著火、爆炸是動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)較為常見(jiàn)的熱失控危害表現(xiàn)，造成的影響，也更為嚴(yán)重，不但會(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境破壞，甚至?xí)斐扇松韨蛏ｋU(xiǎn)。

熱失控誘因

導(dǎo)致動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)發(fā)生燃燒或爆炸的可能原因有：

1、動(dòng)力鋰電池（電芯）的放熱副反應(yīng)導(dǎo)致熱失控，引燃電解液和其他可燃物質(zhì)；

2、動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的高壓回路中局部連接抗阻抗過(guò)大，有大電流流過(guò)時(shí)倒至溫度上升達(dá)到著火點(diǎn)溫度，引燃動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部的可燃物質(zhì)；

3、動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)外部發(fā)生燃燒，導(dǎo)致動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部溫度持續(xù)上升，達(dá)到著火點(diǎn)溫度，引燃內(nèi)部的可燃物質(zhì)。

針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的使用的情況分析，第一種情況的發(fā)生概率較高，危險(xiǎn)系數(shù)也較高，電芯的放熱副反應(yīng)導(dǎo)致熱失控是動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)發(fā)生燃燒或爆炸的重要原因。

鋰離子電池內(nèi)部重要放熱反應(yīng)有：

1、ESI膜的分解,溫度范圍是90~120℃；

2、負(fù)極與電解液的反應(yīng),溫度達(dá)到120℃以上；

3、電解液分解,溫度大概在200℃左右；

4、正極與電解液的反應(yīng)，伴隨正極分解析出氧氣，溫度范圍在180~500℃；

5、負(fù)極與粘結(jié)劑的反應(yīng)，大概在240度以上。

電芯熱失控（燃燒、爆炸）的根本原因是電芯內(nèi)部的放熱副反應(yīng)導(dǎo)致熱量累積，電芯對(duì)外熱交換的速率小于熱量積累速率，溫度持續(xù)升高，直接達(dá)到著火點(diǎn)溫度，引起燃燒和爆炸。

電芯內(nèi)部的熱過(guò)程遵循能量守恒：Qp=Qe+Qa

公式中Qp為電芯內(nèi)部各種負(fù)反應(yīng)所出現(xiàn)的熱量，Qe為電芯與環(huán)境交換的熱量，也就是散熱，Qa是電信自己吸收的熱量及熱積累。假如QeQp則Qa為為負(fù)值或零，電芯內(nèi)部溫度不會(huì)上升，不會(huì)出現(xiàn)熱失控；假如Qe＜Qpq為，電芯內(nèi)部溫度會(huì)持續(xù)上升，直至達(dá)到熱失控溫度200~300℃。

從上面的分析可以看出，假如不能阻斷電芯內(nèi)部的放熱副反應(yīng)，電信內(nèi)部的溫度就會(huì)一直上升，直至發(fā)生熱失控事件，要降低事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，可采取的措施有：

采取保護(hù)措施，降低外部突發(fā)因素發(fā)生概率（比如過(guò)充、過(guò)放、過(guò)熱、短路、擠壓、穿刺等）；

阻斷放熱副反應(yīng)的正反饋過(guò)程，如在PACK模組在采用邦定保險(xiǎn)絲工藝，或在正負(fù)極材料與集流體之間新增PTC材料；

降低放熱副反應(yīng)所出現(xiàn)的熱量，如選擇磷酸鐵鋰正極材料，改變電解液的有機(jī)溶劑成分等；

提高著火點(diǎn)溫度，如在電解液中添加阻燃材料，選用陶瓷隔膜等；

提高散熱能力，防止熱積累，如采用高效的液冷設(shè)計(jì)方法，也有個(gè)別方法將整個(gè)電池，浸在冷卻液中。

以上，所總結(jié)的熱失控機(jī)理與防范措施，在電池全系電池設(shè)計(jì)、制造中都有實(shí)踐，但是針對(duì)實(shí)際中不同材料體系會(huì)有不同化學(xué)特性，其電芯熱失控機(jī)理存在不同，不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)級(jí)的危險(xiǎn)和解決措施各不相同，效果也千差萬(wàn)別。

最有實(shí)效、應(yīng)用最廣泛的防范措施就是熱失控監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)。

煙臺(tái)創(chuàng)為新能源鋰離子電池?zé)崾Э啬Ｐ图夹g(shù)的出現(xiàn)，開(kāi)拓了電池箱熱失控監(jiān)測(cè)及自動(dòng)滅火技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用時(shí)代，創(chuàng)領(lǐng)了電池箱專(zhuān)用自動(dòng)滅火裝置行業(yè)的興起和發(fā)展。

