理使用問題，它們導致了鋰離子熱失控。事故車輛中磷酸鐵鋰電池佔比7%左右、三元鋰離電池佔比86%左右，剩餘車輛電池不明。

圖1 電動 汽車 起火相關案例

基於此，針對電動 汽車 的法規升級越加頻繁，要求也越來越高。國標GB30381-2020《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》加入了電池熱失控預警要求，要求車輛在熱失控導致乘員艙發生危險前5min發出提示信息提示人員安全撤離，對熱失控的檢測以及蔓延抑制提出了緊迫而具體的要求。C-NCAP在2021年也引入了柱碰測試法規，國外機構Tesla、三洋、三星等在2014年前就電池熱失控領域開展了大量研究，Tesla已申請60多份相關專利；國內機構如CATL、清華大學近幾年均成立專門的技術團隊研究電池安全特性；以清華大學為例，其熱失控方面部分研究成果已用於寶馬、戴姆勒、三星、長安、CATL等合作項目。

圖2 電動 汽車 中涉及電池安全的相關標准

由於法規的升級和樹立 汽車 品牌形象需要，目前國內越來越多的主機廠生產的新能源電動車也開始考慮了絕緣安全防護，如基本絕緣、外殼防護、漏電監測、手動斷開等安全防護措施；除此之外，在新能源 汽車 安全開發過程中，GB 以及NCAP 工況只是基本的考核要求，為實現真正的新能源 汽車 的安全性，減小消費者對新能源車不安全的誤區，我們需考慮更多的實際交通道路事故中所出現的碰撞工況，在所有測試工況下避免高壓電防護失效導致的高壓傷害。

圖3 新能源車型電安全開發考核工況

2、動力電池簡介

從系統的角度來說，電池分為化學電池、物理電池和生物電池三大類。對於我們比較熟悉的化學電池，則是按正負極材料進行分類，有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等車輛比較常用的動力電池。鉛酸電池技術成熟、價格便宜，但其污染嚴重，比能量低，一般應用於大型不間斷供電電源以及電動自行車；鎳氫電池安全性高、耐過充過放性能好，但其比能量低、低溫性能差、自放電率高，一般應用於混合電動 汽車 以及電動工具；鋰離子電池相比以上2種電池具有比能量高、循環壽命長、充電功率范圍寬、倍率放電性能好、污染小等優良特性，現今被電動 汽車 廣泛採用，也是現今國網力推的一種電動 汽車 充電電池類型。

圖4 電池分類

市場上常見的鋰離子電池基本分為4類，其中磷酸鐵鋰電池的熱穩定性最好，錳酸鋰電池次優，三元鋰LiNiCoMnO2電池略差，而鈷酸鋰電池最差。磷酸鐵鋰電池循環壽命長、毒副作用小、成本低廉、充放電倍率大、高溫穩定性好，但一致性不好，能量密度低。錳酸鋰電池成本低，毒害性較低，但熱穩定性差，循環壽命短，應用較少。三元鋰（LiMn2O4）電池能量密度高，但大功率充放電後溫度升高，高溫時釋放氧氣，熱穩定性較差，壽命較短。鈷酸鋰電池熱穩定性最差，它的正極在高溫時容易分解，加速熱失控，但能量密度高，續航更出色，特斯拉 汽車 採用了這種電池。

圖5 主流鋰離子電池性能比較

這些種類的鋰離子電池最大的區別就是正極材料的不同, 實際上正極材料是影響鋰離子電池性能和成本的關鍵因素，目前國內新能源 汽車 動力電池應用最多的是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。

圖6 磷酸鐵鋰刀片電池

圖7 三元鋰硬殼電池

圖8 一般動力電池包結構形式

3、電池存在的安全風險

各種電池起火的共性原因是電池熱失控，隱患總體可以分為三大類，一類是環境高溫，引起電池正負極的劇烈反應，反應會向可燃的電解液中釋放大量的能量，並析出氧氣，導致電池膨脹、過熱甚至失火；一類則是外部的物理性破壞，導致電池隔膜貫穿，正負極直接接觸使得電池內短路，短時間內釋放大量電能（可轉換成熱能），導致電池熱失控；最後一類則是電池過充、過放導致的內部結構損壞，從而引發電池的熱失控。

