揭秘动力电池研发，比亚迪告诉你它们经历了什么！
【EV视界报道】最近几个月，新能源汽车安全事故频发。据不完全统计，仅今年8、9月两个月发生的电动汽车起火事故数量，就已经超过了2017年全年电动汽车起火事故总和。而值得注意的是，在这些电动车起火事故中，有很多都与搭载的动力电池有关。由此可以看出，动力电池的可靠性直接关系到消费者的人身和财产安全。那么，为什么电动汽车搭载的动力电池会发生起火事故呢？电池生产厂家在保证电池安全性方面又做出了哪些措施呢？
热失控是造成动力电池起火的“真凶”
其实，动力电池起火很大一部分原因是热失控所引发的。目前，纯电动汽车的基础设施建设还不是很完善，消费者对纯电动汽车充电远没有达到燃油车加油那样便捷，并且由于现在我国对于纯电动汽车的补贴仍然以续航里程为主要标准，所以无论是消费者还是新能源造车企业，对于车辆的续航里程都有一定的要求。因此，拥有重量轻、电量大等优点的三元锂电池被众多新能源车企所采用。但是，三元锂电池却有一个致命的缺点，那就是在车辆发生碰撞后容易引发起火事故，而这其中的原因主要是受到电池过热而造成的热失控。（此前被广泛使用的磷酸铁锂电池虽然拥有碰撞后不容易起火的优点，但是这类电池重量略重、电量略小，所以已经逐渐被三元锂电池取代）
在纯电动汽车中，动力电池系统是由多个动力电池单体电芯构成，在工作过程中会产生大量的热量聚集在狭小的电池箱体内。而如果热量不能够及时地快速散出，不仅会影响动力电池寿命，而且严重情况下还会出现热失控的现象，从而引发起火爆炸等事故。而如果从原理上说，造成热失控的原因主要有四种情况，即机械滥用、电滥用、热滥用以及内部短路。
其中，机械滥用主要是指当汽车发生碰撞时，由于受到外力的作用，锂电池单体、电池组发生变形，自身不同部位发生相对位移，导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路，易燃电解质泄漏最终引发起火。在机械滥用中，穿刺伤害最为严重，它可能会引发导体插入电池本体，造成正负极直接短路。
而电滥用主要是对电池的使用不当造成的，有外部短路、过度充电和过度放电几种类型。其中，因为过渡放电导致的危害最小，但是由于过度放电造成的铜枝晶的增长会降低电池的安全性，从而增加热失控的几率。而外部短路是在两个存在压差的导体在电芯外部接通导致的结果，当外部短路发生时，电池产生的热量无法很好的散发，电池温度也会随之上升，高温触发热失控。最后，过度充电是电滥用中危害最高的一种。由于过量的锂嵌入，锂枝晶在阳极表面生长。而锂的过度脱嵌导致阴极结构因发热和氧释放而崩溃。氧气的释放加速了电解质的分解，产生大量气体。由于内部压力的增加，排气阀打开，电池开始排气。电芯中的活性物质与空气接触后，发生剧烈反应，放出大量的热，从而引发电池包燃烧起火。
接下来是热滥用，这主要指在电池中的局部过热，这种情况很少独立存在，往往是通过机械滥用和电滥用发展而来，并且是最终直接触发热失控等事故的一种情况。热滥用一般多为外部环境温度过高，或者在温度控制系统不起作用下导致的电池热量过高从而造成的短路，从而引发热失控。从原因上说，电池包的碰撞、损坏，电池内部的结构、性能或是其他热管理系统、空调系统的失灵都可能导致热滥用的发生。
最后是内部短路，该情况是由电池的正、负极直接接触所造成的，通常由机械滥用和热滥用引起。引发内部短路原因同样复杂，比如锂离子电池过度充电，枝晶积累到一定程度导致刺穿电池隔膜，从而发生内部短路或是碰撞、穿刺伤害之后直接导致正负极接触而导致热失控。
由此可以看出，在纯电动车起火事故中，通常都是由以上四种情况所引发的，而外部事故则是引发上述几种情况的主要因素。也正是因为如此，对于电池生产厂家来说，为防止以上情况引发起火事故，不仅会在电池生产研发中非常谨慎，并且还会进行一系列的检测试验。其中，比亚迪在这方面的表现值得称赞。
比亚迪电池在研发中极大地保证了电池的安全性
其实，为了防止由于电池引发起火事故，比亚迪电池在研发过程中就已经在一定程度上做到了规避风险。
目前，比亚迪乘用车上所使用的电池基本是三元锂电池，也被称为三元聚合物锂电池，这类电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池。比亚迪的三元锂电池采用的正极材料则为镍钴锰酸锂，其和镍钴铝酸锂电池一样，在能量密度更高的同时，保证了平衡续航和稳定性，所以就成为了当下消费级电动车动力电池的首选。但是，镍钴锰酸锂的热稳定性相比于镍钴铝酸锂更佳，同时镍含量比例较少，在提升能量密度的同时兼顾安全性，能更好做到续航与安全的平衡，因此作为动力电池更为安全。
