自燃事件频发新能源汽车安全吗？

安全性一直是新能源汽车关注的焦点。近期发生的几起新能源汽车自燃事件，再次将市场的目光聚焦到了新能源汽车的安全性上。现在市面上的车无非就是燃油车和新能源车。两者相比，哪个更安全，或者哪个起火概率更低？国家新能源汽车大数据联盟发布的2020年报告显示，2019年我国新能源汽车起火概率为0.0049%，到2020年已降至0.0026%。同时，对比公安部门公布的数据，传统燃油车年火灾事故率约为0.01%-0.02%。两者相比，新能源汽车发生火灾、自燃事故的概率明显低于传统燃油汽车。

不过数据仅供参考。虽然电动车起火的概率较低，但是要扑灭电池内部的火要困难得多，尤其是电芯内部短路起火后，电动车起火对环境和人的危害远高于燃油车。接下来介绍新能源汽车自燃的原因以及如何做好安全防护。

一、新能源汽车自燃的原因

前几年电动车续航里程普遍较短，200到300公里的续航里程无法满足人们的出行需求。为了满足用户的续航需求，提升电动车的竞争力，车企对电动车的能量密度提出了更高的要求，但过高的能量密度会带来更高的安全防护压力。相关实验数据显示，新能源汽车起火原因中，电池故障约占33%。根据对事故发生时车辆状态的进一步分析，车辆站立时起火的比例为38%。充电状态下起火比例占23%；在行驶状态下占39%，这些火灾事故主要有四个因素：

电池生产

电芯的生产工艺复杂精细，对生产效率和产品一致性要求很高。电芯设计和制造的质量直接决定了电池的安全性。比如电芯制造质量控制不达标，容易导致内部遗留毛刺或杂质，长期使用会导致内部短路，从而导致自燃。如果把电池一致性的问题放大，单体电池串并联后，会直接影响电池组的寿命安全。影响电池一致性的因素有很多：原材料、生产工艺、BMS系统甚至出厂检验。电芯生产是电池安全的基础。要解决精细制造和一致性的问题，要在制造上多下功夫。

机械滥用

就电动汽车而言，机械滥用是极端情况下车辆的碰撞和严重触底，会导致电池被碰撞、挤压、撕裂甚至刺破，使电池发热失控，引发火灾。因碰撞引发的电动车起火事件屡见不鲜。

滥用电力

用电滥用主要是过充、电池短路、电池老化造成的。过充最大的危害是锂从电池负极析出产生锂枝晶，锂枝晶会随着锂离子电池的循环而生长，最终穿透隔膜，造成正负极短路。电池短路后会发生事故。导致锂从负极析出的因素有很多：正负极冗余设计不足、低温充电电流过大、快速充电不当等。

外环境

电动汽车的电池组在正常情况下也会产生热量。在化学能转化为电能的过程中，不同工况下电池组的发热程度也不同。尤其是夏天，如果电池组本身的散热系统不给力或者电池管理系统的温度监控不到位，再加上内部缺陷或者其他诱因，很容易引发火灾。

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电池的本质安全可以看作是材料体系的竞争。磷酸亚铁锂和三元锂是新能源汽车绕不过去的两种电池。磷酸亚铁锂原料资源丰富，成本低廉，但与同类型三元锂电池相比，存在能量密度低、续航能力差、低温活性差的缺点。但最重要的是安全性相对较好。其正极材料为橄榄石结构，结构稳定性远强于层状锂三元，导致磷酸亚铁锂的热分解温度高于锂三元，热分解时释放的热量小。

三元锂电池的优点是能量密度高，充电快，低温衰减低，但是热失控的安全问题比较高，通过BMS电池管理系统的设计和硬件层面可以很好的保护。此外，通常采用包覆掺杂技术来提高电池的热稳定性，可以在电解液中加入新的添加剂，实现SEI膜的自修复，从而提高电池寿命，降低内部短路的风险。

主动和被动安全

其实对于动力电池组来说，电池的一些性能不足可以通过电池组的设计和结构件的辅助来满足动力电池组的安全要求，比如主被动安全。

(1)主动安全

主动安全主要包括机械滥用保护、BMS电池管理系统和热失控预警。

机械保护的滥用就不难理解了。在结构安全设计上要求电池组在高速碰撞、挤压甚至击穿后仍能保持结构安全强度，以避免因外部机械滥用导致电芯热失控。传统燃油车的车身结构可以用来吸收碰撞动能，但是电动车的车架必须保护电池，尤其是电池组车架，这就是为什么纯电动车的车架需要更高的刚性，也是油改电不受人们欢迎的原因。电池管理系统(BMS)通过实时监测电芯状态，并给出最合理的充放电策略，及时释放电池组中积累的热量，保证电池不会过充、过放、超温、过流、过流。热失控报警的目的是在发生热失控时，及时向车内乘员发出警报，以便尽快撤离。

(2)被动安全

被动保护设计的目的是及时抑制火焰，控制温度，延缓其他电池热失控的蔓延，降低能量释放的量和速度，保护乘员舱的安全。常用的方法有热源阻断、排气换向、定向排爆和冷却，最后用BMS电池管理系统完成电池组的内部全方位保护。