電動汽車動力電池安全問題

⑴ 電動汽車動力電池系統中，主要發生的故障有哪些

在全球節能減排的壓力下，近幾年新能源汽車得到了飛速的發展，電動車產品越來越豐富，智能化水平越來越高，動力電池的容量和續航能力也在快速提升。然而擺在我們面前的動力電池安全性問題卻始終沒有太明顯的改善，數據統計表明，動力電池故障依舊是導致電動汽車事故的主要原因之一，由於動力電池故障引發的車輛自燃也具有相當大的危害性。那麼 今天就讓我們一起來看看電動汽車動力電池系統中，主要發生的故障有哪些？

3.動力電池系統故障

電動汽車中高壓系統的功能是確保整車系統動力電能的傳輸，並隨時檢測整個高壓系統的絕緣故障、斷路故障、接地故障和高壓故障等，是確保整車設備和人員安全的首要任務，也是電動汽車產業化的關鍵技術之一。電動汽車的主要部件——動力電池系統屬於高壓部件，其設計的好壞直接影響著整車安全性及可靠性。在動力電池系統中，從故障發生的部位看，分為感測器故障、執行器故障（接觸器故障）和部件故障（電芯故障）等，動力電池系統故障診斷及處理十分必要。

⑵ 新能源車為什麼自燃事故頻發

自燃的原因有很多，比如電池部件的老化，外部的碰撞，還有高溫天氣和電池的熱失控以及高負荷等等，都會引發能源車自燃。然而在能源車中，有60%的能源車是因為電池本身的熱失控導致的。

電池之所以會出現熱失控，是因為電芯中發生了不可控的劇烈放熱反應，也就是電池的溫度不停的升高，最終因為溫度過高導致電池爆炸，最終導致了能源車的自燃。

同時，最好不要立即充電，也不要選擇快充，可以在不使用的情況下慢充，等到充滿之後就可以使用了，這樣不僅可以保護電池，也能夠防止能源車自燃。能源車雖說充電比較麻煩，但是對於現如今的社會來說，能源車是一個新的趨勢，未來也是很普及的。

⑶ 電動車鋰電池是不是真的非常不安全

電動車的鋰電池還是蠻安全的，只要產品合格，問題應該不大。

電動車，即電力驅動車，又名電驅車。電動車分為交流電動車和直流電動車。通常說的電動車是以電池作為能量來源，通過控制器、電機等部件，將電能轉化為機械能運動，以控制電流大小改變速度的車輛。

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出並研究。20世紀70年代時，M. S. Whittingham提出並開始研究鋰離子電池。由於鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。隨著科學技術的發展，鋰電池已經成為了主流。

鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰，並且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優於鋰離子電池。由於其自身的高技術要求限制，只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。

⑷ 屢屢著火！新能源電動車事故頻發的問題到底是什麼

首先是因為熱誘因導致的新能源出現事故。所謂熱誘因，說白了就是外部溫度過高，或者內部電池散熱不良，然後發生自燃。這個原因比較容易理解。比如電池管理系統有問題，電池溫度控制晶元故障。失控，進而導致更多的熱量產生，形成惡性循環，最終發生自燃。當電芯溫度達到135℃時，隔膜開始熔化，電壓下降；電池電壓在150°C時迅速下降；當溫度達到245℃時，隔膜完全塌陷，電池會著火爆炸。

要知道與主流車企相比，新能源在新能源汽車領域的技術積累和產品把控能力還存在較大差距。盡管經過多年的國家政策，市場已經繁榮，但很多廠商在終端產品實施時，並不會為市場帶來更可靠、更實用的產品。作為新能源汽車，無論是混合動力汽車還是純電動汽車，車企都需要經過多年的技術公關和深入的市場調研，推出相關產品才能贏得市場認可。

⑸ 新能源汽車電池壽命到了到底怎麼辦

新能源汽車電池壽命到了到底怎麼辦

新能源汽車電池壽命到了到底怎麼辦，新能源汽車是近幾年研發出來的一種車型，比起傳統的燃油汽車來說對環境的保護要好很多，下面分享新能源汽車電池壽命到了到底怎麼辦。

新能源汽車電池壽命到了到底怎麼辦1

無論是混動還是電動的新能源汽車，其體內都會有一樣必不可少的重要器官——動力電池，壽命到了就該更換電池，但是廢棄的電池要怎麼？相比於燃油汽車，動力電池可以說是一件耗材，因為它的使用壽命肯定比車身其他部件要短。

就像一台手機電池的使用壽命，一年後電池總是比新買的時候要費電很多。一般來說，動力電池的容量低於80%就不能再用在新能源汽車上。因此大部分電動汽車的使用壽命在5年左右！

1塊20克重的手機電池可使1平方公里土地污染50年左右，那麼，1塊重以噸計的電動汽車動力電池會造成怎樣的污染?