其次，锂电池根据电芯的不同，外壳分为硬壳和软包两大类，硬壳材料主要有钢壳和铝壳两类，软包采用的是铝塑复合膜材料。其中，硬壳根据其内部正负极片的排列方式分为圆柱形和方壳型。简单来说，当下最主流的电池封装方式有三种，圆柱型、方壳型和软包型。比亚迪采用方形铝壳型封装方式，这种方式能把电池的内部材料卷覆得更加紧密，再加上有铝壳限制，不容易膨胀所以相对安全。另外，方壳型封装方式可在内部配备防爆塞，如果有热失控的情况，会从防爆塞的固定方向释放膨胀空气，不容易影响其它电芯。并且因为采用方形封装，电芯间隙极小，加上铝制外壳密度小、重量轻的优势，方壳型封装的电池能量密度可以做到更高。
另外值得一提的是，比亚迪的电池管理系统通过实时监测电池状态，在电池包温度异常时，通过空调系统进行及时散热或者加热，保证电池安全以及寿命。并且在动力电池智能温控系统上，动力电池包增加了电池加热、冷却功能，同时结构上优化增加隔热保温功能，使电池工作在适宜的温度区间，延长电池寿命。
严苛的检测试验更好的保证电池安全
由以上内容可以看出，比亚迪电池在研发制作过程中已经极大地保证了电池的安全性。当然，为了更好的检测电池的安全性，比亚迪还在电池的研发过程中进行了一系列严苛的检测试验，试验项目则主要模拟了消费者日常使用中可能会遇见的情况，包括了过充、短路、挤压、针刺、火烧等。
其中，过冲实验主要模拟了锂电池日常充电过程，来验证电池的可靠性与安全性。其主要是在测试所用电池模组满电的状态下，继续以试验规定的电流进行充电，直至电池组或单体电池达到指定电压。然后静置，在规定时间内对电池进行观察。
短路试验则模拟的是电池短路故障，在短路试验中，动力电池内部将通过极大的短路电流，电池一般情况为发热、鼓胀、安全阀弹出等正常情况，极端情况下将起火燃烧、产生强烈烟雾，甚至爆炸等危险状况。其主要是在指定的环境（常温或高温）下进行，将测试所用的电池放置在相匹配的防爆箱中，用外部规定大小的电阻与被测样品进行外部短路模拟测试，记录数据从而完成模拟电池外部短路测试。这一实验的目的是通过实验来改进或完善该领域技术，增加电池的可靠性与安全性。
挤压实验主要模拟用车时发生事故，车体严重变形时，电池遭到重力挤压时的场景，并通过技术手段防止电池因挤压变形损毁，或引发起火、爆炸等隐患。其主要是将试验所用单体电池或电池模组放置在操作设备中，规定半径的半圆柱挤压版垂直于电池极板方向以（5±1）mm/s的挤压速度施压，当挤压程度达到电压0V?、变形达到30%以及挤压力达到200kN后(以最先达到为准)，停止挤压。并观察1小时，实验要求为电池不起火、不爆炸。
针刺实验同样模拟了用车时发生事故，电池遭到尖锐物体刺穿时的场景，并通过技术手段防止异物刺入导致内部短路，从而引发的起火、爆炸等隐患。试验在20℃?±?5℃的环境温度下进行，将测试所用电池放置固定在实验设备上，用规定大小的无蚀锈钢针以20mm/s-40mm/s的速度刺穿电池最大表面的中心位置，实验要求为电池不起火、不爆炸。
而火烧实验模拟了电池包或系统安装在电动汽车上后，电动汽车经过高温地面或者有火焰的地面时，电池包或系统表面温度骤然升高时的状况。实验过程中，观察电池包或系统在短时间内，由于温度骤然升高可能会出现的各种状况。在实验中，将所用锂离子动力蓄电池包模组放置在规定实验设备或场地内，以规定温度及时长对其进行火焰持续燃烧，实验要求无爆炸、起火、燃烧，且无火苗残留。
除此之外，比亚迪为了能够更好的保证电池品质与安全，还进行了低温耐久、高温耐久、盐水浸泡、跌落、振动测试。而通过对比亚迪电池以及测试过程中的检测可以得知，比亚迪动力电池在可靠性和产品品质方面值得信赖。
比亚迪纯电动汽车电池够安全，续航足够长
当然，对于消费者来说，在确保电池安全性之后，还是比较关注纯电动汽车的续航里程，那么比亚迪纯电动汽车的续航里程又是怎样的呢？在此我们挑选了几款消费者比较熟悉的比亚迪纯电动汽车，让我们来看看这几款车的续航里程究竟如何。
其中，被比亚迪官方称为“十万级纯电SUV引领者”的元EV360在今年9月销售了5008辆，从这个销量足以看出这款车深受消费者喜爱。这款车搭载的是比亚迪最新研发的三元锂电池，电池组容量为43.2kw/h，能量密度146.27wh/kg，其综合续航里程为305km，而且在60km/h等速情况下，续航里程还可以达到360km。
比亚迪e5作为消费者最熟悉的一款比亚迪纯电动汽车，在9月份的销量达到了4052辆，这款车同样搭载了三元锂电池，电池组容量为60.48kw/h，其综合续航里程为400m。而比亚迪秦Pro EV作为近日上市的新车，电池容量为56.4kWh，其综合续航里程达到了420m。从这些畅销的车型可以看出，比亚迪搭载的动力电池在续航里程方面完全可以满足消费者使用。
编辑点评：当前很多电池企业和车企都在追求更高的能量密度以获得更多的补贴，却忽视了动力电池最根本的安全属性的问题，而近期频繁的事故也将动力电池的安全性带一次带到大众的视野中。作为国内发展新能源汽车最早的企业，比亚迪在动力电池的发展过程中，对安全性始终保持高度重视。而我们也可以从比亚迪在电池生产过程中的各种严苛测试看出，其始终将消费者的安全放在首位。因此，比亚迪生产的电池值得信赖。