文/阮錦程
多年前看到一個(gè)新聞：廣州陵園西路（當(dāng)時(shí)全國最大的手機(jī)市場之一）有一位店員一邊手機(jī)充電一邊打電話。突然間，手機(jī)電池爆炸了。
很不幸手機(jī)剛好在脖子動(dòng)脈附近，后面的事情再?zèng)]有心情描述下去了……
事后調(diào)查，因?yàn)槭鞘褂昧松秸某潆娖骰蛘唠姵卦斐伞Ａ陥@西路還是早年經(jīng)常出沒的地方，后來我晚上都不敢把手機(jī)放在枕邊充電了。
所以坐飛機(jī)時(shí)，你就明白為什么空乘要反復(fù)強(qiáng)調(diào)禁止在機(jī)艙內(nèi)使用充電寶。因?yàn)槌潆姷倪^程是非常危險(xiǎn)的，你確認(rèn)你的充電寶質(zhì)量比三星Note 7更好？
有關(guān)鋰電池的各種事故，大家見到的都是引起火災(zāi)甚至爆炸等案例，說白了就是電池出毛病了（內(nèi)因或外因），電池產(chǎn)生熱的速度遠(yuǎn)高于散熱速度，而熱量大量累積而未及時(shí)散發(fā)出去所引起的。
電池升高的溫度會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)變熱和破壞，而系統(tǒng)變熱后溫度升高，又反過來讓系統(tǒng)變得更熱，然后就沒有然后了……
關(guān)于電池的這類事故，有一個(gè)正式的名字——熱失控。
其實(shí)一般電池?zé)崾Э卦陔娮赢a(chǎn)品中出現(xiàn)的概率是千萬分之一，類似三星Note 7那樣的事件也是萬中無一了。
但對(duì)于電動(dòng)車來說有點(diǎn)不同，一輛電動(dòng)汽車的電池組需要幾百個(gè)，甚至幾千個(gè)電池（特斯拉18650）組成，這樣發(fā)生熱失控的概率就會(huì)大為提升了。
而電動(dòng)車如果發(fā)生熱失控，后果很嚴(yán)重，因?yàn)檫@么多電池炸起來真的很可怕。
那么造成電動(dòng)車電池發(fā)生熱失控的原因有幾種？四種。
第一種是充電起火
造成這個(gè)事故的純粹是廠家自己“不靠譜”，不是設(shè)計(jì)原因就是制造裝配質(zhì)量。因?yàn)樵斐沙潆娖鸹鹬挥腥齻€(gè)原因：BMS故障、熱管理故障和電池短路。
所謂BMS就是電池的大腦，電池管理系統(tǒng)（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）的簡稱，它的作用很大，例如提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電等等。
可以理解腦子壞了，例如它的算法、采樣、診斷等有問題，那么離出事就近了。
而我們經(jīng)常提到的電池?zé)峁芾恚饕峭ㄟ^建立在材料學(xué)、電化學(xué)、傳熱學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科多領(lǐng)域的合理設(shè)計(jì)，解決電池在溫度過高，或者過低情況下工作而引起的熱失控和熱效率問題。
沒錯(cuò)，電池溫度高了會(huì)炸，但溫度過低也會(huì)掉電厲害呀。總之電池比燃油引擎難侍候多了。
造成充電起火的原因，還有一種是電池短路了。設(shè)計(jì)中如果對(duì)系統(tǒng)高壓、絕緣、電芯材料和電化學(xué)過程等沒有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，離出事也就近了。
充電起火主要是設(shè)計(jì)的事，但也不排除設(shè)計(jì)師被制造過程中的小伙伴擺了一道。例如裝配不嚴(yán)謹(jǐn)，或者電池掉進(jìn)一些雜質(zhì)，都可能引起熱管理失效和電池短路。
第二種是自燃
如果沒有充電，車輛在行駛或者停在那里就燒了起來，這個(gè)自燃就是熱管理故障和電池短路的原因了。
