动力电池是汽车和摩托车行业、工业电力系统、电动汽车和电动自行车行业不可或缺的部分，尤其近年来新能源汽车行业市场火爆，而从新能源汽车的成本构成看，电池驱动系统占据了新能源汽车成本的30-45%，而动力锂电池又占据电池驱动系统约75-85%的成本构成。所以动力电池问题不容忽视，下面我们就三大核心安全问题提出深度解析。

电动汽车专用电池

电芯、电池管理问题

电芯问题可以通过电芯、电池模块标准化来解决，电芯、电池模块标准化可以改善几个方面：

（1）设计方面，把电芯的设计问题集中暴露，集中处理;

（2）生产设备方面，设备的标准化程度也会相应高一些，设备企业产品迭代会更快;

（3）持续改进和经验推广，通过标准化，可以把优秀的设备配套商和零配件配套商的经验向行业推广，这样整体提高了电池行业的安全技术水平。

电芯的标准化可以降低低层次劳动的重复，电芯标准化本身对电芯的安全性能有很大的提升，多家厂商做同一个标准的电芯，电芯成本会下降，安全性会提高。从紧迫性和可实现性来看，也是比较紧迫也比较容易实现的。

安全性问题最终要归结为电池模块管理安全，运用系统论的方法来考虑电芯和PACK的安全问题，BMS要对每个电芯做精确的检测、管控和预警。BMS安全策略是将电池系统分级并制定相应的安全目标，根据目标制定测量、识别、处理的安全策略并进行验证。如果行业集中精力做这方面的工作，能够在短期内提高电池安全水平。

我们应该从根本上认为锂电池本身是不安全的，对它进行有罪推论，它本身是不安全的能源装置，需要在BMS管控的基础上，外加热失控、及时灭火机制和装置，如一发现火情，马上启动灭火装置灭火。同时也不能因为只考虑电池的安全问题，而忽略了它的寿命，我们既要保证电池的安全性，也要尽可能的提升电池的寿命。如果没有好的寿命，就失去了利用锂电池的理由。

成组、设计安全

成组安全方面，首先是散热问题，电池工作时会散发出热量，尤其是大功率的动力电池散热量更大，如果不能得到有效的散热，热量累积会造成电池隔膜的融化造成正负极短路从而引发电池起火甚至爆炸安全。

其次是电池的防撞击、阻燃性能，新能源汽车的动力电池其实是动力电池组，由许多的单电池组成，比如特斯拉车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成。电池组在收到撞击时候如果没有缓冲很容易造成正负极短路引起爆炸，同时如果没有较好的阻燃系统爆炸会引起相邻电池爆炸最后导致整个电池组爆炸。

然后还需要做好电池外部的防水防潮等性能，我们都知道电池电解液中含有六氟磷酸锂，其遇水容易分解产生HF腐蚀电极材料最后引发危险。在汽车轻量化的趋势之下，新能源汽车要求电池制造商设计出更小、更轻便和更廉价的大容量锂电池组产品。电池制造商通过更好的热控制，防撞击，阻燃，防水等措施使得这些高能量密度的电池组能提供更充足、更持久的能量。

当然焊接工艺也是很重要的一个方面，焊接工艺不一样，会导致内阻的不平衡性上升。所以可以从这几个维度来提高电池的成组安全。

设计安全就要从体系设计和生产过程控制科学合理来入手了，各种电池材料、电池结构均有优缺点，只是对安全性影响的程度不同而已，只要设计科学、制造精密，在一定程度上都可以制造出安全性可以接受的动力电池。

设计上也可以从充电设备上考虑，在充电设备上增加电池快速体检功能，当车辆充电完成80%-90%时做大电流检测，通过直流内存的变化找出电池组中不一致的地方，达到电池快速体检的目的。

PACK在出厂前，都会做一个大电流的脉冲充电和放电，在充电的末端做一个大电流的脉冲充电，在放电的末端做一个大电流的脉冲放电，通过这个方法，把电池组合中不一致的地方找出来，可能是电芯的问题、可能连接有问题、也可能是数据线有问题，这些大电流脉冲会明显的显示出一些异常。我们也可以把这种方法应用到用户端，因为用户端除了充电桩外没有什么可检测的手段。

另外也可以在充电初期对电池进行电流脉冲检测。对于不同电池的SOE、SOH充电的电流，在充电初期对它进行电流的脉冲检测，发现不一致性时，提前发出安全警报。因为在充电初期，电池PACK是常温的，充电末端的时候电池PACK的温度可能已经上升了10°或者15°，导致电池的电压不均衡，所以在均衡的时候检测它的不一致性可能误差更小。