熱失控(Thermal runaway)是指由於鋰離子液態電池在外部高溫、內部短路，電池包進水或者電池在大電流充放電各種外部和內部誘因的作用下，導致電池內部的正、負極自身發熱，或者直接短路，觸發「熱引發」，熱量無法擴散，溫度逐步上升，電池中負極表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、電解液、正負極等在高溫下發生一系列熱失控反應(熱分解) 。直到某一溫度點，溫度和內部壓力急劇增加，電池的能量在瞬間轉換成熱能，形成單個電池燃燒或爆炸。引起單個電池熱失控的因素很多、很復雜，但電流過大或溫度過高導致的熱失控佔多數，下面重點介紹這種熱失控的機理。

以鋰離子電池為例，溫度達到90 時，負極表面SEI膜開始分解。溫度再次升高後，正負極之間的隔膜（PP或PE）遇高溫收縮分解，正、負極直接接觸，短路引起大量的熱量和火花，導致溫度進一步升高。熱失控時，230 250 的高溫導致電解液幾乎完全蒸發、分解了。它含有大量易燃、易爆的有機溶劑，逐步受到熱失控的影響，最終分解發生燃燒，是熱失控的重要原因。電解液在燃燒同時，產生一氧化碳等有毒氣體，也是重大的安全隱患。電解液如果泄漏，在外部空氣中形成比重較大的蒸汽，容易在較低位置大范圍擴散，這種擴散范圍極易遇火源引起安全事故。清華大學的研究顯示：正極中含鎳越多則熱穩定性越差，碳素材料的負極在壽命的前期較穩定，但是壽命衰減後變差。這從側面說明三元鋰電池的高鎳比例，雖然容量更大，但會導致更大的熱失控風險。

圖9 熱失控隨溫度的變化過程

4、應對電池可能存在的電池安全風險

應對電池可能存在的電池安全風險，可以從四個層級、七個維度來考慮電池的安全，四個層級指電芯、模組、電池包、整車，七個維度包括可靠連接、高壓防護、機械擠壓、過充、布置形式、短路和熱失控，在每個維度跟層級都有對應的防護措施，全方位有效的保護電池安全。

新能源 汽車 發生冒煙起火的場景一般為車輛靜置時充放電和車輛行駛中發生碰撞，下面我們基於鋰離子動力電池在機械擠壓這個維度來講解下目前開展的一般研究方法，探究整車碰撞中電池包的受力形態與損傷（失效、起火、爆炸）機理。

本研究從卷芯到單體到模組再到電池包共4個層級，每個層級的研究又分為試驗和模擬兩個方面，通過不同載入方向、不同載入速度的試驗來研究卷芯、單體和模組的各向異性和應變率效應，以及載入方向和載入速度的不同給動力電池變形行為和失效行為帶來的影響，全面認識動力電池在不同載荷工況下的響應規律和內在失效機理；藉助對試驗結果的認知，開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為的卷芯模型，並以卷芯模型為基礎，逐級向上開發兼顧模擬精度和計算效率的電池單體模型和模組模型，以試驗結果為參考對各模擬模型的模擬精度進行驗證，為電動 汽車 電池包碰撞安全保護的開發提供虛擬模擬工具。

圖10 研究總體框架

1）卷芯層級研究

卷芯是組成單體進而構成模組的基礎，也是電池包裡面最基本的電化學單元，了解卷芯的力學性能，及其力學失效和電化學失效之間的聯系，有助於深入認識電池包在碰撞擠壓載荷下的響應規律和失效機理。鋰離子電池的正極材料通常以鋁質集流體為基底，塗布鈷酸鋰（LiCoO2）、錳酸鋰（LiMn2O4）和磷酸鐵鋰（LiFePO4）等鋰離子活性物質。負極材料通常以銅質集流體為基底，塗布石墨或硅層。而隔膜則常為由聚乙烯或聚丙烯等材料製成的多孔薄膜。通過對卷芯中的正極復合體、鋁箔、隔膜、負極復合體、銅箔等進行拉伸、壓縮、穿孔試驗，得到相應材料的材料卡片，為卷芯的精細化建模搭好基礎。

圖11 卷芯組分研究流程圖 研究總體框架

2）單體層級研究

電池單體是向下集成卷芯、向上構成模組的結構，每一個單體都是一個可以獨立工作的電化學集合體。目前車用鋰離子動力電池單體，通常採用卷繞或疊片式卷芯（交替布置的正負電極和電極間的隔膜）和液態電解質，用金屬外殼封裝成圓柱形（a）或方形硬殼電池（b），或用鍍金屬塑料膜封裝為軟包電池（c）單體層級研究。

