鉅大LARGE | 點擊量：3613次 | 2021年08月23日
純電動汽車安全嗎？解讀純電動汽車的安全性能
雖然純電動汽車發展勢頭較好，但伴隨著電動汽車的普及也帶來了很多的問題。近幾年電動汽車發生的自燃事件，也使其電池安全性能受大眾所關注。與傳統燃油車相比，純電動汽車安全嗎?從電池系統的設計、整車碰撞探測、電池安全性等多方面角度帶大家了解純電動汽車的安全問題。
純電動汽車碰撞事故
依據英國交通研究試驗室(TRL)最近公開的電動汽車輛事故分解數據，可以發現電動汽車本身并沒有存在太大問題。電動汽車有不同類型的加速和駕駛模式，在模式切換中會很有可能導致碰撞事故的發生，但從實際上的事故分解報告中并沒有看到任何相關原由導致的案例。可以說，在劇烈碰撞情況下，沒有哪種車是安全的。但是有關純電動汽車來說，發生碰撞后倘若一旦電池艙被損壞，那么車輛很有可能會發生燃燒甚至爆炸。因此在碰撞后一按時間內發生的燃燒還是會讓一般消費者心里緊張。然而，英國汽車研究中心(Thatchamresearch)的研究報告顯示，其在歐洲NCAP下探測過的所有電動汽車都沒有受到損害，電池艙受到了全方位良好的保護。在NCAP探測過程中，即使是在極端碰撞事故中，在對車輛的結構造成了極大的壓力的情況下，也沒有遇到過電池損壞或起火的情況。
英國汽車研究中心的碰撞探測工程師指出了早期電動汽車在設計上的進步。如今要改進的問題之一就是要怎么樣在保障高壓管路安全的同時將電池集成在車內。純電動汽車通常是在定制的平臺上制造的，在這個平臺上，電池、電機、逆變器等從一開始就被整合進了整車的結構中。因此，電池和相關組件屬于碰撞負荷路徑的一部分，在設計過程中要考慮在碰撞過程中要怎么樣分配沖擊負荷，讓傷害最小化。
動力鋰離子電池熱失控
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
建模和仿真是設計電池系統的緊要工具。開發人員要弄清楚電池熱量是要怎么樣傳播的，是不是有方法阻止通過防火墻和/或冷卻的傳播，以及出現的氣體要怎么樣能夠安全地通風。除此之外，電池系統的設計還應當包括防火策略，以及對非可燃電解質和替代含氟材料的研究開發。在極端情況下，單個電池的故障會導致電池包中每個電池的熱失控。電池熱失控是一個快速、自動加熱反應，會生成大量的電池熱(最高可達500~700℃)、煙霧、粉塵和有毒氣體。電池管理系統(bMS)在檢測此類事件中起著關鍵用途，其在某些情況下可以啟動冷卻系統的開關。但在車禍或火災中，bMS還是不能夠達到控制熱失控的用途。因此，防止設計過程有關減緩傳播和解決熱量、有毒氣體是至關緊要的。
鋰離子電池
鋰離子電池內部的電解液是易燃液體，電極是可燃材料，鋰離子電池在過充、短路、過熱、穿刺或碰撞等情況下發生熱失控，容易起火甚至爆炸。單個電池的故障會導致電池內的熱失控，從而有可能傳播到相鄰的電池上。在極端情況下，一個小故障就很有可能會造成災難性的后果。因此有關鋰離子電池設計有一種系統工程辦法，通過對傳熱和從電池中出現的熱物質的分解研究，電池包的設計得到了改進。
固態電池技術
另一個策略是完全消除易燃液體的成分。馬里蘭大學的研究人員正在研究使用陶瓷電解質的電池，這種技術據稱更安全，因為陶瓷電解質為非易燃物。另外，這種電池可以使用容量更大的金屬鋰電極，從而能獲得更高的能量密度。就成本而言，它們是有競爭力的——其制造成本要低得多，而且也不要昂貴的鋰離子電池干燥室。馬里蘭大學能源創新研究所所長埃里克·沃什曼博士提出，在材料方面，硫陰極也很便宜。對固態電池技術的開發，唯一的問題就是要想在1~2年內實現用于非汽車使用的第一次商業規模的加工，非得要摒棄之前的離子儲能系統技術，張大加工量力。當然，使用電動汽車行業的加工也會提上日程。目前已有很多家整車廠已有打算投入開發，但是最終實現固態電池技術的量產可能還要更長的時間。
三級安全
除了電池技術之外，在發生事故后，電動汽車也會給應急服務帶來了額外的問題。純電動汽車發生碰撞導致損壞后，電池包的控制電路可能會受損，將導致電池包無法放電，這種情況被稱為“滯留能量”。倘若這些能量不能被安全釋放，那么在施救過程中的應急醫療技術人員和拖車的操作人員將面對危險。所以說，電動汽車可能會危及三級安全——即緊急服務機構在事故發生后很難從車輛中救出人員。
如今的汽車結構是用高強度材料制成的，比如硼鋼，從救援角度來看會讓救出人員的措施變得困難。倘若車輛還裝有高壓電纜，那么施救風險會更大。另外，從電動汽車的碰撞理論分解來看，電動汽車和混合動力汽車在通常情況下比同樣大小的傳統燃油車的整備質量重。通過降低底盤的重心，在世界上大多數地區將安裝牽引控制系統(ESC)作為標準，可以戒備車輛翻滾的風險。在碰撞安全性能問題中，人員在車輛翻滾中受到嚴重傷害的幾率比正面或側面碰撞更高。
