電池熱失控的5個層面

通常情況下，機械、電、熱就是電池著火的三個主要誘因。但電池的生產過程，包括製造正負極材料，然後運輸材料到了電池廠、Pack廠、主機廠，這一系列的過程下來。最後車輛發生了自燃事故，那麼到底是哪個或者說哪幾個環節出現了問題呢？我們該如何查究，如何問責呢？

這要從電池熱失控的5個層面來分析：

1.材料層面：電池單級是由正極材料、電解液、負極材料組成的，這三種材料本身就具有一定的危險性，比如一塊由寧德時代製造的NCM三元鋰電池，和一塊由不知名三流小廠製造的NCM三元鋰電池，只要持續過充，就都會自燃；只有材料是鉛酸的電池，那麼就算製造水平不論，過充也不易引起自燃。

下圖中材料的危險性是越靠近左上越高。其中大家的一個認知盲點就是，國內常見的NCM鎳鈷錳三元材料相位元斯拉的NCA鎳鈷鋁三元材料更具安全性，當然磷酸鐵鋰材料安全性更高。

2.單體層面：單體設計。常見的三星Note起火爆炸事件就是因為單體設計過於激進，當受壓後極易導致內短路，從而起火爆炸。而特斯拉把CID（電流中斷裝置）、PTC（可恢復保險絲）等安全裝置加入到18650電池，這樣在單體層面上彌補了使用NCA材料的先天缺陷，降低了危險性。

3.Pack層面：俗稱電池包，也是儲能裝置總成。電池包的功能就是保護電池，避免電池受到碰撞、擠壓、針刺等機械濫用，以及進水短路，錯接等電的濫用，當然還有接頭鬆動的問題。Pack層面主要就是做好應對前訴各個問題的機械設計，防水設計、高壓安全設計、防火阻隔等。

雖然pack層面的工作比較繁雜，但是它並不是最容易出現問題的環節。早就2015年，行業內就頒佈了包括GB/T 31485” 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法”、GB/T 31467” 電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統”、GB/T31498” 電動汽車碰撞後安全要求”等國家標準。行業發展較早，各方面比較全面，經驗累積也足夠深厚。

也正是因為行業發展較成熟，標準立得早、立得嚴，所以在產業發展過程中，一些不能生產合格產品，不靠譜的企業也早就被淘汰掉了。如下圖所示，國標的相關要求也包括了國際上的溫度衝擊、加熱、擠壓、針刺、海水浸泡等專案測試。國內的電池企業也是嚴格按照國標來進行生產檢測，也就是說國內電池企業目前的質量標準是不亞於CATL等國際名牌的。當然目前拿國內電池的質量與CATL相比還是有所差距的，但是可以說整個行業是在向前進步地發展的。

除此之外，電池包之內還包括了溫度、電壓、電流感測器等電子器件，也兼具訊號傳輸給外部的電池管理系統(BMS)。如果訊號發生是錯誤，加上BMS的診斷功功能較弱，那麼錯誤的決策就會發生。

4.E/E)系統設計層面：在Pack層面豐富的基礎之上，充電安全就是系統設計層面的主要工作了。設計主要工作是按照國標GB/T 27930 “電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通訊協議” 來開展的。協議中規定是比較清晰的，例如包括了充電時，車輛要保持對的狀態，充電樁的狀態，以及為防止過充情況所需設計的安全機制。

5. 功能安全層面：在四個層面完成之後，在“國標GB/T 27930”的護航之下，充電起火事件還是時有發生。國內外是屢見不鮮。那麼在這個層面而言，就是充電安全設計的不到位，也就是功能安全出現了問題。在這個層面所需遵照的標準就是ISO26262與GB/T 34590.