圖12 (a) 圓柱形硬殼電池單體 (b) 方形硬殼電池單體

(c) 軟包電池單體

為了全面了解電池單體在碰撞擠壓載荷下的響應規律和失效機理，研究同樣對單體進行了不同載入方向和不同載入速度的擠壓試驗。

圖13 （a）Z向圓柱擠壓 (b) Y向圓柱擠壓 (c) X向圓柱擠壓

(d) Z向球頭擠壓 (e) Z向錐面擠壓

通過實驗，可以得到對應的力-位移-電壓曲線，結合對樣件電鏡掃描結果，來研究響應規律和失效機理，和建立了單體的有限元模型。

圖14 某工況下單體力-位移-電壓曲線

對於電池單體，我們通過多種方向和多種不同的載入速度的組合試驗對其力電響應進行了測試，可以發現，單體也有著明顯的各向異性和應變率效應。其次，單體的短路行為也具有明顯的各向異性，相比於Y向和X向，Z向是單體最容易發生短路失效的擠壓方向。藉助對試驗結果的認知，開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為且兼顧模擬精度和計算效率的單體模型。

圖15 單體有限元模型

3）模組層級研究

模組是將一個以上電池單體按照串聯、並聯或串並聯方式組合，並作為電源使用的組合體。其研究方法與單體基本一致，但由於其結構比單體更加復雜多元，研究中需要考慮多種失效形式，包括單體之間的粘膠，殼體撕裂，端板斷裂的現象。

圖16 模組測試系統

圖17 模組試驗形式及樣件變形情況

通過研究發現，相比單體內短路（卷芯斷裂）壓降失效而言，模組試驗中更多的是由於結構失穩或外部侵入而發生的外短路；由於藍膜、膠層和鋁合金在沖擊下韌性明顯下降，更易發生失效破壞，而這些失效形式是導致模組發生外短路的關鍵因素，進而使得模組壓降對應的力和位移的響應在准靜態和存在較大差異。

圖18 某工況下單體力-位移-電壓曲線

通過模組多工況試驗標定，建立模組有限元模型。

圖19 模組有限元模型

4）電池包層級研究

通過對鋰離子從卷芯到單體到模組的研究，對電池本身具備充分的了解，包括電池在沖擊下的變形和失效規律，內部損傷發生的歷程和機理，在發生嚴重損傷前所能承受的載荷、變形、能量等的最大限度，以及損傷發生過程中機電熱的相互耦合和作用關系等。基於模擬模型，便可以開展多工況下電池包層級的研究與對標工作。

圖20 電池包系統多工況研究

在新能源 汽車 安全開發過程中，電池包作為更加復雜的系統，不同的試驗工況下，會有多種不同的失效形式，其產生的原因和所造成的危害也不盡相同。

圖21 常見的動力電池失效形式

5、結語

鋰離子電池憑借其能量密度大、循環壽命長、充電效率高等優點，被廣泛應用於純電動或混合動力 汽車 的儲能系統。然而，鋰離子電池在能量密度迅速增長的同時，對於整車的安全性設計又提出了新的挑戰。特別是在經受復雜且嚴峻的碰撞工況時，為最大程度地發揮電池系統防護結構的作用，最大限度地在碰撞防護和輕量化設計之間尋求平衡，必須首先深入研究鋰離子電池的機械性質和碰撞安全性，不但能夠對新能源車輛設計和製造提出指導性的建議，也有利於新能源車輛的後期維護和事故處理等工作的進行。

為解決電池單體在機械載入下的力學響應與損傷行為預測問題，開發預測電池包力學響應和失效行為的工具，最終服務於電動 汽車 碰撞安全設計，第一階段針對典型的車用動力電池開展了從卷芯到單體再到模組共三個層次，逐步深入的研究。每個層次的研究又分為試驗和模擬兩個方面，通過不同載入方向、不同載入速度的試驗來研究卷芯、單體和模組的各向異性和應變率效應，以及載入方向和載入速度的不同給動力電池變形行為和失效行為帶來的影響，全面認識動力電池在不同載荷工況下的響應規律和內在失效機理；藉助對試驗結果的認知，開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為的卷芯模型，並以卷芯模型為基礎，逐級向上開發兼顧模擬精度和計算效率的電池單體模型和模組模型，以試驗結果為參考對各模擬模型的模擬精度進行驗證，為電動 汽車 電池包碰撞安全保護的開發提供虛擬模擬工具。

