引言
当前，在新能源汽车基础技术——电池先进技术研究领域，中国研究开发了质量更好、寿命更长、更安全、成本更低的电池。为了有效应对安全问题， 本文根据新能源汽车动力电池的特点和安全问题法规，完善安全管理模式及相应的安全防范控制机制，有效保证电池的安全使用和运行。
1动力电池安全状态(SOS)
一般来说，电力电池的工作方式存在一些问题，例如电池末端电压、表面温度分布不均以及当地温度过高等，严重影响了电池的性能、使用寿命和安全性。目前的电池安全研究侧重于确定电池使用安全区，如表1所示，在这些安全区中，电池的实际安全被分类。就新能源汽车而言，电池安全与实际里程密切相关，并提出了一种基于里程统计数据的安全分析方法，表明随着里程的增加，电池安全故障的可能性分为10个不同的级别电力电池的安全状态方法不同于通过电力电池的外部特性参数(如电压和温度)直接快速反映电池的安全状态，它通过估计电池的内部状态间接分析和预测电池的安全故障风险， 方法的主要思想是监测电力电池是否在安全区内工作，实际上电池安全状态的主要问题是在电池运行期间确定不安全区的界限。 因此，电池的安全状态必须与电池滥用成反比，电池的安全状态直接关系到汽车的安全高效运行，状态值与电池特征参数的关系复杂，对此问题没有具体的定量分析。
2新能源汽车起火事故主要成因
2.1充电问题
对新能源汽车发生自燃起火时所处的SOC的统计，相当比例的事故均是车辆处于充电或者充完电以后的静置、行驶期间。其深层次原因则多种多样，与电池有关的原因可能包括以下几点：（1）由于电芯一致性差，导致某些单体发生过充；（2）电池充电控制策略与电池安全使用边界不匹配，例如低温充电时导致电池内部析锂等；（3）功能安全故障导致充电系统与电池系统无法正常协同工作，导致电池发生过充等。其中，功能安全故障导致电池发生过充，典型案例是2013年某地电动大巴的着火事故。通过调取运行监测数据发现，车辆在着火之前，已经多次出现过充电现象，但电池管理系统未及时切断，整车控制器也未报警，监测平台无反馈和提示，最终导致正在充电的大巴车着火。动力电池未发生明显过充，在静置中起火的案例本文将其归类到无事故自燃门类中。
2.2电池热失控
目前，新能源汽车一般使用锂离子电池作为能源储存部件，能源密度高，使用寿命长。2016年至2020年期间，观察到电池过热引起的自燃现象，这直接影响到道路和人的安全。由于电池续航时间长，组件开始缓慢老化，并且电池性能降低，因此过度充电和过载很容易导致热量失控。从原理上讲，电池使用时间较长，内阻增大热，当温度达到90 ~ 120℃时，SEI薄膜逐渐分解释放热量，温度再次升高，底隔膜闭合；当温度超过150℃时，内部电解液分解并继续散发热量；当温度超过200 c时，正极材料的分解不仅会释放热量，而且会释放气体，并呈现持续加热状态；当温度超过300 c时，锂离子电池和电解液之间会有一定的反应，特别是氧气的剧烈反应，很容易引发热量控制现象。
2.3IP防护失效
IP防护设计不佳或失效导致的事故原因主要包括两类：（1）整车泡水时液体进入电池包，导致电池发生外短路，比较典型的案例是某车辆行驶了2.3万公里后，车辆经历过泡水后，在静置过程中尾部有烟冒出，电池系统泡水后容易发生的绝缘报警甚至冒烟、起火仍然是目前需要重点关注的问题；（2）车辆在高温高湿环境中长时间运行时水雾通过防爆阀或者结构件连接处进入电池包内，造成电池包内部部件腐蚀、电气短路、绝缘阻值降低等。对于浸水导致热失控热扩散，需要更加关注对于产品全生命周期IP防护等级的关注。新产品能够满足要求，但是在长年累月的颠簸振动以及环境温湿度循环冲击下，电池包壳体发生变形以及密封件老化以后，防水防尘性能就会下降。这时候水或水汽就有可能会进入电池包内，尤其是当车辆长时间运行在高温、高湿或环境温湿度变化较大的环境中。因此，除了要验证新鲜样品的IP防护等级，在经历过一定振动、高温、腐蚀以及温度循环、湿热交变等可靠性性测试后，仍需对电池包的密封性能进行评价。
3动力电池自燃诱因分析
3.1新能源汽车的车辆在使用过程中，出现老化导致其可靠性显著地降低
例如，电池的防水性能在整个寿命周期都很低。一般来说，新能源汽车电池必须符合IP67才能密封，但当汽车使用很长时间时，电池的密封性能会逐渐降低，因此车辆进水后可能会发生短路。另一个问题是，电池激光焊接接头很容易在焊接点内创建，导致阻抗显着增加，从而导致，然后是热点，最后导致汽车内出现无法控制的热问题。此外，充电器的电池系统和高压电器发生了很大的老化，例如，汽车电池充电时接触器破裂，在某些情况下出现了牵引电弧，导致接触器表面温度升高和烧损，造成了以下问题。
3.2系统集成
实现电池的高安全应用，一方面是尽量提升电池自身的安全性，更重要的是在实际应用环节提升其集成和全生命周期内的管理水平。对于车用动力电池系统而言，为了满足电压和能量的需求，通常需要将成百上千只单体电芯通过一定的串并联形式集成为电池系统。在这个过程中，如果有些环节设计不当，就有可能会导致某些电池发生热失控。例如：（1）均衡策略设计不当，存在导致某些电芯容易发生过充或过放热失控的风险；（2）当某个电芯内部发生微短路且外部防短路设计失效，或短路电流未达到短路防护的设计阈值时，并联的电芯会对其进行放电，且热量集中在故障电芯的内部短路点，从而导致热失控的发生（方形电芯内部设计有防短路装置，软包电芯的铝箔极耳容易熔断，能起到一定的防护作用，圆柱电芯的铝丝焊接有过流保护作用）；（3）排线方案不佳导致干涉，有可能导致在长期振动颠簸过程中的线路破损等，并在某些极端情况会导致电池发生外短路，相关典型案例是2019年某品牌纯电动乘用车发生的自燃事故（电池模组内的电压采样线束个别走向不当，存在被模组上盖板挤压，进而在某些情况下电压采样线束上的绝缘材料发生磨损的可能）。
结束语
近年来，中国新能源汽车数量持续增加，电池存在安全隐患，安全事故数量增加，威胁到新能源汽车用户的生命。完善生产链安全控制措施，完善测试验证机制，加强使用链安全监管，提高安全控制效率，提高新能源汽车动力电池安全性能。
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