我國電動汽車動力電池淘汰高峰期即將到來，大約在5年以後就將出現大量換電需求，屆時我國電動汽車動力電池累計報廢量將達到12萬到17萬噸。

那麼問題來了，這么多廢舊電池應該怎麼辦呢？

1、報廢電池再利用，難難難

像南孚電池廣告「玩具用完，遙控器接著用」，說明了電池其實可以循環再用的。其實汽車用的動力電池也一樣，報廢後除了化學活性下降之外，電池內部的化學成分並沒有改變，只是充放電性能已不能滿足車輛的動力需求了，但是可以使用在比汽車動能更低的產品上。例如德國：把報廢電池集中起來作為發電站的後備電源，其實就是充當電站發電量不足時的移動電源。但是需要同型號的電池才可以使用。

2、報廢電池回收，只有鋰電值點錢！

目前的動力電池種類就這幾樣：鉛酸電池，鎳鎘電池，鎳氫電池以及各種鋰電池，電瓶車常用的鉛酸電池回收相對較容易，撬開廢電池蓋，倒掉酸液，把最值錢的鉛板拿出來就能賣錢了，談不上什麼回收，而鎳電池含有重金屬，會污染環境所以不好處理，只有能量密度大的鋰電池比較有回收價值。而中國對鉛酸電池從2016年1月1日起徵收4%消費稅，這將加速鋰電池取代鉛酸電池的步伐。

目前由於處理電池復雜成本投入高因此都不願意做

如在對廢鋰電池的處理上，首先要對其進行預處理，包括放電、拆解、粉碎、分選；拆解之後的塑料以及鐵外殼可以回收；然後再對電極材料進行鹼浸出、酸浸出，多種程序之後然後再進行萃取

目前我國動力電池研究主要還是集中在提高其安全性能及使用壽命方面，而對於回收利用環節是相當少的，甚至是嚴重脫節的。隨著電動車需求全面攀升，到2017年鋰電將會供不應求，所以國內專家呼籲應該及早的研究動力電池回收以及再利用的問題，成立專門的回收機構，應該由政府出面大力支持研究項目。

新能源汽車電池壽命到了到底怎麼辦2

我們也都知道，作為新能源汽車動力的來源，其電池一般都是鋰電池，但又為了保證新能源汽車的續航時間，一般像三元鋰電池組就是新能源車輛的首選。而根據官方給出的數據，這種電池的循環次數可高達1200次以上，同時像我們家用電動汽車年充電次數在150次左右，這樣一換算也就是意味著這三元鋰電池組的壽命在8年左右，同理也就意味著車主每8年是需要更換一次電池的。

而這個8年也只是一個理想上的推算，在實際生活中車輛的電池肯定會跟車主們的駕駛習慣、路況的不同有所變化。因此每輛車電池的使用也都是會有所差異的，而超過這個定值時，一些車主也就明顯能感覺到自己車輛的續航能力不如以前了。那我們在日常的使用車輛中又該如果去保養電池組呢？

其實對於電池來說，它內部的儲電是有容量的，所以像直接充一天電的情況就很容易導致電池組發熱，甚至還會出現放電的情況，從而降低電池組的使用壽命。所以當我們在駕駛新能源汽車時，就應該制定一個定期檢查車輛的計劃，這樣也能更加方面車主對於車輛的了解。

最後在更換電池費用這塊，因為每家車企所使用的電池都是不同的，但它們的保質期也就會不同了。像一些廠家電池的質保期是8年，還有一些則是年，這樣不同條件的'電池都需要車主在更換前有一個了解！若是在保質期外，更換一次電池組的花費也高達幾萬元！

新能源汽車電池壽命到了到底怎麼辦3

保護環境是我們一直以來所提倡的，為了節能減排，發展低碳經濟，我國開始推動新能源汽車產業的發展。新能源汽車和別的汽車不一樣，別的汽車是採用燃油作為動力來源，而新能源汽車採用清潔能源作為動力裝置，減少了二氧化碳等氣體的排放。因此新能源汽車的一大優點就是環保，用車成本更經濟。