Ⅳ 純電車的電池安全么，比如撞車的時候，會爆炸么

純電動車安全性是無法和燃油車相提並論的，這是最基本的結構設計問題。
純電動車都是底盤放置電池組，而目前的核心技術三元電池技術是無法解決受外力影響短路自然爆燃爆炸問題，是所有的純電動車的通病。因為底盤作為車禍時的受力結構件沒有任何一種材料能保證車禍底盤不變形不受損，所以在發生車禍的時候純電動車自燃爆燃爆炸的可能性非常高，即使是特斯拉目前也只能使用鈦合金電池外殼增加電池外殼強度，但是還是發生了自燃事件，核心問題還是三元電池技術無法應對外力沖擊短路問題。
至於全面禁售燃油車只能說至少在本世紀中葉前純粹是個笑話，燃油車轉純電動車只是從一個坑跳到另一個更深的坑，電池產業污染更重而且難以治理既包括大氣污染也包括土地和水資源污染，完全就是個環保偽命題。而且主要的發電方式是燃煤，每生產一台純電動車相當於一台燃油車開很多年的尾氣排放。

Ⅵ 新能源車的電池在遭受撞擊後很容易「爆燃」，如何加強電池安全

當前，新能源汽車所使用的動力電池基本上是鋰電池。鋰電池是一種化學電池，它的充放電過程其實就是一種化學反應的過程。從結構上看，鋰電池主要包括電池外殼、電池正極、電池負極、電解液和電池隔膜。其中電池外殼主要起著保護電池內部化學物質的作用，而電池負極、電池隔膜和電解質都是會燃燒的，而且電解液的燃點非常低。在新能源汽車用車時，如果發生交通事故或者高速過坑、上馬路牙子等，都可能使動力電池包外殼受到劇烈的撞擊或擠壓。由於目前新能源汽車動力電池主要是圓柱電池和方形電池，電池外殼採用的是鋁殼或鋼殼。在電池包受到激烈撞擊或擠壓時，電池外殼很容易發生變形，出現內凹，從而擠壓到電池隔膜，甚至電池外殼會發生斷裂，直接刺穿電池隔膜，使電池內部出現短路，並造成易燃的電解質泄露。電池短路，會在瞬間釋放出大量的熱量，使電池升溫。當溫度達到電解液的燃點時，燃燒事故就發生了。因此，電動汽車動力電池在受到撞擊後，是非常容易出現爆燃的。要加強動力電池安全，避免電池因碰撞而發生爆燃，可以從以下方面著手：1.加強電池防護。首先，新能源汽車應選用專屬平台作為車輛平台，避免繼續使用「油改電」平台，這樣，動力電池包的位置可以從後備箱等容易遭受撞擊的位置移到車輛底盤，以減少動力電池遭受撞擊的概率。2.注意安全駕駛。在行車時，駕駛人要注意安全駕駛，避免發生交通事故。不要輕易把車開上馬路牙子，車輛過坑時一定要減速慢行，避免車輛托底，使電池受損。3.使用軟包電池。軟包電池外面沒有鋁殼或鋼殼，即便發生燃燒也能迅速脹裂，可減輕電池燃燒事故的傷害。4.控制能量密度。當前，車企為滿足消費者對續駛里程的需求，紛紛使用高能量密度的電池作為動力電池。電池能量密度越高，內部就越不穩定，安全隱患也越大。因此，電池能量密度應予一定的控制。5.嚴把電池質量關。電池廠商一定要嚴把電池質量關，嚴禁將未充分認證的電池流入市場。一定要根據國家標準的要求，對電池進行浸水、擠壓、碰撞、穿刺、燃燒等安全試驗，並通過後才能進入市場。 @2019

Ⅶ 純電動汽車發生碰撞會爆炸嗎

純電動 車的電池如果擠壓變形嚴重，當然有可能爆炸，鉛酸電池會好一點，鋰電池變形可能會短路，導致大電流放電導致高溫膨脹爆炸。首先，我們都知道純電動汽車的核心配件是電池，電池是由多組小電池通過電線連接組裝而成的。純電動汽車發生強烈碰撞時，電池會變
純電動汽車發生碰撞會爆炸嗎
純 電動車 的電池如果擠壓變形嚴重，當然有可能爆炸，鉛酸電池會好一點，鋰電池變形可能會短路，導致大電流放電導致高溫膨脹爆炸。首先，我們都知道純電動汽車的核心配件是電池，電池是由多組小電池通過電線連接組裝而成的。

