电动汽车碰撞安全电池

Ⅰ 现在的新能源汽车发生碰撞，电池会爆炸吗爆炸的威力有多大

新能源 汽车 的电能来源是锂电池，目前大多数车型都采用了能量密度更高的三元锂电池，这种电池遭遇外力破坏后会剧烈燃烧，但是因为车上并没有油箱，没有燃油的情况下车辆也只是自燃而已，而不是爆燃也不会发生二次爆炸。

虽然不会爆炸，但是燃烧的速度非常快，
几分钟就可以把一辆车烧毁。因此新能源 汽车 一旦燃烧，没有任何救下来的可能。

但是新能源汽并没有事故引发爆炸的案例。原因就是锂电池没有爆炸的条件，事故中锂电池会剧烈燃烧，把整辆车烧毁为止。

锂离子二次电池的特点就是容量密度高，而且容量密度还在不断刷新，只有密度上去了续航能力才能提上去。因此锂电池发展的方向就是不断的提高容量密度，那么锂电池为什么会自燃呢？我们看一下锂电池的结构与工作原理:

锂电池结构与电解电容高度相似:
正极材料、负极材料、中间的隔膜以及电解液、绝缘片构成。正极材料与负极材料紧紧的卷在一起，就像电容一样一层层的缠绕在一起，层与层之间由隔膜绝缘，外壳起到密封的作用，防止电解液外漏，电池芯整体泡在电解液中。我们再看一下锂电池工作原理:

充电时
锂离子从正极脱出，通过电解液进入到负极板中，此时负极材料富锂，正极材料脱锂，电子的补偿电荷从外电路供给到负极，以确保电荷的平衡。 放电时正好相反，锂离子从负极逸出，经电解液进入到正极内，正极富锂。当电池有异物刺破后，例如针刺。这时候就相当于在电池内部直接把正负极短路，锂电池短路电流非常大，因此会从电池内部开始剧烈的燃烧:

电池刺破
后剧烈燃烧是锂电池固有的缺点，目前比亚迪的铁锂电池做的比较好。

其他的诸如三元锂电池只能从别的地方想办法，例如提升外壳硬度、为电池做一个坚硬的外壳避免电池被异物刺破，降低爆燃的几率。或者想办法把电池装到不容易碰到地方，但是电池组体积非常大 、只能把电池放在底盘上，仍然有被异物刺破、挤压破裂的风险，这也是大多数新能源 汽车 无法回避的一个现实，即使是特斯拉也没有解决的办法。

其实传统燃油车爆炸的几率也是非常低的，虽然汽油是易燃易爆
的危险品，但是现实中很难看到 汽车 因为事故而爆炸的例子。

上图中这种爆炸往往是电影里为了烘托气氛而刻意制造出来的爆炸。 汽车 想要爆炸也很难的，油箱破裂时往往伴随着剧烈燃烧、汽油消耗完毕后也就结束了。

事故导致油箱破损汽油泄露，这时发生爆炸往往都是空气中油气浓度足够高的时候导致的闪爆。但是油箱内燃油有限、户外有足够多的空气，汽油很快就挥发掉或者燃烧掉，空气中油气浓度很难达到闪爆的临界点。所以 汽车 爆炸只发生在电影里，或者战乱地区用炸弹引爆，而现实生活中很难看到 汽车 爆炸！

可以肯定的和你说，新能源 汽车 一定会发生碰撞爆炸。这是毋庸置疑的问题。至于那些说不可能的人，麻烦你们仔细的想一下，只要关于电子产品之类的东西，就一定会爆炸。更何况是 汽车 ，你见过哪款 汽车 不爆炸？我指的是在发生交通事故的时候。

从2018年的数据来看，有超过五辆的新能源 汽车 因为充电而导致爆炸，当然，在我们的日常生活中，无论什么东西充电过多，也会导致爆炸。

在今年的六月份，特斯拉的一辆 汽车 发生了自燃现象，整辆 汽车 烧的只剩下 汽车 的架子，左香并没有人员伤亡。而像特斯拉自然这样的事情发生并不在少数。

在上海有一个特斯拉的客户，将自己的爱车停在地下车库的某一个位置，从监控可以看出，车子是慢慢的开始冒烟，然后开始走火，最后烧的只剩下一副骨架。而 汽车 公司露出官方回应，是这位用户的电池，由于自己的原因，使得电池变形，维修人员没有检查到，导致事故的发生。虽然这些事情都是小概率发生的。但是也会发生。