但自燃的誘因也有可能是車子剛充完電回來，導(dǎo)致電池溫度異常升高。例如去年4月發(fā)生在上海徐匯區(qū)某小區(qū)地下車庫內(nèi)的“特斯拉自燃門”，事發(fā)不久前就使用過超級(jí)充電樁充電，所幸并沒有人員傷亡。
同樣道理，自燃也可能是由于電池生產(chǎn)中裝配或雜質(zhì)，導(dǎo)致的熱管理故障和短路。
第三種是浸水起火
電池浸水起火由兩個(gè)原因造成：結(jié)構(gòu)失效和電池漏電。
車用動(dòng)力電池設(shè)計(jì)是把電池包固定在電池箱體里，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)如果材料和結(jié)構(gòu)不過關(guān)就引起麻煩，制造過程中焊接和裝配不嚴(yán)謹(jǐn)也不行。最后電池盒如果遇到碰撞和石擊，也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。
因?yàn)榻鴮?dǎo)致電池漏電的熱失控，原因除了上述原因外，還有一點(diǎn)非常重要——密封設(shè)計(jì)沒有做好。
其實(shí)主流電動(dòng)車的電池都是經(jīng)過防水處理的，都能達(dá)到IP67的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，可以參考我們以前文章《電動(dòng)車比燃油車更怕涉水？帶你了解IP67防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)背后的真相》。
IP67標(biāo)準(zhǔn)就是即使短時(shí)間泡在水里，也不會(huì)有問題。當(dāng)然，別泡太久。
第四種是碰撞起火
這種情況就好理解了，碰撞和前面浸水一樣，會(huì)導(dǎo)致電池結(jié)構(gòu)失效和電池漏電，最終可能引起熱失控。
不過在防碰撞方面，各大電動(dòng)車廠家都非常重視，電池包的箱體都越做越堅(jiān)固。但提醒一點(diǎn)是，電動(dòng)車的電池大多設(shè)計(jì)在車底，也是最容易受到碰撞的部位之一，所以別聽那些廠家宣傳，什么“電動(dòng)車不用保養(yǎng)”之類。多檢查一下電池外殼沒什么壞處。
寫在最后
在鋰電池行業(yè)，有一句話被經(jīng)常提起：“作為能量載體，本質(zhì)安全的電池是沒有的。”
所以電池天生是不安全的，特別是三元鋰電池，我們只能用更好的設(shè)計(jì)、技術(shù)和不斷積累的經(jīng)驗(yàn)來管理好它。電池安全是一個(gè)系統(tǒng)工程，不能說一種材料比另一種安全，就判定它們最終產(chǎn)品的安全性。
例如我們常說三元鋰電池結(jié)構(gòu)上有圓柱型電池、方型電池和軟包電池之分。理論上軟包電池因?yàn)榘l(fā)生熱失控時(shí)會(huì)沖破軟包裝外殼，最多是鼓包不容易爆炸，而方形包裝的鋰電安全性次之，最不安全的理論上是圓柱電池。
但實(shí)際上有工程師不完全這樣認(rèn)為，方形電池因?yàn)槊恳粋€(gè)電池組都有一個(gè)獨(dú)立堅(jiān)固的封裝，本身就是一個(gè)保護(hù)殼，因此安全性反而比軟包更放心。而至于特斯拉的18650電池，連淘寶小哥也懂得宣傳——擁有最好的一致性，而且每一顆電池都有堅(jiān)固的金屬殼體防止意外。
所以當(dāng)幾千顆18650組成的特斯拉，它的BMS和熱管理都非常出色，還擁有先進(jìn)而成熟的多年設(shè)計(jì)使用經(jīng)驗(yàn)，盡管它也有意外事故發(fā)生，但總得來看還是靠譜的。
有沒有最安全的電動(dòng)車？請(qǐng)重復(fù)這句話：“作為能量載體，本質(zhì)安全的電池是沒有的。”