但是它還有一大缺點就是續航里程較短，因為新能源汽車電池的蓄電量有限。因此我們要好好養護新能源汽車的電池。

1、 及時充電

新能源汽車電池的使用壽命一般在六到十年，和駕駛員的日常駕駛習慣等因素有著很大的關系。在電池即將沒電時，我們要及時充電。一般汽車油表燈亮了以後油箱內差不多還有10L油，可以立馬去加油站加油。而新能源汽車電池如果沒電了不及時充電，電池虧電時硫酸會氧化，導致充電不足，時間久了也會電池容量會下降。

2、 把握充電時間

很多人給手機充電的時候喜歡充一夜，早上醒來正好電充滿。其實這樣充電是不對的，會損害手機電池，時間久了，手機電量會越來越不耐用。新能源汽車充電也是如此，由於因為新能源汽車充電時間比較長，差不多要8個小時甚至更長的時間，因此很多車主就會把新能源汽車放在那邊一直充電，直到充滿為止。但是物極必反，新能源汽車電池過度充電會導致電瓶發熱，影響電瓶壽命。因此我們要把握好充電時間，電充滿以後就可以拔掉了。

3、 保護好充電器

新能源汽車充電器是非常重要的，如果充電器壞了，汽車還怎麼充電呢。因此我們要保持充電器的通風，不要讓充電器沾水，否則會影響充電器的壽命，而且在充電的時候還會損害電池。

四、定期檢查電池

除了以上幾點，還有最重要的一點就是定期檢查。我們一定要定期檢查各處電器，保證不進水，沒用灰塵。如果新能源汽車的續行里程突然大幅度下降，那麼電池組中肯定有一塊電池有問題了，這時候我們一定要及時送去4S店維修。

⑹ 電動車的鋰電池是不是真的非常不安全

電動車電池爆炸的新聞我們經常聽到，這時就會有人說鋰電池無疑是一個移動的炸彈，大家都認為鋰電池是電動車電池爆炸的根本原因。筆者前幾天也寫過文章討論鉛酸電池與鋰電池哪個更適合使用鉛酸電池與鋰電池哪個好 電動車這樣選電瓶就對了，所以的留言也有很多人說鋰電是爆炸的主要原因，其實電動車電池爆炸的真實原因不是鋰電，那是什麼原因呢？下面我們慢慢與大家一起討論。

一、電動車電池爆炸多為鋰電池

電動車電池爆炸不但使自己的財產受到損失，同時還可能會造成他人的生命財產的不安全，同時眾多的電動車電池爆炸新聞中幾乎都是鋰電池，所以很從人認為鋰電池不安全，真是這樣的情況嗎？

理論與實際都可以看出鋰電池的穩定性的確比鉛酸電池差，鋰電池的化學反應速度要比鉛酸電池速度快， 但是我們只要正確的使用鋰電池，發出爆炸的可能性是非常小的，比如電動汽車使用的大部分是鋰電池，發生爆炸的為什麼都是使用鋰電池比例小的電動自行車而非電動汽車呢？之所以出現新聞中的爆炸信息，可以說絕大部分事故是人為造成的，而並非完全是鋰電池的原因。

二、鋰電池爆炸的原因

其實鋰電池發生事故的時候，絕大部分是由於下面這兩種情況導致的。

1、過充：雖然說現在的新購買的電動車都有過充保護，但是一些不符合新國標的超標電動車，他們的電動車沒有過充保護，在充電的時候，如果忘記拔下電源，出現長時間的過充，就有可能出現鋰電池不穩定，甚至出現嚴重的爆炸事故。

2、混用充電器：有的家庭不只有一輛電動車，在充電的時候沒有看清，隨便拿一個就直接進行充電，由於鉛酸電池與鋰電池的充電器電流、電壓都是不一樣的，所以當使用高電源的鉛酸電池充電器給鋰電池充電的話，就會很容易出現電流過大，造成事故的發生。

三、杜絕鋰電池爆炸事故的產生

每一個事故都會造成生產財產的損失，為了杜絕出現這種事故，我們需要在日常生活中時刻注意，從我做起，從根本抓起防止事故的發生。

1、拒絕非國際電動車：現在市場上還有大量的非國際電動車存在，正是由於這些非國際電動車的質量不合適，生產不合法，為事故埋下了隱患，如果使用國際電動車，各項保護功能齊全，可以說幾乎沒有任何風險存在。