先说答案：不可能

再说原因

你可以去网络一下关于爆炸的4个前提条件：可燃物、助燃剂、封闭空间、火源

再不考虑新能源车（这里仅限纯EV车，不包括燃料电池）自身的一些防护手段（例如BMS等），就单纯电池自身以及其使用的工作环境而言，封闭环境是一个最难以满足的条件

当电池包装破损，电解液流出，电池发生自燃的时候，由于电池处于一个开放的环境，所以热量不会出现蓄积，所以即便会有明火，但也不会出现因压力增大而爆炸

这个道理同样适用于燃油车，燃油车爆炸的条件也很苛刻，就一个封闭环境就限制住了

大部分车辆自燃的结果就是一把火烧了，出现爆炸的可能性非常低

目前唯一有可能出现爆炸的车，就是包括天然气、氢气（燃料电池）在内的燃气能源动力车

气体压缩本来就是一个封闭且高压的环境，所以一旦出现碰撞破损，压力瞬间释放遇到明火，爆炸是极有可能的

不过目前随着技术的进步，常温常压储存技术也很成熟，所以未来包括氢气在内的大部分燃料电池车都可以做到安全性和普通电动车一样

不可能

近几年能源车起火事故视频让消费者非常紧张，新能源车主担心自己的车容易起火，其它车主也害怕新能源车起火而不敢将自己的车停在旁边，那么到底新能源 汽车 的电池安不安全？ 现阶段采用不同形式动力电池的新能源车都是如何保证电池的安全性的？

两大阵容PK，谁能登顶？

● 常见的三元锂电池形式

目前新能源乘用车主要采用三元锂电池，而传统的磷酸铁锂电池主要是商用车以及一些低端的微型车（比亚迪最新的磷酸铁锂刀片电池暂不讨论）。

将上述表格解读一下：

1、硬壳电芯（方形电芯）的最大优势是安全，毕竟铝合金/不锈钢壳子本身硬，而且厚度大，甚至连针刺试验的钢针都无法刺穿，但是硬壳电池的整包能量密度普遍不高，太多重量被用来保护电芯本身。这是大部分主流新能源车企的选择。

2、软包电芯的本体大家都见过，不少数码产品的电池就是它，软包电芯重量较轻，单体电芯一致性非常好，问题是加上温控系统之后的轻量化优势不多了。目前主要有通用、爱驰、前途等车企选择使用。

3、圆柱电芯的运用最广泛，而且散热好，能量密度较高。除此之外圆柱电芯的供应商特别多，中日美韩都有成熟的圆柱电芯生产企业，而使用圆柱电芯最出名的车企就是特斯拉。

● 锂离子电池的安全性

锂离子电池主要产生的安全性问题就是燃烧甚至爆炸，出现这些问题的根源在于电池内部的热失控。

一般电池的最佳工作温度范围在25℃左右，即使车辆在静置状态，电池也不会完全断电，电池管理系统会根据情况自动调整动力电池的输出功率。当电池包发生不可控的外力撞击或者内部短路时，电芯本身会不断发热，若无法及时将热量控制在合理温度，便会导致由内到外的燃烧。由于锂电池本身自带氧化剂，所以使用干粉或泡沫灭火器隔绝氧气的传统方法对其完全没用，只能用大量的水降温等它自己熄灭。

热失控的源头可以分为三大类：

1、电芯受外力挤压；

2、电芯内部短路；

3、电池管理系统(BMS)失控。

想让电芯不受外力挤压比较容易解决，只要在车体以及电池包的外层设计出有效的防护结构，在车辆发生碰撞的时候就能抗下所有冲击或者在一定程度上缓解冲击，就能很好地避免出现电芯受到外力的挤压。

动力电池普遍安装在乘员舱的正下方， 汽车 原本的结构就能够对前、后方的冲击起到有效的缓冲防护，一些车型甚至还额外进行了加固。例如奔驰的首款纯电动车型EQC就在车头设计了由多条钢管组成的安全笼结构。

而当面对来自侧向的冲击时，除了依靠车辆的B柱以及车身框架作为缓冲之外，电池包外壳的两侧还会额外设计有类似防撞梁的吸能结构，能够抵御对电池包本体的冲击。 但光应付外部的冲击还不够，内部也需要有框架来进行固定，即使冲击已经传到内部，也能保证电芯有足够的“生存空间”。

以蔚来70kWh的电池包为例，采用尺寸规格为PHEV2，容量50Ah的VDA方形电芯，4P96S电芯排列方式，即96颗电芯为一个模组，4个模组组成蔚来电池包，共计384颗方形电芯，每个电池模组内置有3个电芯温度传感器。

液冷恒温系统对纯电动车来说非常重要，蔚来将铝制液冷板铺于模组下，在模组与液冷板之间加入一层导热垫，并在液冷板与壳体底部之间再铺设有隔热和绝缘材料，进一步确保电池整系统的恒温和安全。工作时， 电芯的温度传递到模组与冷板接触的底部，再通过导热垫传给液冷板，液冷板外壁再把热量传导到冷却液，而在电池温度过低时也可以反向给电池加热。