鋰離子電池起火的原因主要是電池過熱而造成的熱失控

鋰離子電池除正常的充放電的電化學反應外，還存在如電解質溶液的還原和氧化分解、正極的熱分解等副反應，這些副反應大多會產生熱量。

（１）ＳＥＩ膜受熱分解

（２）充電態正極的熱分解

（３）電解質的熱分解

發生熱失控時，可燃性電解液蒸氣和有機小分子氣體以極快的速度噴出，並與殼壁發生摩擦，摩擦產生的熱量足以點燃低閃點的可燃性氣體。

當過充電超過一定限度後，電解液勢必發生氧化分解，併產生大量的熱，導致電池內部溫度升高。當溫度上升至一定程度後（一般認為１３０ ℃ 是一個危險界限），引發上述的系列放熱反應。

電池和充電器是最容易引發著火的，只要注意電池與充電器就可以了，當然，也要注意其他問題，比如，電線，插座，插頭。

電動車為什麼會起火

據消防部門相關資料，電動車起火80%是發生在充電過程中。主要原因無外乎以下幾種：

1、過充。

電動車使用者的充電時間一般是在夜晚，人們一般充上電便放任不管，所以常常出現充一整晚的情況。

好的充電器，在電池充滿後，會自動斷電，保護電池。但劣質的充電器不具備自動斷電的功能，因此便有可能發生過充問題，輕則損害電池，重則甚至引發火災。

2、私自改裝，使用低劣電池、充電器及電氣件。

私自改裝大功率電池；電池連線線短路；使用質量低劣、不適配的充電器；充電器插頭與插線板接觸不良；還有電動車電氣件組裝不到位，導致接觸件鬆動，都存在引發安全事故的隱患。

3、電路故障。

電動車線路故障或老化。部分使用者私拉電線，經過長時間風吹雨淋，電線老化絕緣層破損導致的短路也會引發安全事故。

這種情況該如何避免

1、選購大品牌電動車，質量有保障；

2、不私自改裝車輛；

3、根據電動車的電池組電壓和輸出電流，選購適配的充電器，並選擇大品牌原裝充電器，提升安全係數！切記：充電器要專車專用；

4、不在室內、樓道等封閉空間充電，不佔用、堵塞疏散通道、安全出口；

5、充電時間應控制在8-10小時，選用帶有自動斷電、短路保護功能的智慧充電器，比如綠源7代智慧安全充電器；

6、使用充電器給蓄電池充電時，需注意先將充電器的輸出插頭插入電動車車體上，再插上輸入插頭。停止充電時，請先拔下充電器的輸入插頭，後拔充電器的輸出插頭。

7、在戶外充電時，做好防潮防溼工作，選用防水型充電器如綠源7代智慧安全充電器；

8、定期檢查、保養電動車及充電器！

電動車作為常用的出行工具，為人們的生活帶來了極大的便利，但如果在充電時操作不當，存在安全隱患。

違規充電造成的危害

現實生活中，你是否有這樣的習慣：

習慣將車子推至室內充電？

充電一整晚不管不顧？

為圖方便直接從家裡拉電線在樓道充電？

事故一旦發生，危及的不僅僅是個體，還會連累鄰居，甚至帶著整棟樓層一起遭殃。

我們從消防部門獲取了相關實驗資料：

實驗中，電動車在廢棄居民樓的樓道中因電路故障發生火災，僅僅用了3分鐘，黑煙就瀰漫了整棟大樓。

據消防部門相關人員介紹，高溫毒煙比明火更致命。電動車在燃燒時會產生大量劇毒的氣體，並且溫度較高，高溫和有毒氣體進入人的呼吸道後或使人中毒，或嚴重灼傷器官出現水腫，致人窒息。

電動車失火問題的確是我們生活中的一大隱患，引發電動車失火的原因有很多，今天就來總結一下，希望大家能注意這些情況，避免發生在我們身上。

電動車蓄電池通常是可拆卸使用的便攜電池，但在充電及停放過程中，與蓄電池相連的電動車線路仍處於通電狀態。電氣線路很容易易造成外力損傷、絕緣老化，一次短路或搭鐵短路以及連線端接觸不良等，從而引發火災。