2、不私自改裝電動車：有時候為了增加續航里程，有時候為了增加時速，出於種種原因，很多人會選擇使用改裝電動車，其實這些改裝車有很大的安全隱患，在電動車電機、電池、控制器不完全匹配的情況下，就有可能會出現種種的安全問題。所以我們要購買國際車，而不要私自改裝電動車。

3、使用原裝充電器：我們知道鋰電池出問題的主要原因就是過充，沒有使用原裝充電器，不但會影響電動車電池的壽命，同時還會引起電池事故。所以我們一定要使用鋰電帶的原裝充電器，只有匹配的電壓、電流與充電保護才能夠保護電池的安全。

總結：

電動車電池出現爆炸時大部分是鋰電池，但鋰電池並不是出現事故的根本原因，我們只有正確的，合理的使用鋰電池，才會避免出現爆炸等事故的發生，所以我們在使用鋰電池的時候，一定要注意充電時不要過充，同時使用標配充電器，這樣就可以大大的減少事故的發生。

⑺ 「科普」新能源車動力電池安全風險與應對方法

1、新能源車電安全引人擔憂

近年來伴隨新能源車市場的火爆， 社會 上已發生多起新能源車起火事故，電池安全漸漸成為了新能源電動 汽車 最重要的議題之一，也是各方關注的焦點。新能源 汽車 國家大數據聯盟在2019年08月發布的《新能源 汽車 國家監管平台大數據安全監管成果報告》顯示：2019年5月起3個月之內共發現79起安全事故，涉及96台車，情況很嚴重。已查明著火原因主要是電池自燃、車輛碰撞、車輛浸水、車輛不合理使用問題，它們導致了鋰離子熱失控。事故車輛中磷酸鐵鋰電池佔比7%左右、三元鋰離電池佔比86%左右，剩餘車輛電池不明。

圖1 電動 汽車 起火相關案例

基於此，針對電動 汽車 的法規升級越加頻繁，要求也越來越高。國標GB30381-2020《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》加入了電池熱失控預警要求，要求車輛在熱失控導致乘員艙發生危險前5min發出提示信息提示人員安全撤離，對熱失控的檢測以及蔓延抑制提出了緊迫而具體的要求。C-NCAP在2021年也引入了柱碰測試法規，國外機構Tesla、三洋、三星等在2014年前就電池熱失控領域開展了大量研究，Tesla已申請60多份相關專利；國內機構如CATL、清華大學近幾年均成立專門的技術團隊研究電池安全特性；以清華大學為例，其熱失控方面部分研究成果已用於寶馬、戴姆勒、三星、長安、CATL等合作項目。

圖2 電動 汽車 中涉及電池安全的相關標准

由於法規的升級和樹立 汽車 品牌形象需要，目前國內越來越多的主機廠生產的新能源電動車也開始考慮了絕緣安全防護，如基本絕緣、外殼防護、漏電監測、手動斷開等安全防護措施；除此之外，在新能源 汽車 安全開發過程中，GB 以及NCAP 工況只是基本的考核要求，為實現真正的新能源 汽車 的安全性，減小消費者對新能源車不安全的誤區，我們需考慮更多的實際交通道路事故中所出現的碰撞工況，在所有測試工況下避免高壓電防護失效導致的高壓傷害。

圖3 新能源車型電安全開發考核工況

2、動力電池簡介

從系統的角度來說，電池分為化學電池、物理電池和生物電池三大類。對於我們比較熟悉的化學電池，則是按正負極材料進行分類，有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等車輛比較常用的動力電池。鉛酸電池技術成熟、價格便宜，但其污染嚴重，比能量低，一般應用於大型不間斷供電電源以及電動自行車；鎳氫電池安全性高、耐過充過放性能好，但其比能量低、低溫性能差、自放電率高，一般應用於混合電動 汽車 以及電動工具；鋰離子電池相比以上2種電池具有比能量高、循環壽命長、充電功率范圍寬、倍率放電性能好、污染小等優良特性，現今被電動 汽車 廣泛採用，也是現今國網力推的一種電動 汽車 充電電池類型。