通用旗下别克VELITE6使用的则是软包电池，内部的一片片软包电芯如同扑克牌一样竖直排列在一起。两个软包电芯、一片冷却片，再加上一个模组框架和一片隔热泡棉组成一个完整的“MINI堆垛单元”，而一个电池模块总成由26个“MINI堆垛单元”组成。此外，也可以通过线圈加热冷却液，使电池升温，即使在极端寒冷环境下，也能确保电池处于最适宜的工作温度。

虽然软包电芯的电池一致性相比硬壳要稍差，但可以通过良好的电池热管理系统来解决。而说到这里就不得不提特斯拉了，由数千颗21700锂电池组成的电池包拥有超高的能量密度，散热能力也更强，但过多的单体电池导致一致性非常不理想，这对电池热管理系统是一个不小的挑战，不过这正是特斯拉的强项。

在特斯拉的电池包内，所有圆柱形电池都被灌注水乙二醇的导热铝管所环绕，铝管外还有一层橘黄色的绝缘胶带，更大的散热面积加上强大的电池热管理系统让特斯拉在实际用车中很少因为电池过热出现问题。

过度充电是使用锂电池包方法不当行为中危害最高的一种。由于过量的锂嵌入，锂枝晶会在阳极表面生长，有刺穿SEI膜的风险。其次锂的过度脱嵌也会导致阴极结构因发热和氧释放而崩溃(NCA阴极的氧释放)，并加速电解质的分解，产生大量气体。由于内部压力的增加，排气阀打开，电池开始排气。电芯中的活性物质一旦与空气接触，就会发生剧烈反应，放出大量的热，从而引发锂电池的燃烧起火。

所以好的电池热管理系统同样会设置好最高以及最低电池SOC，并实时监测每个电芯以及模组的电量、温度等，避免过充过放，从源头抑制热失控。一些搭载高容量电池的中高端车型也会选择将部分电量隐藏，例如奥迪e-tron搭载的电池包容量为95kWh，但为了保证充电效率和电池寿命，在正常情况下的可用容量只有83.6kWh。

● 我国电动 汽车 首批强制性标准

即使已经做了如此多的努力，但事实证明我们还是不能100%确保纯电动车不会发生起火事故，但通过电池内部的阻燃材料以及电池热管理系统发出的预警，我们可以尽量将电池从升温到最终燃烧的时间延长。

在5月12日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了《电动 汽车 安全要求》《电动客车安全要求》和《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》三项标准，计划于2021年1月1日起开始实施。

其中《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》在优化电池单体、模组安全要求的同时，重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求，试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。特别是增加了电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留足够的逃生时间。

您好，很高兴回答您的问题，关于新能源 汽车 碰撞后是否会爆炸的问题没有绝对的答案，但是从概率上分析大概率是不会发生爆炸的。

大家看到过很多新能源 汽车 自燃事件，但据我所知国内还从未发生一起新能源 汽车 碰撞后导致人员死亡的事件，虽然说电池在受到冲压、碰撞、变形后会存在短路自燃的风险，但是电池包的抗击打能力也是非常强的，并且国家对动力电池还有相应的国标，下面看看威马 汽车 的电池包测试。

1、高空跌落

把威马 汽车 电池包直接从 3米的高度跌落到水泥地面上。据说3米大概是一层楼的高度，很多立体车库也差不多这么高，跌落后的电池包，外壳出现了轻微的凹陷，但是除此之外，没有其它异常情况。

既然从3米的高低跌落的电池包没有问题，那好奇实验室就把高度翻倍——提升到了6米。6米的高度大概是两层楼的高度，也是一般高架桥的高度。令人“失望”的是，摔下来的电池包外观仍旧正常，没有起火、没有爆炸，触摸时也没有漏电现象。

2、挤压。

把电池包抵在破碎机的率带上，然后用机械臂进行挤压，将电池包挤压到变形量超过30%的时候停止。据说挤压威马电池包的这台破碎机，平时是用来拆房子的。

挤压后的电池包一侧已经完全塌陷了，而变形最厉害的一面就是电芯所在的位置。虽然被挤得很惨，但是整个电池包也没有漏电的现象。

既然机械臂不行，那就换破碎锤的金属尖头（没错，就是拆房子的时候用的那个很粗的金属头），直接挤压电池的上壳体。挤压过后，电池包凹陷得很厉害，但是仍旧很稳定，没有起火，没有爆炸。

