關(guān)于汽車(chē)自燃，汽油車(chē)自燃的主要原因不外乎電路老化短路、燃油泄漏導(dǎo)致，新能源汽車(chē)自燃則大多與動(dòng)力電池有關(guān)。工信部裝備工業(yè)司司長(zhǎng)張相木在2016中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇上表示，暫停三元鋰電池客車(chē)列入《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄》，這表達(dá)了國(guó)家對(duì)三元鋰動(dòng)力電池安全性的擔(dān)憂(yōu)。目前，工信部的新車(chē)目錄上，已經(jīng)沒(méi)有裝配三元材料電池的客車(chē)產(chǎn)品。

1.鋰離子電池

鋰離子電池是一種二次電池，依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)，正極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；放電時(shí)，Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入正極，正極處于富鋰狀態(tài)，正負(fù)極的氧化還原反應(yīng)與充電時(shí)相反。

電池老化是電池性能和穩(wěn)定性在使用過(guò)程中有所下降的一種現(xiàn)象。電池容量隨著充放電次數(shù)的增加而減少，這種變化被量化為工作壽命，即一個(gè)電池在其容量降至初始容量 80%，或是SOC降至0.8的充/放電次數(shù)。

2.鋰電池充放電曲線(xiàn)

（1）充電曲線(xiàn)

鋰離子電池在充電過(guò)程中一般分為三個(gè)過(guò)程：涓流充電、恒流充電、恒壓充電，故電池充電可分為三個(gè)步驟。第一步：判斷電壓<3V，要先進(jìn)行預(yù)充電，0.1C電流。第二步：判斷 3V<電壓<4.1 V，進(jìn)行恒流充電，一般0.2C~1C電流。第三步：判斷電壓>4.1V，進(jìn)行恒壓充電，電壓為4.1V，電流隨電壓的增加而減少，直到充滿(mǎn)。

（2）放電曲線(xiàn)

鋰離子電池的正常使用過(guò)程就是動(dòng)力電池的放電過(guò)程，隨放電容量的增加，單體電池的電壓呈下降趨勢(shì)，放電方式有恒流放電與恒阻放電。

電池恒流放電：電池電壓要經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程，即下降、穩(wěn)定、再下降，在這三個(gè)過(guò)程中，穩(wěn)定期是最長(zhǎng)的，穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)說(shuō)明電池的放電平臺(tái)越高。

鋰離子電池在放電過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：

⑴放電電流不能過(guò)大，過(guò)大的電流導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱，有可能造成永久性的損壞。

⑵不能過(guò)放電。電池放完內(nèi)部?jī)?chǔ)存的電量，電壓達(dá)到一定值后，繼續(xù)放電就會(huì)造成過(guò)放電。一般而言，過(guò)放電會(huì)使電池容量明顯衰減，甚至導(dǎo)致電池報(bào)廢。

3.單體電池充放電影響因素

在電動(dòng)汽車(chē)上使用的動(dòng)力電池使用壽命終了是指電池的衰減量達(dá)到初始容量的20%。在電動(dòng)汽車(chē)上反復(fù)充放電時(shí)，會(huì)由于鋰離子電池內(nèi)部的副反應(yīng)不斷發(fā)生使得電池本體材料性質(zhì)發(fā)生衰退。從實(shí)際使用環(huán)境條件來(lái)看，影響動(dòng)力單體電池使用壽命的因素主要包括充放電截止電壓、充放電倍率、使用溫度及擱置條件。

4.充放電截止電壓分析

在一定范圍內(nèi)，不同充電截止電壓的循環(huán)壽命隨充電電壓越高而越短，這說(shuō)明充電截止電壓對(duì)電池使用壽命的影響非常大。高的充電截止電壓會(huì)加劇電池副反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致電池使用壽命縮短。不同的充電截止電壓會(huì)對(duì)放電容量造成影響，截止電壓過(guò)高，越易導(dǎo)致電池過(guò)放。

鋰電池放電時(shí)是存在電壓下限的，當(dāng)電芯電壓低于2.4 V 時(shí)，部分材料會(huì)開(kāi)始被碳化。由于鋰電池會(huì)自我放電，放越久電壓就會(huì)越低，因此，放電時(shí)最好不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從 3.0V 放電到 2.4V期間，所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因此，3.0V是一個(gè)理想的放電截止電壓。

動(dòng)力電池在整車(chē)上使用時(shí)，由于電動(dòng)汽車(chē)的各種行駛狀況使得電池易出現(xiàn)衰退，而在較高電位區(qū)域充放電時(shí)性能下降較嚴(yán)重。