圖4 電池分類

市場上常見的鋰離子電池基本分為4類，其中磷酸鐵鋰電池的熱穩定性最好，錳酸鋰電池次優，三元鋰LiNiCoMnO2電池略差，而鈷酸鋰電池最差。磷酸鐵鋰電池循環壽命長、毒副作用小、成本低廉、充放電倍率大、高溫穩定性好，但一致性不好，能量密度低。錳酸鋰電池成本低，毒害性較低，但熱穩定性差，循環壽命短，應用較少。三元鋰（LiMn2O4）電池能量密度高，但大功率充放電後溫度升高，高溫時釋放氧氣，熱穩定性較差，壽命較短。鈷酸鋰電池熱穩定性最差，它的正極在高溫時容易分解，加速熱失控，但能量密度高，續航更出色，特斯拉 汽車 採用了這種電池。

圖5 主流鋰離子電池性能比較

這些種類的鋰離子電池最大的區別就是正極材料的不同, 實際上正極材料是影響鋰離子電池性能和成本的關鍵因素，目前國內新能源 汽車 動力電池應用最多的是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。

圖6 磷酸鐵鋰刀片電池

圖7 三元鋰硬殼電池

圖8 一般動力電池包結構形式

3、電池存在的安全風險

各種電池起火的共性原因是電池熱失控，隱患總體可以分為三大類，一類是環境高溫，引起電池正負極的劇烈反應，反應會向可燃的電解液中釋放大量的能量，並析出氧氣，導致電池膨脹、過熱甚至失火；一類則是外部的物理性破壞，導致電池隔膜貫穿，正負極直接接觸使得電池內短路，短時間內釋放大量電能（可轉換成熱能），導致電池熱失控；最後一類則是電池過充、過放導致的內部結構損壞，從而引發電池的熱失控。

熱失控(Thermal runaway)是指由於鋰離子液態電池在外部高溫、內部短路，電池包進水或者電池在大電流充放電各種外部和內部誘因的作用下，導致電池內部的正、負極自身發熱，或者直接短路，觸發「熱引發」，熱量無法擴散，溫度逐步上升，電池中負極表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、電解液、正負極等在高溫下發生一系列熱失控反應(熱分解) 。直到某一溫度點，溫度和內部壓力急劇增加，電池的能量在瞬間轉換成熱能，形成單個電池燃燒或爆炸。引起單個電池熱失控的因素很多、很復雜，但電流過大或溫度過高導致的熱失控佔多數，下面重點介紹這種熱失控的機理。

以鋰離子電池為例，溫度達到90 時，負極表面SEI膜開始分解。溫度再次升高後，正負極之間的隔膜（PP或PE）遇高溫收縮分解，正、負極直接接觸，短路引起大量的熱量和火花，導致溫度進一步升高。熱失控時，230 250 的高溫導致電解液幾乎完全蒸發、分解了。它含有大量易燃、易爆的有機溶劑，逐步受到熱失控的影響，最終分解發生燃燒，是熱失控的重要原因。電解液在燃燒同時，產生一氧化碳等有毒氣體，也是重大的安全隱患。電解液如果泄漏，在外部空氣中形成比重較大的蒸汽，容易在較低位置大范圍擴散，這種擴散范圍極易遇火源引起安全事故。清華大學的研究顯示：正極中含鎳越多則熱穩定性越差，碳素材料的負極在壽命的前期較穩定，但是壽命衰減後變差。這從側面說明三元鋰電池的高鎳比例，雖然容量更大，但會導致更大的熱失控風險。

圖9 熱失控隨溫度的變化過程

4、應對電池可能存在的電池安全風險

應對電池可能存在的電池安全風險，可以從四個層級、七個維度來考慮電池的安全，四個層級指電芯、模組、電池包、整車，七個維度包括可靠連接、高壓防護、機械擠壓、過充、布置形式、短路和熱失控，在每個維度跟層級都有對應的防護措施，全方位有效的保護電池安全。

新能源 汽車 發生冒煙起火的場景一般為車輛靜置時充放電和車輛行駛中發生碰撞，下面我們基於鋰離子動力電池在機械擠壓這個維度來講解下目前開展的一般研究方法，探究整車碰撞中電池包的受力形態與損傷（失效、起火、爆炸）機理。

本研究從卷芯到單體到模組再到電池包共4個層級，每個層級的研究又分為試驗和模擬兩個方面，通過不同載入方向、不同載入速度的試驗來研究卷芯、單體和模組的各向異性和應變率效應，以及載入方向和載入速度的不同給動力電池變形行為和失效行為帶來的影響，全面認識動力電池在不同載荷工況下的響應規律和內在失效機理；藉助對試驗結果的認知，開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為的卷芯模型，並以卷芯模型為基礎，逐級向上開發兼顧模擬精度和計算效率的電池單體模型和模組模型，以試驗結果為參考對各模擬模型的模擬精度進行驗證，為電動 汽車 電池包碰撞安全保護的開發提供虛擬模擬工具。