3、浸水 。

搭建了一个泳池，在泳池中倒入粗盐，使得泳池中NaCl浓度高于国标浓度。然后把威马 汽车 电池包直接浸入泳池水中三小时。

车辆在行驶过程中难免会遇到涉水的情况，如果电池包遇到积水，会不会短路起火？观察在盐水中浸泡三小时后吊起的威马 汽车 电池包，发现电池包外壳完好，没有冒烟、起火，也没有漏电的现象。

4、高温灼烧。

在油桶里倒入汽油，点火。然后在火焰燃烧最大的时候，把全新的电池包放在火焰上方烧烤。火势慢慢变大，窜起的大火把电池包完全包在里面，用红外线测温仪测得电池包表面的温度达到了217℃。

150秒后，把电池包移开，底部依然有零星的火焰，待火完全熄灭后，可以看到底部的涂层有些烧化。除此之外，电池包的外形结构依然完好，底部也没有烧穿，也没有出现起火、爆炸的现象。

不论是跌落还是挤压，是水泡还是火烧，经过这样摧残后的威马 汽车 电池包，都没有出现起火、爆炸、漏电的现象，可以说在安全性上是非常的利害了，所以说新能源 汽车 在发生碰撞之后爆炸的可能性非常小。

你担心多了，国家有严格规定

Ⅱ 新能源汽车电池安全有哪些被忽略的细节

新能源汽车电池安全有哪些被忽略的细节?

一、冷却系统

新能源车型尤其是纯电动车型，是依靠电能作为补给。但电能并没有流入的冷却系统，所以在高温的条件下，电动车极容易发生自燃的事故。即便是现在很多新能源车型采用了水冷，但安全隐患依然存在。

二、挤压碰撞

电池经过挤压或者是碰撞之后，也极其容易发生自燃或者爆炸的事故。但新能源车型在路上行驶定然有碰撞的隐患，各厂商对电池的防碰撞安全性的保护参差不齐，所以电动车仍然有机会发生危险。

三、充电问题

纯电动车型的充电问题也会存在一定的安全隐患，尤其是电池内部发生细小短路的时候，新能源车型容易发生起火。如果说长时间充电也会造成电池过热等情况，在这个时候车主就应该根据车辆使用说明来进行正确的充电。

总的来说，电动车虽然越来越普及，但是它的安全性问题依然没有被很好的解决。购买了纯电动车型的消费者在使用当中必须要多加注意。

Ⅲ 新能源电动车发生事故电池容易坏吗

新能源纯电动汽车发生事故，或者受到强烈碰撞时，电池会变形，容易导致电池内部电线正负极短路，大量热量聚集在一起，使这些内部电流释放出来。在高温环境下，会因膨胀而发生爆炸，也会导致电火花和火灾

Ⅳ 「科普」新能源车动力电池安全风险与应对方法

1、新能源车电安全引人担忧

近年来伴随新能源车市场的火爆， 社会 上已发生多起新能源车起火事故，电池安全渐渐成为了新能源电动 汽车 最重要的议题之一，也是各方关注的焦点。新能源 汽车 国家大数据联盟在2019年08月发布的《新能源 汽车 国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示：2019年5月起3个月之内共发现79起安全事故，涉及96台车，情况很严重。已查明着火原因主要是电池自燃、车辆碰撞、车辆浸水、车辆不合理使用问题，它们导致了锂离子热失控。事故车辆中磷酸铁锂电池占比7%左右、三元锂离电池占比86%左右，剩余车辆电池不明。

图1 电动 汽车 起火相关案例

基于此，针对电动 汽车 的法规升级越加频繁，要求也越来越高。国标GB30381-2020《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》加入了电池热失控预警要求，要求车辆在热失控导致乘员舱发生危险前5min发出提示信息提示人员安全撤离，对热失控的检测以及蔓延抑制提出了紧迫而具体的要求。C-NCAP在2021年也引入了柱碰测试法规，国外机构Tesla、三洋、三星等在2014年前就电池热失控领域开展了大量研究，Tesla已申请60多份相关专利；国内机构如CATL、清华大学近几年均成立专门的技术团队研究电池安全特性；以清华大学为例，其热失控方面部分研究成果已用于宝马、戴姆勒、三星、长安、CATL等合作项目。

图2 电动 汽车 中涉及电池安全的相关标准

由于法规的升级和树立 汽车 品牌形象需要，目前国内越来越多的主机厂生产的新能源电动车也开始考虑了绝缘安全防护，如基本绝缘、外壳防护、漏电监测、手动断开等安全防护措施；除此之外，在新能源 汽车 安全开发过程中，GB 以及NCAP 工况只是基本的考核要求，为实现真正的新能源 汽车 的安全性，减小消费者对新能源车不安全的误区，我们需考虑更多的实际交通道路事故中所出现的碰撞工况，在所有测试工况下避免高压电防护失效导致的高压伤害。

