锂电的电车在正常使用情况下是相对安全的,但在一些特定情形下可能存在安全风险,以下具体分析:
安全隐患方面
- 碰撞起火:新能源汽车在行驶中发生碰撞,可能导致电池包变形、电芯短路,引发“热失控”,即电池内部温度持续升高,最终导致起火。此外,电池组安装在底盘上,与路面硬物磕碰也可能导致起火。
- 停车自燃:车辆静止时,信号不佳可能导致电池管理系统离线,使车辆失去对电池状况的监控和控制能力,从而无法发出预警,可能引发自燃。
- 充电过程起火:电池过度充电会产生“电失控”,导致锂金属枝晶的形成,这些枝晶穿透隔膜后会引发热失控,造成起火。长期使用后,电池内部的锂枝晶生长也可能穿透隔膜,造成正负极之间的短路,引发电化学反应加速,产生大量热量。
- 化学风险:锂电池的电解液具有强烈腐蚀性,热失控时可能释放有毒气体。
安全保障方面
- 技术层面
- 材料优化与工艺改进:研发更为稳定的电极材料,减少锂枝晶生长,同时改进电解液配方,提高其热稳定性和阻燃性。
- 电池管理系统(BMS):通过实时监控每个电池单元的状态,包括电压、电流、温度等参数,及时预警并采取措施防止过充过放、热失控等情况发生。
- 物理防护设计:采用坚固的外壳封装电池组,设置防火隔热层,增强电池模块间的隔热与阻燃能力,防止局部热失控蔓延。
- 冷却系统:建立高效的热管理系统,确保电池在运行过程中温度维持在安全范围内,包括风冷、液冷等多种冷却方式。
- 冗余安全设计:在电池组设计中加入多重保护装置,如断路器、保险丝等,在检测到异常时自动切断电源,防止危险升级。
- 标准规范层面:中国已经发布了《电动汽车用动力蓄电池安全要求》《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》等强制国家标准,要求锂电池出厂前进行严密的安全测试,确保使用安全。