圖10 研究總體框架

1）卷芯層級研究

卷芯是組成單體進而構成模組的基礎，也是電池包裡面最基本的電化學單元，了解卷芯的力學性能，及其力學失效和電化學失效之間的聯系，有助於深入認識電池包在碰撞擠壓載荷下的響應規律和失效機理。鋰離子電池的正極材料通常以鋁質集流體為基底，塗布鈷酸鋰（LiCoO2）、錳酸鋰（LiMn2O4）和磷酸鐵鋰（LiFePO4）等鋰離子活性物質。負極材料通常以銅質集流體為基底，塗布石墨或硅層。而隔膜則常為由聚乙烯或聚丙烯等材料製成的多孔薄膜。通過對卷芯中的正極復合體、鋁箔、隔膜、負極復合體、銅箔等進行拉伸、壓縮、穿孔試驗，得到相應材料的材料卡片，為卷芯的精細化建模搭好基礎。

圖11 卷芯組分研究流程圖 研究總體框架

2）單體層級研究

電池單體是向下集成卷芯、向上構成模組的結構，每一個單體都是一個可以獨立工作的電化學集合體。目前車用鋰離子動力電池單體，通常採用卷繞或疊片式卷芯（交替布置的正負電極和電極間的隔膜）和液態電解質，用金屬外殼封裝成圓柱形（a）或方形硬殼電池（b），或用鍍金屬塑料膜封裝為軟包電池（c）單體層級研究。

圖12 (a) 圓柱形硬殼電池單體 (b) 方形硬殼電池單體

(c) 軟包電池單體

為了全面了解電池單體在碰撞擠壓載荷下的響應規律和失效機理，研究同樣對單體進行了不同載入方向和不同載入速度的擠壓試驗。

圖13 （a）Z向圓柱擠壓 (b) Y向圓柱擠壓 (c) X向圓柱擠壓

(d) Z向球頭擠壓 (e) Z向錐面擠壓

通過實驗，可以得到對應的力-位移-電壓曲線，結合對樣件電鏡掃描結果，來研究響應規律和失效機理，和建立了單體的有限元模型。

圖14 某工況下單體力-位移-電壓曲線

對於電池單體，我們通過多種方向和多種不同的載入速度的組合試驗對其力電響應進行了測試，可以發現，單體也有著明顯的各向異性和應變率效應。其次，單體的短路行為也具有明顯的各向異性，相比於Y向和X向，Z向是單體最容易發生短路失效的擠壓方向。藉助對試驗結果的認知，開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為且兼顧模擬精度和計算效率的單體模型。

圖15 單體有限元模型

3）模組層級研究

模組是將一個以上電池單體按照串聯、並聯或串並聯方式組合，並作為電源使用的組合體。其研究方法與單體基本一致，但由於其結構比單體更加復雜多元，研究中需要考慮多種失效形式，包括單體之間的粘膠，殼體撕裂，端板斷裂的現象。

圖16 模組測試系統

圖17 模組試驗形式及樣件變形情況

通過研究發現，相比單體內短路（卷芯斷裂）壓降失效而言，模組試驗中更多的是由於結構失穩或外部侵入而發生的外短路；由於藍膜、膠層和鋁合金在沖擊下韌性明顯下降，更易發生失效破壞，而這些失效形式是導致模組發生外短路的關鍵因素，進而使得模組壓降對應的力和位移的響應在准靜態和存在較大差異。

圖18 某工況下單體力-位移-電壓曲線

通過模組多工況試驗標定，建立模組有限元模型。

圖19 模組有限元模型

4）電池包層級研究

通過對鋰離子從卷芯到單體到模組的研究，對電池本身具備充分的了解，包括電池在沖擊下的變形和失效規律，內部損傷發生的歷程和機理，在發生嚴重損傷前所能承受的載荷、變形、能量等的最大限度，以及損傷發生過程中機電熱的相互耦合和作用關系等。基於模擬模型，便可以開展多工況下電池包層級的研究與對標工作。