图3 新能源车型电安全开发考核工况

2、动力电池简介

从系统的角度来说，电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。对于我们比较熟悉的化学电池，则是按正负极材料进行分类，有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等车辆比较常用的动力电池。铅酸电池技术成熟、价格便宜，但其污染严重，比能量低，一般应用于大型不间断供电电源以及电动自行车；镍氢电池安全性高、耐过充过放性能好，但其比能量低、低温性能差、自放电率高，一般应用于混合电动 汽车 以及电动工具；锂离子电池相比以上2种电池具有比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽、倍率放电性能好、污染小等优良特性，现今被电动 汽车 广泛采用，也是现今国网力推的一种电动 汽车 充电电池类型。

图4 电池分类

市场上常见的锂离子电池基本分为4类，其中磷酸铁锂电池的热稳定性最好，锰酸锂电池次优，三元锂LiNiCoMnO2电池略差，而钴酸锂电池最差。磷酸铁锂电池循环寿命长、毒副作用小、成本低廉、充放电倍率大、高温稳定性好，但一致性不好，能量密度低。锰酸锂电池成本低，毒害性较低，但热稳定性差，循环寿命短，应用较少。三元锂（LiMn2O4）电池能量密度高，但大功率充放电后温度升高，高温时释放氧气，热稳定性较差，寿命较短。钴酸锂电池热稳定性最差，它的正极在高温时容易分解，加速热失控，但能量密度高，续航更出色，特斯拉 汽车 采用了这种电池。

图5 主流锂离子电池性能比较

这些种类的锂离子电池最大的区别就是正极材料的不同, 实际上正极材料是影响锂离子电池性能和成本的关键因素，目前国内新能源 汽车 动力电池应用最多的是磷酸铁锂电池和三元锂电池。

图6 磷酸铁锂刀片电池

图7 三元锂硬壳电池

图8 一般动力电池包结构形式

3、电池存在的安全风险

各种电池起火的共性原因是电池热失控，隐患总体可以分为三大类，一类是环境高温，引起电池正负极的剧烈反应，反应会向可燃的电解液中释放大量的能量，并析出氧气，导致电池膨胀、过热甚至失火；一类则是外部的物理性破坏，导致电池隔膜贯穿，正负极直接接触使得电池内短路，短时间内释放大量电能（可转换成热能），导致电池热失控；最后一类则是电池过充、过放导致的内部结构损坏，从而引发电池的热失控。

热失控(Thermal runaway)是指由于锂离子液态电池在外部高温、内部短路，电池包进水或者电池在大电流充放电各种外部和内部诱因的作用下，导致电池内部的正、负极自身发热，或者直接短路，触发“热引发”，热量无法扩散，温度逐步上升，电池中负极表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、电解液、正负极等在高温下发生一系列热失控反应(热分解) 。直到某一温度点，温度和内部压力急剧增加，电池的能量在瞬间转换成热能，形成单个电池燃烧或爆炸。引起单个电池热失控的因素很多、很复杂，但电流过大或温度过高导致的热失控占多数，下面重点介绍这种热失控的机理。

以锂离子电池为例，温度达到90 时，负极表面SEI膜开始分解。温度再次升高后，正负极之间的隔膜（PP或PE）遇高温收缩分解，正、负极直接接触，短路引起大量的热量和火花，导致温度进一步升高。热失控时，230 250 的高温导致电解液几乎完全蒸发、分解了。它含有大量易燃、易爆的有机溶剂，逐步受到热失控的影响，最终分解发生燃烧，是热失控的重要原因。电解液在燃烧同时，产生一氧化碳等有毒气体，也是重大的安全隐患。电解液如果泄漏，在外部空气中形成比重较大的蒸汽，容易在较低位置大范围扩散，这种扩散范围极易遇火源引起安全事故。清华大学的研究显示：正极中含镍越多则热稳定性越差，碳素材料的负极在寿命的前期较稳定，但是寿命衰减后变差。这从侧面说明三元锂电池的高镍比例，虽然容量更大，但会导致更大的热失控风险。

图9 热失控随温度的变化过程

4、应对电池可能存在的电池安全风险

应对电池可能存在的电池安全风险，可以从四个层级、七个维度来考虑电池的安全，四个层级指电芯、模组、电池包、整车，七个维度包括可靠连接、高压防护、机械挤压、过充、布置形式、短路和热失控，在每个维度跟层级都有对应的防护措施，全方位有效的保护电池安全。

