电动汽车动力电池监控应“防火于未燃”

一股烟气过后，一簇火焰在封闭实验室中缓缓燃起，蜂鸣版的报警音及时响起……这是广州黄埔的德国TüV莱茵首个火灾探测器检测实验室发生的一幕。在炎炎夏日，人们对建筑、电动车的火灾问题分外担心。因此，预防、监控、扑灭，成为日常安全防范的重中之重。纯电动汽车是当下市场最火车型，但身体里那块重重的电池包，我们却是不希望它太“火”。那么，电动车上是否也有“火灾探测器”？车企的工程师们在电池包碰撞预防、防止燃爆等安全防护上是如何做的呢？目前还有什么难题仍需继续解决？

炎夏高温，新能源汽车起火概率增高

近年来，大大小小纯电动汽车在撞击后起火，引发人们广泛关注。尤其到了夏天，新能源汽车在行驶、充电、静置等不同阶段的燃烧事故时有发生。“高温是导致车辆发生自燃的一个重要诱因，在高温的情况下，电池的热失控反应会更迅速，所以从整体概率来看高温下新能源汽车的起火概率会增高。”知名汽车三电工程师朱玉龙表示。

据悉，从车身构造来看，相比于传统汽车，纯电动汽车的布局模式完全不同，而且也会更丰富一些，如有纯平的地板结构，也有保留传统车身结构等。虽然车上没有了发动机、变速箱，但纯电动汽车需要兼顾的安全问题要比技术已经成熟的燃油车要更多一些。“纯电动汽车碰撞事故的后果有别于传统燃油车，不仅会造成车体变形和乘员机械伤害，碰撞还可能引起高压系统短路、挤压等问题，从而发生漏电、燃烧等。”

记者留意到，当前纯电动汽车的安全性，一样分为主动安全、被动安全，事故后安全和生态安全等，还有智能辅助安全系统护航。以上这些安全系统，除了保障人身安全外，最核心的保护对象就是电池。

据应急管理部消防救援局防火监督处副处长王天瑞介绍，当前电池与线路短路引起热失控占新能源汽车火灾一半以上。这意味着当前不同品牌新能源汽车和锂电池，安全性仍存在一定差异。

电池“物理保护”：从大车身钢架到小泄压阀

要让电池包足够安全，首先要物理结构足够“防撞”；其次是能“耐热”、散热、隔热的设计。

拿Model 3来说，在车身门栏梁处多放置带镂空结构的门栏内板加强梁，这一道特殊设计能起到强化抵抗碰撞的能力，这也是许多纯电动汽车的做法。大众汽车品牌技术培训高级经理韩涛告诉记者，大众ID.车型车身左右两侧均有特殊的铝制型材为电池包提供侧碰缓冲，避免碰撞造成电池包变形。在车身的其他关键部位也采用了超高强度热成型钢材，抗拉强度达到1200兆帕。其中，座椅的横梁强度更超过1900兆帕，为电池包提供额外保护。

“三元锂电池失控的时候会鼓起来，产生连锁反应，被挤压变形会冒烟，严重时还会爆炸起火。”韩涛表示，除电池下壳整合了独立的水冷散热管路和热管理系统外，电池包内每个电芯、电池模组和电池壳体都有单独的泄压装置，最大限度降低热失控引发连锁反应的风险。另外，还有一个平时看不见却很关键的负极燃爆装置。在车辆受到撞击，安全带或安全气囊等启动工作时，负极燃爆器也会同时“发力”，切断电池负极电路，保证整个电池包的安全。

“防火于未燃”——纯电动汽车安全的下一步

针对近年来新能源汽车热失控导致的起火等极端事件，业内人士认为，想要避免悲剧发生，首先企业应该往更高的技术方向走；其次，车企要将多场景极端情况以代码形式写进电池或整车中，主动减少极端情况的出现。

朱玉龙认为，电动车安全设计的关键是对碰撞断电装置的深入研发。当车辆发生碰撞，动力电池管理器检测到碰撞信号大于一定阈值时，应会切断高压系统主回路的电气连接，同时通知驱动电机控制器激活主动泄放，从而阻断短路危险。“只要动力电池的热管理和隔热做得好，很少会出现动力电池或汽车大面积起火的情况，更多是单个电池模组被烧坏。”

这还不够，还需要对电池包进行24小时监控。“火灾初起时，可能没有很大明火，但会冒烟。因此，对于建筑来说，可以用烟雾探测器将失火的可能性消灭在萌芽状态。”TüV莱茵大中华区太阳能与商业产业服务总经理施兵强调了“监测”的重要性。同样的道理也可以运用在汽车上，即提升电池管理系统(BMS)技术，实时监控电池系统状态。据悉，该公司正与车企就新能源汽车火灾检测方面开展探讨。