圖20 電池包系統多工況研究

在新能源 汽車 安全開發過程中，電池包作為更加復雜的系統，不同的試驗工況下，會有多種不同的失效形式，其產生的原因和所造成的危害也不盡相同。

圖21 常見的動力電池失效形式

5、結語

鋰離子電池憑借其能量密度大、循環壽命長、充電效率高等優點，被廣泛應用於純電動或混合動力 汽車 的儲能系統。然而，鋰離子電池在能量密度迅速增長的同時，對於整車的安全性設計又提出了新的挑戰。特別是在經受復雜且嚴峻的碰撞工況時，為最大程度地發揮電池系統防護結構的作用，最大限度地在碰撞防護和輕量化設計之間尋求平衡，必須首先深入研究鋰離子電池的機械性質和碰撞安全性，不但能夠對新能源車輛設計和製造提出指導性的建議，也有利於新能源車輛的後期維護和事故處理等工作的進行。

為解決電池單體在機械載入下的力學響應與損傷行為預測問題，開發預測電池包力學響應和失效行為的工具，最終服務於電動 汽車 碰撞安全設計，第一階段針對典型的車用動力電池開展了從卷芯到單體再到模組共三個層次，逐步深入的研究。每個層次的研究又分為試驗和模擬兩個方面，通過不同載入方向、不同載入速度的試驗來研究卷芯、單體和模組的各向異性和應變率效應，以及載入方向和載入速度的不同給動力電池變形行為和失效行為帶來的影響，全面認識動力電池在不同載荷工況下的響應規律和內在失效機理；藉助對試驗結果的認知，開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為的卷芯模型，並以卷芯模型為基礎，逐級向上開發兼顧模擬精度和計算效率的電池單體模型和模組模型，以試驗結果為參考對各模擬模型的模擬精度進行驗證，為電動 汽車 電池包碰撞安全保護的開發提供虛擬模擬工具。

⑻ 鋰電電動車安全性怎麼樣

按現在鋰電池的技術，只要是大品牌的電動車，配備的鋰電的安全性都是有保障的。你看像是新日汽車級鋰電，保5年 用10年，出廠前得通過16項的性能標准檢測、11項的安全監測、6個使用場景下再測試、還有3項安全防護，比新國標的要求都嚴格，用起來當然安全嘍，所以品牌很重要，千萬不能買那種沒人聽過的。

⑼ 電動汽車動力電池故障實例

什麼是動力電池系統？

電動汽車中高壓系統的作用是保證整車系統的動力和電能的傳輸，隨時檢測整個高壓系統的絕緣故障、開路故障、接地故障和高壓故障。保障整車設備和人員安全是首要任務，也是電動汽車產業化的關鍵技術之一。電動汽車的主要部件動力電池系統是高壓部件，其設計直接影響整車的安全性和可靠性。在動力電池系統中，故障可分為感測器故障、執行器故障和部件故障等。動力電池系統的故障診斷和處理是非常必要的。

電動汽車動力電池安裝位置動力電池系統故障根據故障發生的位置可分為三類，即單體電池故障、電池管理系統故障、線路或連接器故障。

1.單電池故障

有三種電池故障:

第一種故障電池性能正常，不需要更換。相應的故障包括單體電池的低SOC和單體電池的高SOC。如果單體電池的SOC較低，在汽車行駛過程中，電池的電壓會首先達到放電截止電壓，這將降低電池組的實際容量，單體電池應該重新充電。如果單體電池的SOC偏高，電池在充電結束時會先達到充電截止電壓，會影響充電容量，所以單體電池需要單獨充放電。第二種故障電池性能嚴重下降，應立即更換。相應的故障包括單體電池容量不足和單體電池內阻大。在電池組中，最小電池容量也限制了整個電池組的容量，因此電池容量不足的故障會影響車輛的行駛 里程 （ 查成交價 | 車型詳解 ）。如果鋰離子電池內阻過大，會嚴重影響電池的電化學性能，如極化嚴重、活性物質利用率低、循環性能差等。第三類故障電池影響行車安全，對應的故障包括單體電池內部短路；單體電池外部短路；單體電池極性顛倒，在強烈振動下，鋰離子電池的活性物質、接線柱、外連接線和焊點可能會斷裂或脫落，導致單體電池內部短路或外部短路故障。通常單體電池前兩次失效可能有兩個原因:一是動力電池分組時單體電池的均勻性，單體電池的SOC、容量、內阻存在差異；第二，在組申請過程中，由於申請環境的不同，單個單元格的均勻度差異增大，加劇了單個單元格的不一致性。