新能源 汽车 发生冒烟起火的场景一般为车辆静置时充放电和车辆行驶中发生碰撞，下面我们基于锂离子动力电池在机械挤压这个维度来讲解下目前开展的一般研究方法，探究整车碰撞中电池包的受力形态与损伤（失效、起火、爆炸）机理。

本研究从卷芯到单体到模组再到电池包共4个层级，每个层级的研究又分为试验和仿真两个方面，通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应，以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响，全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理；借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型，并以卷芯模型为基础，逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型，以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证，为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。

图10 研究总体框架

1）卷芯层级研究

卷芯是组成单体进而构成模组的基础，也是电池包里面最基本的电化学单元，了解卷芯的力学性能，及其力学失效和电化学失效之间的联系，有助于深入认识电池包在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理。锂离子电池的正极材料通常以铝质集流体为基底，涂布钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）和磷酸铁锂（LiFePO4）等锂离子活性物质。负极材料通常以铜质集流体为基底，涂布石墨或硅层。而隔膜则常为由聚乙烯或聚丙烯等材料制成的多孔薄膜。通过对卷芯中的正极复合体、铝箔、隔膜、负极复合体、铜箔等进行拉伸、压缩、穿孔试验，得到相应材料的材料卡片，为卷芯的精细化建模搭好基础。

图11 卷芯组分研究流程图 研究总体框架

2）单体层级研究

电池单体是向下集成卷芯、向上构成模组的结构，每一个单体都是一个可以独立工作的电化学集合体。目前车用锂离子动力电池单体，通常采用卷绕或叠片式卷芯（交替布置的正负电极和电极间的隔膜）和液态电解质，用金属外壳封装成圆柱形（a）或方形硬壳电池（b），或用镀金属塑料膜封装为软包电池（c）单体层级研究。

图12 (a) 圆柱形硬壳电池单体 (b) 方形硬壳电池单体

(c) 软包电池单体

为了全面了解电池单体在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理，研究同样对单体进行了不同加载方向和不同加载速度的挤压试验。

图13 （a）Z向圆柱挤压 (b) Y向圆柱挤压 (c) X向圆柱挤压

(d) Z向球头挤压 (e) Z向锥面挤压

通过实验，可以得到对应的力-位移-电压曲线，结合对样件电镜扫描结果，来研究响应规律和失效机理，和建立了单体的有限元模型。

图14 某工况下单体力-位移-电压曲线

对于电池单体，我们通过多种方向和多种不同的加载速度的组合试验对其力电响应进行了测试，可以发现，单体也有着明显的各向异性和应变率效应。其次，单体的短路行为也具有明显的各向异性，相比于Y向和X向，Z向是单体最容易发生短路失效的挤压方向。借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为且兼顾仿真精度和计算效率的单体模型。

图15 单体有限元模型

3）模组层级研究

模组是将一个以上电池单体按照串联、并联或串并联方式组合，并作为电源使用的组合体。其研究方法与单体基本一致，但由于其结构比单体更加复杂多元，研究中需要考虑多种失效形式，包括单体之间的粘胶，壳体撕裂，端板断裂的现象。

图16 模组测试系统

图17 模组试验形式及样件变形情况

通过研究发现，相比单体内短路（卷芯断裂）压降失效而言，模组试验中更多的是由于结构失稳或外部侵入而发生的外短路；由于蓝膜、胶层和铝合金在冲击下韧性明显下降，更易发生失效破坏，而这些失效形式是导致模组发生外短路的关键因素，进而使得模组压降对应的力和位移的响应在准静态和存在较大差异。

图18 某工况下单体力-位移-电压曲线

通过模组多工况试验标定，建立模组有限元模型。

图19 模组有限元模型

4）电池包层级研究

通过对锂离子从卷芯到单体到模组的研究，对电池本身具备充分的了解，包括电池在冲击下的变形和失效规律，内部损伤发生的历程和机理，在发生严重损伤前所能承受的载荷、变形、能量等的最大限度，以及损伤发生过程中机电热的相互耦合和作用关系等。基于仿真模型，便可以开展多工况下电池包层级的研究与对标工作。

图20 电池包系统多工况研究

在新能源 汽车 安全开发过程中，电池包作为更加复杂的系统，不同的试验工况下，会有多种不同的失效形式，其产生的原因和所造成的危害也不尽相同。

图21 常见的动力电池失效形式

5、结语

锂离子电池凭借其能量密度大、循环寿命长、充电效率高等优点，被广泛应用于纯电动或混合动力 汽车 的储能系统。然而，锂离子电池在能量密度迅速增长的同时，对于整车的安全性设计又提出了新的挑战。特别是在经受复杂且严峻的碰撞工况时，为最大程度地发挥电池系统防护结构的作用，最大限度地在碰撞防护和轻量化设计之间寻求平衡，必须首先深入研究锂离子电池的机械性质和碰撞安全性，不但能够对新能源车辆设计和制造提出指导性的建议，也有利于新能源车辆的后期维护和事故处理等工作的进行。

