1、過熱觸發(fā)鋰離子電池熱失控。

導(dǎo)致動力鋰電池過熱的原因來自于電池的選型和熱設(shè)計的不合理，或者外短路導(dǎo)致電池的溫度升高、電纜的接頭松動等，應(yīng)該從電池設(shè)計和電池管理兩個方面來解決；從電池材料設(shè)計角度，可以開發(fā)來防止熱失控的材料，阻斷熱失控的反應(yīng)；從電池管理角度，可以預(yù)測不同的溫度范圍，來含義不同的安全等級，從而進(jìn)行分級報警。

2、過充電觸發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э亍?/strong>

過充電觸發(fā)的熱失控是指電池管理系統(tǒng)本身對過充電的電路安全功能缺失，導(dǎo)致電池的BMS已經(jīng)失控卻還在充電導(dǎo)致的。針對這類過充電的原因，解決辦法首先是查找充電機的故障，這可以通過充電機的完全冗余來解決；其次是看電池管理合不合理，比如說沒有監(jiān)控每一節(jié)電池的電壓。

隨著電池的老化，各個電池之間的一致性會越來越差，這時過充就更容易發(fā)生。這要進(jìn)行整個電池組的均衡，來保持電池組一致性。比如采用先并后串這一最常見電池組組合方法的串聯(lián)的電池組，在解決單體一致性問題后，最好的情況是擁有與最小容量的單體相同大的容量。有了這個一致性之后，容量回升了，同時也能防止過充。電池之家為了實現(xiàn)一致性必須有一種方法對各個單體進(jìn)行容量估計。可以根據(jù)充電曲線的相似性來進(jìn)行全體電池組狀態(tài)的估計。也即是說，只要了解了其中一個單體電池的充電曲線，其他的曲線應(yīng)該跟它是相似的。經(jīng)過曲線變化，它們可以近似重合，曲線變化的過程中間的這些差異就很容易計算。根據(jù)一個單體可以推算出其他的單體。有了這樣的方法，就可以進(jìn)行上文提到的一致性的均衡，當(dāng)然這種算法的時間過長，要進(jìn)行簡化。

3、內(nèi)短路觸發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э亍?/strong>

電池制造雜質(zhì)、金屬顆粒、充放電膨脹的收縮、析鋰等都有可能造成內(nèi)短路。這種內(nèi)短路是緩慢發(fā)生的，時間非常長，而且不了解它什么時候會出現(xiàn)熱失控。若進(jìn)行試驗，無法重復(fù)驗證。目前全世界專家還沒有找到能夠重復(fù)由雜質(zhì)引起的內(nèi)短路的過程，都在研究當(dāng)中。

要解決內(nèi)短路問題，首先要找到產(chǎn)品品質(zhì)好的電池廠商，選擇電池及電池單體容量；其次對內(nèi)短路進(jìn)行安全預(yù)測，在沒有發(fā)生熱失控之前，要找到有內(nèi)短路的單體。這意味著必須要找到單體的特點參數(shù)，可以先從一致性著手。電池是不一致的，內(nèi)阻也是不一致的，只要找到中間有變異的單體，就可以將其辨別出來。具體而言鋰離子電池廠家認(rèn)為正常的一個電池的等效電路和發(fā)生了微短路的等效電路，方程的形式實際上是相同的，只不過正常單體、微短路的單體的參數(shù)發(fā)生了變化。可以針對這些參數(shù)來進(jìn)行研究，看其在內(nèi)短路變化中的一些特點。

其中特點之一就是內(nèi)短路單體的電勢差，比較其內(nèi)阻跟其他單體的差異。研發(fā)人員要利用模型來進(jìn)行單體的辨識。在測出每個單體的電壓、電流后，利用這些數(shù)據(jù)再結(jié)合模型，就可以把每個單體的內(nèi)阻預(yù)估出來。再把單體的參數(shù)全部預(yù)估出來后，根據(jù)參數(shù)的變化，便可以判斷其一致性是否發(fā)生了顯著性變化。

4、機械觸發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э?/strong>。

碰撞是典型的機械觸發(fā)熱失控的一種方式。假如在實驗室進(jìn)行碰撞的一個仿真，最接近的是針刺。通過對三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池進(jìn)行針刺試驗，研究熱失控過程，發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰離子電池在這個熱失控過程中沒有三元鋰離子電池放熱表現(xiàn)的那么劇烈。實驗表明，不同的材料在針刺的時候會有不同的反應(yīng)，磷酸鐵鋰相對安全；解決碰撞觸發(fā)熱失控的辦法就是做好電池的安全保護設(shè)計。

一般而言，熱失控發(fā)生之后，會往下傳播。比如第一節(jié)熱失控之后會有傳熱，開始傳播，然后整組像放鞭炮似的一個一個接下來。針對這種傳播，可以建立一個模型，包含中間溫度升高率、化學(xué)能電能的產(chǎn)熱、傳熱對流等。整個熱電耦合的模型，可以用量熱儀來做一個相關(guān)的定量分析。有了傳播模型，鋰離子電池定制的研發(fā)人員可以設(shè)計如何來阻斷和抑制，這要加隔熱層；但是加隔熱層并不簡單，一方面加厚了體積大，另一方面隔熱層跟冷卻又是矛盾的。這些都是要解決的問題。總之，在熱失控擴展和抑制方面，研發(fā)人員要從安全保護設(shè)計和電池管理兩個方面著手。