鋰離子電池?zé)崾Э啬Ｐ头譃榭v向、橫向和垂向三維。縱向?yàn)槎鄠鞲衅鞯臄?shù)據(jù)冗合，即對(duì)多組同環(huán)境下的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行多次擬合，模擬不同材料、不同環(huán)境的數(shù)據(jù)表征曲線；橫向?yàn)閷?duì)傳感器的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)時(shí)間算法，排除噪聲干擾，有效解決了閾值法監(jiān)測(cè)方式的漏報(bào)、誤報(bào)、預(yù)警滯后問(wèn)題；垂向采用穿刺、鈍針?lè)e壓等不同方法模擬不同類(lèi)型容量動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э剡^(guò)程。

通過(guò)三維融合，用數(shù)學(xué)手段，以大量實(shí)驗(yàn)及真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，歸納熱失控導(dǎo)致的各種變量之間的內(nèi)在關(guān)系，采用神經(jīng)學(xué)原理，形成極早、高可靠、自運(yùn)行的鋰離子電池?zé)崾Э啬Ｐ停瑢?shí)現(xiàn)電池活在隱患的早期預(yù)警和智能控制。

大量實(shí)車(chē)運(yùn)行中發(fā)生的預(yù)警實(shí)例證明了此模型的有效性和先進(jìn)性，使之成為當(dāng)前電池箱熱失控預(yù)警及自動(dòng)滅火的核心技術(shù)。

預(yù)警實(shí)例一

2017年三月，某公交公司3路純電動(dòng)公交3號(hào)電池箱報(bào)2級(jí)預(yù)警（安全隱患等級(jí)），駕駛員及時(shí)上報(bào)公司，并停止運(yùn)行。采集數(shù)據(jù)分析，其他箱體電池氣體含量和變化率正常，3號(hào)電池箱氣體含量和變化率明顯高出。判定為電池危險(xiǎn)氣體超標(biāo)，可能為電池漏液導(dǎo)致。后經(jīng)公交公司、車(chē)企、電池公司協(xié)同努力，拆箱檢查，證實(shí)為電池漏液。更換電池，不再報(bào)警。

預(yù)警實(shí)例二

2017年三月，某交運(yùn)公司純電動(dòng)公交4號(hào)電池箱報(bào)2級(jí)預(yù)警，駕駛員描述，第一次2級(jí)預(yù)警16年十二月份，拆箱后報(bào)警消失；第二次預(yù)警17年二月份，拆箱后報(bào)警消失。本次是第三次預(yù)警。協(xié)調(diào)報(bào)警系統(tǒng)廠家、電池公司、車(chē)企協(xié)同判定，經(jīng)采集數(shù)據(jù)分析，該4號(hào)箱數(shù)值及趨勢(shì)與其它箱體完全偏離，結(jié)合以往報(bào)警及消失現(xiàn)象，初步判定為電解液漏液。拆箱檢查，證實(shí)為某只單體電池安全閥不明原因受損，電解液泄露。

預(yù)警實(shí)例三

2017年三月，某公交公司某純電動(dòng)公交報(bào)7號(hào)箱2級(jí)預(yù)警，駕駛員及時(shí)上報(bào)公司，并停止運(yùn)行。數(shù)據(jù)分析判定為電池危險(xiǎn)氣體超標(biāo)，可能為電池漏液導(dǎo)致。后經(jīng)車(chē)企、電池公司協(xié)同努力，拆箱檢查，證實(shí)為電池漏液。更換電池后，不再報(bào)警。

預(yù)警實(shí)例四

2017年三月二十日，某交運(yùn)集團(tuán)縣城公交某純電動(dòng)公交報(bào)3號(hào)箱2級(jí)預(yù)警，駕駛員及時(shí)上報(bào)并停止運(yùn)行。數(shù)據(jù)分析判定為電池危險(xiǎn)氣體超標(biāo)，可能為電池漏液導(dǎo)致。后經(jīng)拆箱檢查，證實(shí)為兩支電芯發(fā)生不明原因泄露。

基于鋰離子電池?zé)崾Э啬Ｐ停瑹熍_(tái)創(chuàng)為新能源研制生產(chǎn)的CW1160系列電池箱專(zhuān)用自動(dòng)滅火裝置系統(tǒng)，如今已廣泛使用于宇通、中通、長(zhǎng)江汽車(chē)、上汽大通等三十余家主機(jī)廠，被CATL、中航鋰電、海四達(dá)、普萊德等近二十家電池廠標(biāo)配或選裝。除了大面積安裝在新能源商用車(chē)上之外，還廣泛使用于新能源乘用車(chē)、新能源機(jī)場(chǎng)專(zhuān)用車(chē)、儲(chǔ)能電站/換電站、物流車(chē)等多個(gè)需求場(chǎng)景。