今年在燃油車銷量普遍下跌的情況下，新能源汽車銷量卻一直上升。但新能源汽車的安全隱患也一直困擾著消費以及行業內人士。在2019中國（西安）新能源汽車產業生態大會新能源整車及零部件技術論壇上，蘇州宇量電池董事長毛煥宇先生也表示了對能量密度不斷提升而引起安全事故的擔憂，並分析了當前發生的新能源汽車自燃事故的原因。同時，毛煥宇先生也通過一系列實驗，講解如何通過Fail-safe措施避免新能源汽車自燃。
安全問題已提到非常高的高度
當前新能源汽車的安全問題已經提到了非常高的高度，工信部副部長辛國斌5月10日在北京舉行了全國電話會議，專門講到了新能源汽車的安全問題。歐陽明高教授說「電動汽車面臨最大的風險就是電池安全性」，說不一定哪一天國家說這個不安全，不做了，我們整個行業一大半人就失業了，所以安全問題是非常頭疼的大事。「這種情況以前從未發生過」，毛煥宇先生強調。
電池安全事故，內短路罪魁禍首
在最近的這段時間裡，發生了多起新能源汽車的安全事故。上一個月燒了8輛車，特斯拉也有、蔚來也有。而不管是新能源汽車自燃，還是之前三星NOTE7爆炸、波音737電池自燃，分析結果顯示造成自燃的原因都是電池內短路。
毛煥宇先生給大家展示了一個試驗，把電池打開一部分，負極放在臺子上，可以看到白色的隔膜，用針尖碰一下就燒起來了。這個實驗模擬的是二位空間，而在電池裡面是三維空間。什麼是內短路？相當於電池裡面有正極和負極，中間有一個很小的短路點，針尖那麼大的短路點，存在以後，其他電機都輸送能量，讓能量越來越大，結果就是燒起來了。電池內部有一個微小的短路，內短路有什麼危害，怎麼會燒車？一個電池內短路之後有一個熱擴展，熱擴展造成了燒車，旁邊又接著燒。哪一些環境會造成內短路，至少有三個環境造成電池內短路，第一是設計環節、第二製造環節，第三是使用環節。
設計環節、製造環節、使用環節都可能導致內短路
首先是設計環節，主要分為材料設計、結構設計和工藝設計。材料設計，三星手機就是因為隔膜厚度太薄了；材料沒有選好就會造成內短路。結構設計不好內部張力大會造成內短路。還有一個是工藝設計，如果工藝過程沒有選擇和合理安排好也會造成內短路。
在製造環節中會埋下的安全隱患，毛煥宇先生做了詳細的解釋：製漿、塗布、分切、模切、卷繞、組裝等環節都存在風險。電池製造過程是相當複雜的，是化學、機械、物理的整合。
而在使用環節，快充也是導致內短路的重要原因。毛煥宇先生提供了一個電池運行圖，綠色是鋰離子，一邊是正極，一邊是負極，這是材料晶體結構。負極是一片一片的石墨組成的，鋰離子跑過去藏在一層一層石墨中間，這個很正常，放電的時候跑過來，充電的時候跑回去，一來一去相安無事。但是充電太快就會出問題，充電太快，鋰離子來不及鑽進石墨層中，但是又要快充，正極裡面的東西跑過來也沒有辦法，只好在門外等著。相當於房子一下子進不來，外面待著就有問題了，就變成鋰金屬層了，這個過程叫析鋰，金屬鋰循環會產生短路，這個就是內短路。
無法預測內短路，控制單體是阻止車輛自燃的關鍵
內短路雖然是小概率事件，但在生產過程當中有很多可能性，不能完全防止。這些可能性在事故發生之前探測不到。因為在內短路發生之前隔膜是好的，放電的時候一膨脹一收縮，突然就燒了。但我們注意到一個點，在同一個時間內，內短路只可能發生在一個單體電池內。如果能夠控制這一個單體，我們就阻止了燒車事故。
Fail-Safe措施是阻止車輛自燃的關鍵
實現完全安全，靠電池化學體系並不能夠保證。要保證安全就要用Fail-safe措施。舉個例子，老式的飛機只有一個引擎，現代飛機有兩個引擎，實際上用一個引擎就夠了，另外一個是為了Fail-Safe。而電池也一樣，一個單體發生內短路，只要不影響其他單體就不會發生車輛自燃。
要證明一個電池包是安全的，就要將一個單體引爆，讓內短路發生。如果一個單體引爆後整個電池包沒有起火，那就說明這個電池包是安全的的。在沒有採取隔絕防護措施的情況下，從實驗中我們看到，引爆其中一個單體，整個電池包就會起火。那麼如何做到單體引爆後不影響電池包呢？
首先我們分析其他電池起火的原因，單體爆炸的時候溫度很高，最高超過1000度，電池爆炸的中心區域是1087度。通過在單體和單體之間增加隔溫材料可以降低熱量擴散，而除此之外我們在單體上方增加了煙道，電池爆炸以後，煙會沿著煙道往外走，這樣可以降低中心高溫區的破壞力。
毛煥宇先生舉了特斯拉Model3的例子，並認為Model3的電池技術是顛覆性技術。Model3採用了75kWh的電池包，分為四個模組。電池開口上面都覆滿了滅火劑，火衝出來，滅火劑會把火滅掉了，因此Model3很不容易發生燒車安全事故。因為所有單體上方的開口都很大，單個電池內短路發生爆炸時會把這個開口衝開，所以整個電池包很安全，可以實現Fail-Safe。
燒車事故通常由於內短路引發熱擴展造成，但是內短路一般發生在一個單體電池裡面。如果防護好，可以通過Fail-Safe措施預防。由於政策引導總讓我們做更高密度的電池，能量密度越高安全性越差，提升單體容量必須升級Fail-Safe措施。
文章來源：電車資源網www.evpartner.com