为解决电池单体在机械加载下的力学响应与损伤行为预测问题，开发预测电池包力学响应和失效行为的工具，最终服务于电动 汽车 碰撞安全设计，第一阶段针对典型的车用动力电池开展了从卷芯到单体再到模组共三个层次，逐步深入的研究。每个层次的研究又分为试验和仿真两个方面，通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应，以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响，全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理；借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型，并以卷芯模型为基础，逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型，以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证，为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。

Ⅳ 纯电车的电池安全么，比如撞车的时候，会爆炸么

纯电动车安全性是无法和燃油车相提并论的，这是最基本的结构设计问题。
纯电动车都是底盘放置电池组，而目前的核心技术三元电池技术是无法解决受外力影响短路自然爆燃爆炸问题，是所有的纯电动车的通病。因为底盘作为车祸时的受力结构件没有任何一种材料能保证车祸底盘不变形不受损，所以在发生车祸的时候纯电动车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钛合金电池外壳增加电池外壳强度，但是还是发生了自燃事件，核心问题还是三元电池技术无法应对外力冲击短路问题。
至于全面禁售燃油车只能说至少在本世纪中叶前纯粹是个笑话，燃油车转纯电动车只是从一个坑跳到另一个更深的坑，电池产业污染更重而且难以治理既包括大气污染也包括土地和水资源污染，完全就是个环保伪命题。而且主要的发电方式是燃煤，每生产一台纯电动车相当于一台燃油车开很多年的尾气排放。

Ⅵ 新能源车的电池在遭受撞击后很容易“爆燃”，如何加强电池安全

当前，新能源汽车所使用的动力电池基本上是锂电池。锂电池是一种化学电池，它的充放电过程其实就是一种化学反应的过程。从结构上看，锂电池主要包括电池外壳、电池正极、电池负极、电解液和电池隔膜。其中电池外壳主要起着保护电池内部化学物质的作用，而电池负极、电池隔膜和电解质都是会燃烧的，而且电解液的燃点非常低。在新能源汽车用车时，如果发生交通事故或者高速过坑、上马路牙子等，都可能使动力电池包外壳受到剧烈的撞击或挤压。由于目前新能源汽车动力电池主要是圆柱电池和方形电池，电池外壳采用的是铝壳或钢壳。在电池包受到激烈撞击或挤压时，电池外壳很容易发生变形，出现内凹，从而挤压到电池隔膜，甚至电池外壳会发生断裂，直接刺穿电池隔膜，使电池内部出现短路，并造成易燃的电解质泄露。电池短路，会在瞬间释放出大量的热量，使电池升温。当温度达到电解液的燃点时，燃烧事故就发生了。因此，电动汽车动力电池在受到撞击后，是非常容易出现爆燃的。要加强动力电池安全，避免电池因碰撞而发生爆燃，可以从以下方面着手：1.加强电池防护。首先，新能源汽车应选用专属平台作为车辆平台，避免继续使用“油改电”平台，这样，动力电池包的位置可以从后备箱等容易遭受撞击的位置移到车辆底盘，以减少动力电池遭受撞击的概率。2.注意安全驾驶。在行车时，驾驶人要注意安全驾驶，避免发生交通事故。不要轻易把车开上马路牙子，车辆过坑时一定要减速慢行，避免车辆托底，使电池受损。3.使用软包电池。软包电池外面没有铝壳或钢壳，即便发生燃烧也能迅速胀裂，可减轻电池燃烧事故的伤害。4.控制能量密度。当前，车企为满足消费者对续驶里程的需求，纷纷使用高能量密度的电池作为动力电池。电池能量密度越高，内部就越不稳定，安全隐患也越大。因此，电池能量密度应予一定的控制。5.严把电池质量关。电池厂商一定要严把电池质量关，严禁将未充分认证的电池流入市场。一定要根据国家标准的要求，对电池进行浸水、挤压、碰撞、穿刺、燃烧等安全试验，并通过后才能进入市场。 @2019

Ⅶ 纯电动汽车发生碰撞会爆炸吗

纯电动 车的电池如果挤压变形严重，当然有可能爆炸，铅酸电池会好一点，锂电池变形可能会短路，导致大电流放电导致高温膨胀爆炸。首先，我们都知道纯电动汽车的核心配件是电池，电池是由多组小电池通过电线连接组装而成的。纯电动汽车发生强烈碰撞时，电池会变
纯电动汽车发生碰撞会爆炸吗
纯 电动车 的电池如果挤压变形严重，当然有可能爆炸，铅酸电池会好一点，锂电池变形可能会短路，导致大电流放电导致高温膨胀爆炸。首先，我们都知道纯电动汽车的核心配件是电池，电池是由多组小电池通过电线连接组装而成的。