安全保护、安全预警以及使用

安全保护主要集中在过充、过热、连接安全问题上。

过充问题可以通过BMS、充电机、VCU保护，最简单的是通过BMS来保护，如果BMS不起作用还可以通过充电机来保护，还可以通过整车VCU来介入。关于过充的问题，从技术上来解决的话是比较容易解决的，而且效果也比较明显。

在充电过程中，由于电芯本体的过热或者连接阻抗过大导致的过热也会引起热失控。关于过热的问题主要从两个方面来解决，一是减小电芯的密度、减小连接阻抗，这从本质上去降低风险;第二个是加强散热，我们希望在充电过程中能采取更有效的散热措施，比如说通过加强风冷或液冷的措施，可以降低充电过程中热失控的可能性，还有温度采样的问题，温度采样要准确，怎么样有效可靠地采样出温度点，这可能要跟我们的热仿真和实际测试结果做一下匹配。

前段时间在上海发生了一起事故，飞线连接充电起火，还有在地下车库充电起火的事故，其实都是跟充电连接的关系非常大。充电连接充电枪的插头，还有普通车载充电机的插头，如果长期使用，如果连接不可靠会过热起火。目前在充电国标里已经有要求了，在充电枪上会增加温度传感器，来采集充电过程中充电枪的温度。

还有充电枪和插头插座的寿命要经过严格的计算和验证，要能够满足整车的使用寿命要求。日常的检查和维护，能够判断出来插头插座的接触是不是已经降低到一个数字之下，如果已经降低到安全数值之下，那么肯定要更换，通过这几种方式解决充电连接问题。

安全预警方面，可通过VCU响应加上大数据分析来解决。汽车的VCU对出现的问题做响应。车在出现安全问题时，可以让司机靠边停车，或者是做一些相应的动作，并把VCU收集到的BMS信息上传到云端进行大数据分析，VCU有个智能学习的过程，提高安全预警的可靠性。

此外，制定日常维护的流程及国家的相关法律规定是非常紧急和必要的。现在车辆很多问题都出在没有日常维护的标准或没有国家强制检测的标准。传统车都有强制检测，电动车作为新生事物，相关的安全性、可靠性还没有达到传统车的级别，究竟每隔3个月，6个月，还是1年进行检测，应该检测哪些项目(系统密封性、电器可靠性、连接可靠性等都需要检测)，这都缺少相关的标准。

现在整车厂更多的卖点是电动车不用维护，但实际上这完全与安全的意识背道而驰，因此，国家应该制定强制检测的标准，整车厂也应该有强制检测的项目要求。

从可行性上来讲，国家或行业制定相关的标准，整车厂制定检测、维护的项目或手册，执行起来比较容易。

在使用方面，主要集中在单体热失控状态下如何保证人员安全的问题。我们可以从延缓热失控、增加人员逃生时间、做功率限制处理、增加灭火设备和整车增加逃生装置几个方面来考虑：

(1)延缓热失控方面，有一些成熟的设计方法：

采用防火材料，在防火结构上做防火隔热处理，如特斯拉的设计里可以看到，确实在一定程度上能够延缓热失控的过程，延缓单体热失控到整组热失控的过程。

(2)增加人员逃生时间方面，主动做些检测：

烟雾的检测、化学成分的检测、热的检测等，通过检测发现早期单体热失控，并给驾驶员和乘客发出警报，提醒人员逃生。

(3)做限制处理：

不能让驾驶员按照常规的功率去使用，通过限功率的模式，让车子有一定的动力，但动力很弱，可以靠边停车做处理。

(4)增加灭火设备：

目前电动客车国标正在推动增加灭火装置，增加灭火装置可能有好处也有坏处，因为现在电池箱的设计都会增加防爆阀，如果喷射大量气体或者气凝胶出来，它会导致内部压力增大，可能把防爆阀冲破，会带来另外一个问题。

如果误检测单体热失控，把这些东西喷出来，可能会导致整组电池的报废，如果喷出来的气体、液体或半凝胶物质对电池无危害会是比较好选择，希望有这种材料能够达到这种效果。

(5)整车设计：

在整车设计方面要增加安全逃生装置，电动车和传统车不一样，电池作为电动车的唯一动力来源，在热失控的情况下如果通过切断动力的方式停电，车门有可能会打不开，所以在整车设计上如果能增加可以快速、方便打开的逃生门或者其他的逃生装置也是个可行的选择。