电池为什么会爆炸或者自燃?

2019-04-29      6444 次浏览

奔驰事件之后,特斯拉又自燃了,接着蔚来又起火了,穿插着近来的上海车展和纽约车展,4月份的汽车圈真是好不热闹,跌宕起伏,连圈外的吃瓜群众都把这当做茶余饭后的谈资,偶尔调侃两句,众人一笑了之。不过细想起来,特斯拉自燃不是一两次,电动车起火也时有发生,莫不是电动车真的不安全?


电动车本身是复杂的,但其实大致原理很简单,无非就是电池驱动电动机,电动机驱动车轮。那么按这个来说,它完全是一种电子产品。而电子产品人们的日常生活中就用得很多了,手机、电视、电脑等等。手机爆炸的事也不是新闻了,民航局曾经因此而禁止乘客携带三星NOTE7上飞机,也禁止托运,三星NOTE7爆炸事件被推到风口浪尖。由此可见,其实但凡带电池需要充电的电子产品,就存在爆炸或者燃烧的隐患,而电动车之所以更危险,是因为它体积大,电池容量大,充电电压高,并且人是需要坐在车内的。


那电动车的安全性如何保证呢?


手机为什么会爆炸?电动车为什么会燃烧?其实根源都来自于电池。而电池为什么会爆炸或者自燃?是因为高温高压。那产生高温高压的原因是什么呢?


——过充电


三星在经历了爆炸事件之后,对于手机的快充一直比较保守,刚发布的三星S10系列也才15W的快充功率,跟国内品牌动辄40W、50W的快充相比简直不值一提。充电是影响电池安全性的关键因素,相信每个有充电常识的人都知道充电时间不能太久,充电电压不能过高。电池过充可能会导致温度过高,以及产生大量气体使得压力变大,这样一来,高温或者高压下的电池就有了燃烧或者爆炸的风险。


——电池故障


电池故障主要是短路,相信大家对短路有自己的认识,任何电路发生短路都是十分危险的。短路时,电路的电阻极小,根据欧姆定律I=U/R,在电压(U)不变的情况下,电阻(R)越小,电流(I)越大,所以短路电路的电流异常大。这会使得电路上的电池和导线都不堪重负,极速升温,引发导线或者电池燃烧。


——外力


手机电池上通常会标注注意事项,避免高温环境,请勿擅自拆卸等等,这些都是为防止外力对电池产生威胁。今年2月美国有辆特斯拉撞树自燃就是由外力导致的,因为在外力作用下,比如挤压,就容易使得电池发生短路或者压力升高,燃烧风险就来了。


——双重防过充


电池充电有一套充电系统,不会是单纯的把电加到电池两极。电动车都配备了BMS电池管理系统,里面有专门针对充电的过充保护程序,会在电池充到规定程度时主动切断充电电路,防止电池过充。但BMS毕竟是软件程序,存在风险,这就需要硬件来做最后一道保障。电池电芯上的过流保护阀就是最后的防线,它通过不同热膨胀系数的金属片的开合来控制电路的通断,达到物理切断电路的目的。通常来说,这样的双重防护下出现过充的概率已经很低。


——更安全的电池


目前电动车主要使用两种类型的电池,磷酸铁锂电池三元锂电池。其中三元锂电池使用最多,发展也最快。但其实磷酸铁锂电池安全性是要优于三元锂电池的。因为磷酸铁锂电池中的磷酸铁锂晶体具有更高的化学稳定性,承受高温高压的能力更强,不易发生燃烧,但缺点就是能量密度低,也就是说与三元锂电池同样的重量下,容量不及三元锂电池,这样实际上影响的是车辆的续航问题。毕竟一辆车能装载的电池是有限的,能量密度越高,容量就越大,续航也就越长。但也不是说磷酸铁锂电池就是绝对的安全,只是相对而已。


——更坚固的保护


电动车通常的电池布局是位于底盘,少部分车型会布置在后座位置。但总的来说都会用坚固的壳体保护电池,以防外力对电池的伤害。所以通常厂家在宣传自家电动车时,都会展示电池的防护技术。另外,电动车在出厂之前,都会经过各类测试,比如电池的针刺、试压等等,还会有针对整车的高温、高寒等测试,以保证电池在各种情况下的安全性。但还是那句话,只能降低,不能避免,当超过了承受范围,危险依然存在。


那是不是就意味着电动车不能选择呢?也不是,燃油车也有可能自燃,我们不也在用吗。所以,不能以偏概全,选择更为可靠的电动车,正确的使用,注意行车安全,危险自然能降到最低。不过,电动车的发展依然还有很大的提升空间,如果你还不放心,依然可以继续观望。


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