2.電池管理系統故障

電池管理系統對保證電池組的安全和使用壽命，最大限度地提高電池系統的效率起著重要的作用。電池管理系統通常對單體電壓、總電壓、總電流和溫度進行實時監測和采樣，並將實時參數反饋給車輛控制器。

電池管理系統除了監控電池性能參數和實施電氣性能管理外，還具有基於熱管理的應用環境管理，對電池進行加熱和冷卻，保證電池良好的應用環境溫度和溫度場一致性。

如果電池管理系統出現故障，就會失去對電池的監控，無法估計電池的SOC，容易導致電池過充、過放、過載、過熱、不一致性的增加，影響電池的性能、使用壽命和行車安全。電池管理系統故障包括CAN通信故障、總電壓測量故障、單體電池電壓測量故障、溫度測量故障、電流測量故障、繼電器故障、加熱器故障和冷卻系統故障等。

3.線路或連接器故障

或者線路連接器的故障診斷對於確保行車安全和車輛可靠性同樣重要。例如，由於車輛的振動，電池之間的連接螺栓可能變得松動，電池之間的接觸電阻增加，電池之間出現虛連接故障，導致電池組內部能量損失增加，導致車輛動力不足，行駛里程短。極端情況下還會引起高溫、電弧、電池電極和連接件熔化，甚至引發電池起火等極端電池安全事故。電動汽車在運行過程中，可能會出現單節電池之間的相對跳動，導致兩節電池之間的連接件斷裂。電池盒和電動車之間的電氣連接也是故障的高發部位。長時間振動後，電連接器容易出現誤連接、燒蝕和接觸不良。

動力電池系統常見故障及處理方法▼

電機驅動系統

電機驅動系統的故障主要分為電機故障和電機控制器故障。

驅動電機是轉換電能和機械能實現車輛驅動的關鍵部件，是典型的機電混合動力。電機故障涉及的因素很多，如電路系統、磁路系統、絕緣系統、機械繫統和通風散熱系統等。任何系統的故障或它們之間的不良協調將導致電機故障。因此，電機故障比其他設備故障更加復雜，電機故障診斷涉及的技術也更加廣泛。

驅動電機此外，電機的運行也與其負載和環境因素有關。電機在不同的狀態下運行，表現出不同的故障狀態，這進一步增加了電機故障診斷的難度。

一般來說，電機故障可分為機械故障和電氣故障。

主要機械故障包括定子鐵芯損壞、轉子鐵芯損壞、軸承損壞和軸損壞。故障原因是振動、潤滑不足、轉速過高、靜載荷過大和過熱引起的磨損、壓痕、腐蝕、電蝕和開裂。

電氣故障主要是定子繞組故障和轉子繞組故障，故障原因包括接地、短路、開路、接觸不良和鼠籠條斷裂等。由於設備本身的結構和物理特性以及它們之間的電磁兼容性，電機控制器的故障也成為電機驅動系統故障的主要原因。

電機的故障主要包括以下幾類:IGBT故障、輸入電源線和接地線故障、整流二極體短路、DC母線接地錯誤、DC側電容短路、晶閘管短路、溫度超限報警、相電流過流、過壓欠壓等高壓電氣系統故障。

電機控制器是驅動電機的「大腦」，接收來自整車VCU的控制信號，同時完成動力電池輸出DC電壓到交流電壓的逆變過程和能量回收交流電壓到DC電壓的整流過程。

電動車電機控制器常見故障及處理方法▼電機常見故障及處理方法▼ @2019

⑽ 電動汽車的電池安全性有多高

現在新能源車越來越受到大家的關注了，加上國家政策對新能源車的扶持，消費者接觸新能源車也越來越多，當然，關注最多的莫過於新能源電動車的電池了，那麼，對於新能源電動車電池的安全性，讓我們一起來探討一下。

另外，對於一些比較懂行的車主來說，選購新能源電動車的時候，還會關心電池的高壓電流是否安全？或者輻射是否大？我們購車的電池說明書上有很多的數據可以說明電流是比較安全的，輻射也是非常小的。所以對於這方面而言，大可放心！

總而言之，人無完人，金無赤足，每一種物品都不是絕對安全的，什麼都是具有相對性，但是我想：製造商肯定是以人的安全為核心，然後再滿足消費者的根本需求。所以我們要相信科技，也堅信未來會變得更環保、綠色、便捷、美好！