純電動汽車電池使用壽命有多長

一般來說，大部分汽車上安裝的新一代鋰電池可以保證8年的使用壽命，但這些數據會因各個廠家的不同而有10萬公里到30萬公里的差異，僅供參考。

最重要的是充放電循環次數直接決定了壽命，使用快充也會讓電池提前退役。其實汽車電池和手機電池差不多，通過手機可以看出我們日常使用習慣中的一些端倪。這些電池通常會穩定地衰減一點，但在一定時間或閾值後，它們通常會快速衰減。這意味著過度的充放電循環和持續使用快充會導致電池過早老化到不可承受的程度。同樣，每次充電到絕對完全放電都會導致衰減。注:汽車耗電量不低於10%，充電率不高於90%。根據電池廠商的推薦，電池的使用窗口為10%-90%。總之，避免在低於10%的時候使用電池，也就是盡量不要使用電池，直到電池沒電為止。同時，每次充電到80-90%為宜。優先考慮家用慢充進行充電。有條件的話使用家用慢充進行充電，盡量減少快充次數。快充會產生高溫，影響電池壽命。盡量不要長跑。雖然續航里程越來越高，但服務站基本都配有充電樁。但電池長時間連續充放電，內部溫度居高不下，會影響電池壽命。偶爾一兩次長途駕駛，對電池不會有實質性影響。此外，選擇一款帶智能溫控系統的純電動汽車，對於持續使用和安全性都非常重要。

純電動汽車發生碰撞會爆炸嗎 @2019

Ⅷ 電動汽車在安全方面有很多防護措施，其中電池箱體的防護等級為多少

電動汽車在安全方面有很多防護措施，其中電池箱體的防護等級為多少？隨著電動汽車市場的發展，電池箱體的質量問題越來越受到關注。電池箱體也稱為電池、電池組、電源艙。為了提高電動汽車安全性能，國家在制定相關標准時對電動汽車電池箱體的質量防護等級也提出了相關要求。為了滿足電動汽車安全要求以及保護車輛中重要部件的安全性能，根據我國現行有關標准規范設計並確定了電池箱體符合等級。

電池箱體質量需要滿足其保護要求和設計要求。首先，電池箱體需要滿足防火、防爆、防雷擊、抗腐蝕等功能，然後，在滿足這一功能的基礎上還要滿足車輛的設計需求，即滿足一定安全性條件下必須達到相關功能要求，從而保證車輛在行駛過程中不會發生危及生命的危險。在此基礎上針對電池箱體的製造過程及防護能力提出相關規范，最終確定電池箱體的防護等級為IP67。為了實現相關防護能力，標准中還詳細列出了具體檢測要求。目前電動汽車在生產過程中通常會涉及整車測試，由於整車測試項目繁多不易檢測。標准中規定了測試方法，如試驗用氣阻測試條件、電弧條件以及氣溶膠腐蝕條件等試驗方法是實現檢測結果可視化的基本方法。

Ⅸ 純電動汽車發生碰撞會爆炸嗎

純電動汽車如果電池受到擠壓嚴重變形了，當然是可能會爆炸的，鉛酸電池會好些，鋰電池變形了可能會引起短路，導致大電流放電產生高溫膨脹爆炸。首先，我們都知道純電動汽車的核心配件就是電池，而電池又是由很多組小電池通過電線連接組裝而成的。當純電動汽車發生強烈碰撞的時候，電池發生變形，很容易造成電池裡面的電線正負極短路，大量的熱量被聚集在一起，從而這些內部的電流被釋放出來，在高溫的環境下，因為膨脹而發生爆炸，同樣會因此產生電火花，引起起火現象。其次，我們在選購電動汽車的時候，都會咨詢車輛的安全性能，但並不是安全性能高的車輛碰撞就不會發生爆炸，只要是車輛發生碰撞，都有很多意外的不可控的因素，嚴重的情況仍然會像上述所講的那樣傷害到電池，尤其是鋰電池，碰撞短路的時候鋰離子會與空氣迅速發生氧化反應，從而引起爆炸或者燃燒現象。所以，我們在選購純電動汽車的時候，依舊要多關注電池的構成及安全性。當然，純電動汽車的碰撞是否會爆炸，也是需要取決於兩車發生碰撞時候速度有多快，沖擊力有多強，對於電池的傷損有多嚴重，如果僅僅只是輕微的碰撞和摩擦，對電池並無大礙，這樣的情況下即便是碰撞，也不會發生爆炸的。