纯电动汽车电池使用寿命有多长

一般来说，大部分汽车上安装的新一代锂电池可以保证8年的使用寿命，但这些数据会因各个厂家的不同而有10万公里到30万公里的差异，仅供参考。

最重要的是充放电循环次数直接决定了寿命，使用快充也会让电池提前退役。其实汽车电池和手机电池差不多，通过手机可以看出我们日常使用习惯中的一些端倪。这些电池通常会稳定地衰减一点，但在一定时间或阈值后，它们通常会快速衰减。这意味着过度的充放电循环和持续使用快充会导致电池过早老化到不可承受的程度。同样，每次充电到绝对完全放电都会导致衰减。注:汽车耗电量不低于10%，充电率不高于90%。根据电池厂商的推荐，电池的使用窗口为10%-90%。总之，避免在低于10%的时候使用电池，也就是尽量不要使用电池，直到电池没电为止。同时，每次充电到80-90%为宜。优先考虑家用慢充进行充电。有条件的话使用家用慢充进行充电，尽量减少快充次数。快充会产生高温，影响电池寿命。尽量不要长跑。虽然续航里程越来越高，但服务站基本都配有充电桩。但电池长时间连续充放电，内部温度居高不下，会影响电池寿命。偶尔一两次长途驾驶，对电池不会有实质性影响。此外，选择一款带智能温控系统的纯电动汽车，对于持续使用和安全性都非常重要。

纯电动汽车发生碰撞会爆炸吗 @2019

Ⅷ 电动汽车在安全方面有很多防护措施，其中电池箱体的防护等级为多少

电动汽车在安全方面有很多防护措施，其中电池箱体的防护等级为多少？随着电动汽车市场的发展，电池箱体的质量问题越来越受到关注。电池箱体也称为电池、电池组、电源舱。为了提高电动汽车安全性能，国家在制定相关标准时对电动汽车电池箱体的质量防护等级也提出了相关要求。为了满足电动汽车安全要求以及保护车辆中重要部件的安全性能，根据我国现行有关标准规范设计并确定了电池箱体符合等级。

电池箱体质量需要满足其保护要求和设计要求。首先，电池箱体需要满足防火、防爆、防雷击、抗腐蚀等功能，然后，在满足这一功能的基础上还要满足车辆的设计需求，即满足一定安全性条件下必须达到相关功能要求，从而保证车辆在行驶过程中不会发生危及生命的危险。在此基础上针对电池箱体的制造过程及防护能力提出相关规范，最终确定电池箱体的防护等级为IP67。为了实现相关防护能力，标准中还详细列出了具体检测要求。目前电动汽车在生产过程中通常会涉及整车测试，由于整车测试项目繁多不易检测。标准中规定了测试方法，如试验用气阻测试条件、电弧条件以及气溶胶腐蚀条件等试验方法是实现检测结果可视化的基本方法。

Ⅸ 纯电动汽车发生碰撞会爆炸吗

纯电动汽车如果电池受到挤压严重变形了，当然是可能会爆炸的，铅酸电池会好些，锂电池变形了可能会引起短路，导致大电流放电产生高温膨胀爆炸。首先，我们都知道纯电动汽车的核心配件就是电池，而电池又是由很多组小电池通过电线连接组装而成的。当纯电动汽车发生强烈碰撞的时候，电池发生变形，很容易造成电池里面的电线正负极短路，大量的热量被聚集在一起，从而这些内部的电流被释放出来，在高温的环境下，因为膨胀而发生爆炸，同样会因此产生电火花，引起起火现象。其次，我们在选购电动汽车的时候，都会咨询车辆的安全性能，但并不是安全性能高的车辆碰撞就不会发生爆炸，只要是车辆发生碰撞，都有很多意外的不可控的因素，严重的情况仍然会像上述所讲的那样伤害到电池，尤其是锂电池，碰撞短路的时候锂离子会与空气迅速发生氧化反应，从而引起爆炸或者燃烧现象。所以，我们在选购纯电动汽车的时候，依旧要多关注电池的构成及安全性。当然，纯电动汽车的碰撞是否会爆炸，也是需要取决于两车发生碰撞时候速度有多快，冲击力有多强，对于电池的伤损有多严重，如果仅仅只是轻微的碰撞和摩擦，对电池并无大碍，这样的情况下即便是碰撞，也不会发生爆炸的。