5.不同情況下單體電池充放電曲線(xiàn)分析

動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)的使用過(guò)程中為滿(mǎn)足不同的駕駛工況從而采用不同的充放電倍率。對(duì)動(dòng)力電池倍率充放電的研究表明大倍率充放電會(huì)加速電池容量的衰減，充放電倍率越大，電池容量衰減越快。這主要是由于正極材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變以及負(fù)極表面膜增厚導(dǎo)致鋰離子擴(kuò)散困難造成的。如果充放電倍率過(guò)大，還有可能造成單體電池過(guò)熱、短路引起爆炸等。

動(dòng)力電池以不同倍率充、放電時(shí)，具有的特點(diǎn)為：

①電池穩(wěn)定工作在放電截止電壓與充電截止電壓之間，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)電池的電壓與所儲(chǔ)存的電量有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

②電池能夠放出的電量與放電倍率有關(guān)，放電倍率越大，能放出的電量越小。

③放電倍率增大，放電容量、能量減小。

6．單體電池的一致性

同一種規(guī)格的電池，其容量、內(nèi)阻、充放電性能、老化過(guò)程應(yīng)一致。一輛車(chē)的電池包內(nèi)有一百多個(gè)以上的單體電池串聯(lián)，如果出現(xiàn)單體電池一致性差別過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)充電或過(guò)放電情形，此時(shí)，電池的溫度極高，自燃熱失控的概率就很大了。

如何防止熱失控發(fā)生？

熱失控的誘因是多元的，針對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐那闆r，目前國(guó)內(nèi)主流的解決方法主要從外部保護(hù)和內(nèi)部改進(jìn)兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。內(nèi)部改進(jìn)則是指針對(duì)電池本身進(jìn)行提高。外部保護(hù)較為復(fù)雜，主要是指系統(tǒng)方面的升級(jí)改進(jìn)。

1.電池單元組成

以方形動(dòng)力電池為例：電池組通常由多個(gè)方形電池單元組成，用于存儲(chǔ)和釋放大量電能。由于動(dòng)力電池組儲(chǔ)存的能量較大，一旦發(fā)生異常情況（例如過(guò)充、過(guò)放、高溫等），可能會(huì)導(dǎo)致電池組的氣體產(chǎn)生、壓力升高，嚴(yán)重情況下甚至引發(fā)火災(zāi)或爆炸。

為了確保電池組的安全性，每一塊動(dòng)力電池通常會(huì)配備1塊防爆閥。防爆閥是一種安全裝置，可以控制電池內(nèi)部壓力，將過(guò)壓或異常壓力及時(shí)釋放，以減少爆炸或火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.工作原理

方形動(dòng)力電池防爆閥的主要爆破原理是基于熱膨脹特性和壓力差的原理。當(dāng)電池內(nèi)部氣體壓力超過(guò)防爆閥設(shè)定的安全值時(shí)，閥門(mén)將爆開(kāi)，通過(guò)閥門(mén)排放出一部分氣體，從而降低電池內(nèi)部氣體的壓力，保持電池的安全工作狀態(tài)。

當(dāng)電池內(nèi)部氣體壓力升高超過(guò)閥門(mén)設(shè)定的安全壓力時(shí)，壓力差使得閥門(mén)受到力的作用，突破防爆閥的限制，爆開(kāi)閥門(mén)，將電池內(nèi)部氣體排放出去。

（電池防爆閥爆開(kāi)圖）

3.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

方形動(dòng)力電池防爆閥的爆破參數(shù)是根據(jù)電池的設(shè)計(jì)和使用要求進(jìn)行決定的。另外，電池防爆閥的開(kāi)啟力度也需要合理控制，過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響閥門(mén)的工作效果。而電池防爆閥的爆破過(guò)程主要包括兩個(gè)階段：壓力累積和爆破釋放。在壓力累積階段，電池內(nèi)部氣體壓力逐漸增加，到達(dá)閥值后，防爆閥受到壓力的作用迅速爆開(kāi)，閥門(mén)完全打開(kāi)，進(jìn)入爆破釋放階段，電池內(nèi)部氣體通過(guò)閥門(mén)迅速排放出去，從而保持電池的安全工作狀態(tài)。

而車(chē)企在方形動(dòng)力電池防爆閥的采購(gòu)應(yīng)要注意，在防爆閥爆破過(guò)程中需要滿(mǎn)足以下幾個(gè)要求：一是快速的反應(yīng)速度，即能夠在電池內(nèi)部氣體壓力達(dá)到危險(xiǎn)值之前及時(shí)爆開(kāi)閥門(mén)；二是可靠的工作性能，即能夠在不同環(huán)境條件下正常工作，不受外界因素的影響；三是持久的使用壽命，保證能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，避免頻繁更換，只有這樣才能保證電池安全。