引言：
随着全球对环保和能源转型的重视，新能源汽车的发展日益受到关注。其中，动力电池作为新能源汽车的核心部件，其安全性问题更是关系到广大消费者的生命财产安全。动力电池的安全性主要包括电池组、电池管理系统、充电设施及使用安全等方面。在新能源汽车运行过程中，动力电池需要承受各种复杂的环境和工况条件，如高温、低温、过充、过放等，这些因素都可能引发电池热失控甚至爆炸等安全问题。这也意味着，提高动力电池的安全性已经成为新能源汽车发展的关键。所以，本文对动力电池安全技术展开研究，无论对新能源汽车稳定运行，还是整个行业健康发展来说，都有十分显著的现实意义。
新能源汽车热失控机理分析
热失控是动力电池常见的安全问题。结合实践来看，新能源汽车动力电池的热安全本身与电池结构、材料等方面存在密切联系。现阶段，我国生产的新能源汽车，大多采用锂电池，包括三元电池、磷酸铁锂电池等。翻阅文献可以发现，专家和学者在锂电池研究中，大多将研究重点放在关键材料方面，包括电解液、隔膜等。在此基础上，分析热失控各个阶段形成的反应和产物，并根据动力学原理对锂电池关键材料在温度变化、积压、短路等方面出现的各种变化和反应，可以将热失控机理归纳为负极析活性锂、隔膜刺穿等，进而导致动力电池短路，并出现温度上升等情况[1]。例如：聚乙烯材料当前被广泛应用到动力电池制造中，如PP材料、PE材料等。这些材料温度一旦达到熔点，将会产生收缩现象。在材料出现收缩效应后，表面孔径会减少或闭合，进而影响锂离子转移情况，使得电池内阻在短时间内快速升高。一旦电流经过，则会导致动力电池出现热失控现象。
影响新能源汽车动力电池安全的常见因素
机械荷载影响因素
由上文分析可以看出，三元电池和磷酸铁锂电池是最常见的新能源汽车动力电池。以三元电池为例进行分析，其本身具备较高的能量密度，所以应用率较高。但投入使用后，受机械荷载影响容易出现各种安全隐患[2]。众所周知，新能源汽车投入使用后，不可避免会遭遇碰撞，此时会为动力电池带来一定冲击，导致动力电池出现刺穿、变形等情况，使得电池运行出现短路问题，此时电池内部温度和压强会迅速上升，进而产生安全隐患。
充放电影响因素
动力电池投入使用后必然会经历反复的充电和放电，而充放电过程也会导致动力电池内部产生焦耳热，进而使材料表面产生一定变化。如动力电池在充放电过程中，电池隔膜、电解液等材料会相互作用或产生分解反应，进而使电池内部温度快速上升，导致动力电池出现热失控问题。
（三）环境影响因素
新能源汽车运行环境十分复杂，由于动力电池对环境温度变化较为敏感，所以环境因素也是影响动力电池安全的主要原因。一旦运行环境温度过高或过低，则会导致电池容量产生一系列变化。如新能源汽车长时间在高温环境下运行，则会导致动力电池内部产生各种化学反应，加上散热不足，会使电池产生热失控现象[3]。再如，新能源汽车在湿度较大的情况下运行，容易导致动力电池短路，进而加大火灾事故发生率。
（四）电池自身影响因素
新能源汽车的动力电池本身有明确的使用寿命，如果运行环境复杂，其使用寿命也会受到影响。如随着电池的荷电量增加，热失控发生率也会相应提升。尤其在电池长时间投入使用后，其容量会减少，这也使得短路问题时有发生。充分说明了电池自身的运行状态，也会对运行安全产生直接影响。
新能源汽车动力电池安全技术分析
动力电池短路安全防护技术
想要保证动力电池安全使用，从源头规避热失控问题，就要引入短路安全防护技术。在实际操作中，需要将负极电热组层或陶瓷隔膜设置到动力电池内部，以此来保护动力电池，进而降低短路事故发生率[4]。另外，相关部门还应充分掌握引发动力电池短路的原因，如电场、力场等。同时加大投入力度研发隔膜材料，提高材料的耐高温性能。例如：将碳黑复合材料或聚乙烯材料作为新能源动力电池的涂层，充分发挥这些材料的电极效应，进而减少电池短路问题。也可以将热敏性微球涂刷到动力电池隔膜上，一旦温度达到一定值，则能够将电极微孔和封闭隔膜融化，以此来保证动力电池运行的安全性。
防过充保护技术
为了降低动力电池过充引发的安全隐患，可以使用防过充技术来提升电池安全性。当前，针对锂离子动力电池的防过充保护技术主要分为两种，第一，外部保护技术。主要通过对动力电池充电过程进行监控来提高安全性能。例如：动力电池充满电后，系统会快速识别充电状态并自动停止充电；或者在动力电池温度较高的情况下，会对充电速度进行调节。另外，由于动力电池运行过程对温度变化较为敏感，所以可以通过安装温感器，及时了解电池温度上升情况，一旦温度异常便于及时采取措施处理[5]。第二，内部保护技术。就是在动力电池设计过程中，通过优化结构和材料等方式提高电池安全性能。例如：使用特殊的隔膜材料或电解液，防止动力电池在充电过程中出现热失控问题。
输热阻断技术