部分生產廠家選用線徑小、質量差的電線，插接元件質量低下，敷設時未按照規定對其線路進行捆紮。較大負荷時，因超負荷發熱或連線埠氧化汙染，導致電阻增大產生熱量引發火災。

現在電動車使用的多為鉛酸電池，鉛做電機，硫酸是電解質。當電解質失去活性時，充電時就會電解水產生氫氣和氧氣，一旦遇到明火，就可能爆炸或燃燒。

目前多數住宅社群未設定專門的電動車充電設施，車棚內私接亂拉電線現象很嚴重。如果充電的電線質量不好，或者一個插座同時給幾輛電動車充電，且未採取短路或過載保護裝置，則易造成充電過載、短路或發熱，從而引發插座起火，引起火災。

充電過程中充電器產生較大熱量，當電動車在不通風，過熱的地方就會過熱，有些車主還會將可燃物覆蓋在充電器或蓄電池上方，積熱易燃會導致起火，這都是我們所要注意的。

保護裝置在生產過程中，應在主迴路上安裝空氣開關而捨棄安裝，在分支迴路上未安裝保險系統，或未按要求安裝電氣保護裝置；在使用過程中，由於安裝的空氣開關經常出現起跳、保險絲熔斷造成使用不便，使用者自行改裝，私自拆除保險裝置缺乏電氣安全保護。

千萬不要小看這個最不值錢的電池連線線，如果不達標、過細，一旦充電電流不穩定，或者電流過大的時候電線上面的絕緣層會著火，有很多不好的電池質量不好，就很容易出現問題。

自行安裝的防盜器電源線不與電源匯流排相連，也未與電氣保護裝置相連，增大了用電負荷，很容易造成線路超負荷，從而引起火災。

充電器的問題有很多，電池與充電器不匹配、充電器老化、充電器散熱不良，都容易在長時間充電過程中引發電動車著火。

當電動車起步，瞬間電流會增大接觸不良會導致接頭處電阻增大，發大量的熱，接頭處就會出現火花，引起著火。

很多電動車在裝電池時為了防止電池磕碰會墊上泡沫墊。但隱患隨之而來，當電池出現短路，虛接火化以及充電發熱時，泡沫就會成為著火的最大幫兇。

夏日高溫長時間使用電動車，電池本來就處於高溫狀態，而電動車電瓶外有塑膠，達到引燃點就會造成自燃。

說了這麼多，選正規廠商的電動車，做好的改裝，平時注意，就會很好的避免這些情況。

電動車充電失火的原因有很多，譬如充電時充電器或電池故障引發火災、私拉亂接造成電線短路引發火災、電動車線路老化引發火災、充電環境封閉、空氣不流通引發火災等等。

隨著當前中國電動車火災事故的不斷攀升，國家、政府開始重視此事，大力提倡電動車充電站走進小區，倡導物業加強管理，禁止電動車進入樓道、禁止推車入戶、禁止私拉亂接充電。

為了有效解決業主充電問題，電動車智慧充電站是一個很不錯的選擇，智慧充電站能夠保證電動車充電安全，支援投幣、刷卡、掃碼三種支付方式，而且具有語音播報的功能，操作起來方便簡單。就算是老人也能輕鬆學會使用。

現在很多小區都已經安裝了充電站，充電站的品牌也是五花八門，本人家裡的小區安裝的充電站，個人非常喜歡，充電不僅方便還很便宜，適合廣大業主。為了避免小區著火的事件發生，推薦給你們，還沒有安裝充電站的小區，趕快安裝吧！

電動車電池散熱不好同時充電器設計也不好，湊到一塊兒導致。現在充電器輸出電流大，一把都是輸出端靠電壓放大器檢測輸出電流0.1歐電阻壓降，充滿電後靠單向可控矽切斷充電電源，這種設計很垃圾，導致的電還沒衝滿就爆炸起火。缺少PWM脈寬調製（電流調節輸出），才使衝電時電流較大，發熱很大導致電池散熱不出去。