将输热阻断技术应用到新能源动力电池安全防护中，能够在保证电池使用性能的同时，有效延长运行寿命。该技术的主要功能是加快电池散热速度，降低电池温度，避免温度过高产生热失控问题。由上文分析可以看出，动力电池一旦热失控，会产生各种化学反应，并产生巨大热量，容易损坏电池，甚至引发安全事故，所以对电池进行及时散热尤为重要。并且在电池运行温度较低的情况下，使用热阻断技术还能够对电池进行预热，通过提升温度保证其运行安全，进而延长新能源汽车续航里程。目前，空冷技术是应用广泛的动力电池冷却技术之一。注意要以空气作为冷却介质，利用自然对流或主动强制对流的方式带走动力电池产生的热量。然而，当电池发热速率过快时，需要采用主动强制对流的方式进行热交换并快速带走热量。这就需要根据电池的结构排列、间距、风速和电池形状等因素，优化空冷技术，提高其效率和效果。这也是该领域面临的重要挑战之一。
电池回收利用技术
上文提到，新能源汽车的动力电池有一定的使用寿命，随着使用时间的延长，电池容量会逐渐降低，甚至会产生老化、损坏等问题，进而为电池运行埋下严重安全隐患[6]。对此，需要对已经达到使用年限的电池进行报废处理，并更换新电池。结合实践来看，很多报废的动力电池并没有完全失去使用性能，所以可以通过回收利用技术对其进行优化和改造。通常情况下，如果动力电池长时间投入使用后，性能下降率达到30%左右，可以通过梯次使用的方式进行循环利用，也就是通过拆解方式应用到路灯等工程中。如此既能够解决新能源汽车动力电池的安全问题，也能够提高电池利用率。同时可以满足节能环保要求，有效降低动力电池处置对生态环境造成的破坏。
热失控早期预警技术
通常情况下，动力电池一旦发生热失控问题，就已经产生了各种安全隐患，此时不仅会加大处理难度，还会影响新能源汽车的正常使用。为了从源头降低热失控对新能源汽车使用造成的不来能够影响，需要通过早期预警的方式及时识别热失控征兆。具体可以通过收集动力电池电压、电流等运行数据的方式，模拟动力电池运行状况，进而准确判断动力电池运行状态。如此既能够提高预警准确性，也能够降低处理难度。在具体实施中，可以将可折叠布拉格光纤传感器安装到动力电池内部，通过传感器对运行数据进行监督和收集。或者使用阻抗相位移快速监测技术准确识别电池运行异常情况。一般来说，动力电池在使用过程中一旦出现热失控现象，早期内部会释放大量气体，但此时各种参数的变化并不明显，所以想要提高预警能力，就要引入气体检测技术，根据气体释放情况识别安全隐患。
新能源汽车动力电池安全技术未来发展趋势
使用新材料
新能源汽车相对于传统燃油汽车来说起步较晚，虽然发展速度较快，但依然有很多技术问题没有解决，其中电池安全技术就是其中之一。所以，在未来发展中，专家和学者应加大研究力度，开发更多性能良好的电池材料，尤其要对阳极材料的电化学反应加大研究力度，通过生产更多安全性高的材料和电解液，切实提高动力电池的安全性能。如锂硫电池是一种新型的二次电池，其正极材料是硫化物，负极材料是金属锂。锂硫电池具有高能量密度、低成本和环保等优点，被认为是未来电动汽车的理想动力源[7]。然而，锂硫电池存在的主要问题是循环寿命短和安全性差。固态电池是一种使用固态电解质代替液态电解质的电池，其优点是安全性高、能量密度大、充放电效率高。目前，固态电池的研发主要集中在提高固态电解质的性能和降低生产成本上。
引入人工智能技术
新能源汽车动力电池与人工智能技术的融合为汽车行业带来了前所未有的变革。人工智能技术可以帮助汽车制造商更好地理解和管理电池的性能和健康状况。例如，通过大数据分析和机器学习，可以预测电池的寿命、故障率和维护需求，从而确保电池的安全和长寿命。当前，一些技术公司已经在电力电子领域积累了丰富经验和先进的数字化技术，如大数据、云计算和人工智能，应用于电动汽车的电驱控制、电池安全和三电故障预测等领域。这为企业提供了创新的智能电动解决方案，进而更好地满足市场的需求。
结束语：
综上所述，在新能源汽车蓬勃发展背景下，很多技术问题亟待解决，其中动力电池作为汽车运行的主要驱动装置，其安全性和稳定性会直接影响新能源汽车的性能及使用者生命财产安全。因此，想方设法提高动力电池的安全性迫在眉睫。这就要求相关企业引入短路安全保护技术、热失控早期预警技术等技术手段，尽可能防范动力电池安全隐患，确保动力电池稳定运行，并为新能源汽车提供足够动力，这也是促进新能源汽车行业进一步发展的技术支撑。
参考文献：
[1] 葛俊伶. 新能源汽车动力电池安全技术探究[J]. 汽车测试报告,2022(9):86-88.
[2] 周尤伟,潘沙. 新能源汽车动力电池安全技术研究 [J]. 汽车测试报告,2022(23):65-67.
[3] 刘辉. 关于新能源汽车动力电池安全技术研究[J]. 汽车博览,2020(23):172.
[4] 蔡颖. 新能源汽车动力电池安全管理技术挑战与发展趋势分析[J]. 时代汽车,2022(12):124-125.
[5] 王禹甸. 新能源汽车动力电池安全管理技术的挑战与发展趋势[J]. 汽车与新动力,2023,6(5):61-64.
[6] 陈晓平. 新能源汽车动力电池安全技术研究综述[J]. 今日科技,2020(11):49-51.
[7] 孙佳佳,王莎莎. 新能源汽车动力电池安全管理技术挑战与发展趋势分析[J]. 科技创新导报,2022,19(8):33-35.
