作為交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要組成部分，新能源汽車經(jīng)過十多年的發(fā)展，已經(jīng)成為我國汽車工業(yè)中重要的組成部分。至2023年底，全國新能源汽車保有量達(dá)2041萬輛，占汽車總量的6.07%；其中純電動(dòng)汽車保有量1552萬輛，占新能源汽車保有量的76.04%。2023年新注冊(cè)登記新能源汽車743萬輛，占新注冊(cè)登記汽車數(shù)量的30.25%，與2022年相比增加207萬輛，增長38.76%。根據(jù)中汽協(xié)發(fā)布的2023年產(chǎn)銷數(shù)據(jù)，我國新能源產(chǎn)銷分別完成958.7萬輛和949.5萬輛，同比分別增長35.8% 和37.9%，市場(chǎng)占有率達(dá)到31.6%。

超過2000萬輛的新能源汽車保有量和和950萬輛的年產(chǎn)銷量是我國成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)國和應(yīng)用市場(chǎng)。而伴隨著市場(chǎng)快速增長同時(shí)到來的，也有對(duì)于新能源汽車安全性的擔(dān)憂。

在2024年3月的一場(chǎng)行業(yè)活動(dòng)中，有權(quán)威人士援引國家消防救援局的數(shù)據(jù)稱：“2023年第一季度自燃的車輛，燃油車18360輛，新能源車640輛”，從概率上看，“燃油車是萬分之0.58，新能源車是萬分之0.44，下一步還會(huì)繼續(xù)降低……”引起了廣泛的討論。這也從一個(gè)側(cè)面反映了安全性對(duì)于新能源汽車未來發(fā)展的重要性。

在新能源汽車的安全性領(lǐng)域，“自燃”一直是最受到關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，也是未來新能源汽車發(fā)展過程中必然要解決的問題。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的自燃風(fēng)險(xiǎn)大多來源于可控的外部因素，例如燃油泄漏、電氣短路、發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、線路故障、剎車片過熱、涉水后的短路以及排氣管高溫等。雖然風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)較多，但大部分可以通過及時(shí)檢測(cè)來排除隱患，即使發(fā)生了自燃，也有較寬裕的時(shí)間供司機(jī)和乘客逃生。

新能源汽車的自燃較多發(fā)生在電池相關(guān)系統(tǒng)，包括電池本體由于內(nèi)部短路導(dǎo)致的熱失控、外部火燒或機(jī)械沖擊導(dǎo)致的短路或電弧引燃周圍易燃物、充電過程中的過沖或熱失控等諸多因素。而且新能源汽車自燃發(fā)生的場(chǎng)景不只是在車輛行駛過程中，也會(huì)發(fā)生在車輛停止?fàn)顟B(tài)和充電過程中。同時(shí)，新能源汽車一旦發(fā)生自燃，留給司機(jī)和乘客的逃生時(shí)間非常有限，且火勢(shì)難以控制，容易波及周圍車輛和設(shè)施。

此外，新能源汽車為了達(dá)到更好的車輛性能與更長的續(xù)航里程，現(xiàn)階段搭載的鋰離子電池的能量密度與電池容量在不斷增加，同時(shí)配套的整車電氣系統(tǒng)也在采用更高的系統(tǒng)電壓與更大的電流以縮短充電時(shí)間。這就進(jìn)一步增加了新能源汽車的自燃風(fēng)險(xiǎn)。

在新能源汽車的自燃風(fēng)險(xiǎn)中，起火風(fēng)險(xiǎn)、爆炸風(fēng)險(xiǎn)、電弧風(fēng)險(xiǎn)是受到最多關(guān)注的三大風(fēng)險(xiǎn)。

鋰離子電池的起火風(fēng)險(xiǎn)主要來源于各種內(nèi)部或外部因素導(dǎo)致的電芯內(nèi)部短路，其造成的熱失控在短時(shí)間內(nèi)釋放大量熱量與可燃?xì)怏w。如果電池管理系統(tǒng)沒有及時(shí)介入，產(chǎn)生的大量熱量與可燃?xì)怏w擴(kuò)散到相鄰的電芯，會(huì)引發(fā)整個(gè)電池包的起火。同時(shí)，在電芯熱失控的過程中產(chǎn)生的大量可燃?xì)怏w如果沒有通過有效的泄壓系統(tǒng)排出，會(huì)進(jìn)一步引發(fā)電池包的燃爆或爆炸，造成爆炸風(fēng)險(xiǎn)，可能引起更嚴(yán)重的安全事故。

高壓電弧也是新能源汽車用鋰離子電池安全性風(fēng)險(xiǎn)中重要的一種，是指在電池包中發(fā)生的高壓電流通過氣體或介質(zhì)產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。當(dāng)電池包中的電流達(dá)到一定電壓時(shí)會(huì)形成電弧，在電極之間產(chǎn)生高溫、高能量的放電現(xiàn)象。高壓電弧常常發(fā)生在電路的開斷過程、絕緣受損、或者局部短路。由于高能量電弧可產(chǎn)生嚴(yán)重的聲、光、熱效應(yīng)，高壓電弧帶來的危害非常嚴(yán)重，其瞬間溫度高達(dá)上萬度，足以引起可燃物燃燒，甚至?xí)菇饘偃刍w濺，進(jìn)而引起爆炸。

針對(duì)新能源汽車自燃的諸多風(fēng)險(xiǎn)，防范的措施需要從電芯、模組、控制系統(tǒng)、和電池系統(tǒng)4個(gè)核心方面著手，才能達(dá)到“釜底抽薪”的效果。

電芯方面涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料設(shè)計(jì)。電芯結(jié)構(gòu)影響散熱路徑與失效模式，是降低電芯熱失控的重要途徑；電芯的材料與安全性能有極大的相關(guān)性，由于電解液本身是可燃性材料，因此全球電池企業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)是通過添加阻燃劑或采用固態(tài)電池等難燃性的電解液方案來提高安全性。模組方面，主要通過提高電芯一致性減少個(gè)別電芯“過充”、“過放”、或短路的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，選擇質(zhì)量可靠的材料有助于提升電芯的一致性，例如高質(zhì)量的銅箔能夠有效降低涂覆過程中的缺陷發(fā)生，確保電芯的一致性，提升鋰離子電池包的整體安全性?？刂葡到y(tǒng)中，電池管理系統(tǒng)對(duì)于電池的熱管理具有決定性影響，能夠在電池發(fā)生熱失控時(shí)有效隔離發(fā)生問題的電芯，保證整體電池包的安全。

電池系統(tǒng)整體安全性的提升，一方面需要通過各個(gè)子系統(tǒng)安全性能的提升，另一方面也需要同系統(tǒng)安全性能的提升。整個(gè)鋰離子電池在使用過程中會(huì)面對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，包括顛簸路面帶來的機(jī)械沖擊、高低溫環(huán)境帶來的溫度沖擊、車輛遭遇意外事故的外部沖擊等。動(dòng)力電池的線纜、帶電體、保護(hù)線路等需要可靠連接，尤其要避免不同材料連接處發(fā)生的電化學(xué)腐蝕，造成電擊、起火等風(fēng)險(xiǎn)。市場(chǎng)上有許多整車起火案例或者電池產(chǎn)品的起火案例和電氣連接松脫有關(guān)，因此需要引起高度重視。

隨著新能源汽車普及程度的快速提升，消費(fèi)者對(duì)于其安全性的關(guān)注程度也會(huì)不斷提升。作為新能源汽車安全性風(fēng)險(xiǎn)中最受到關(guān)注的“自燃”風(fēng)險(xiǎn)，其解決方法不僅要具有完善的檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“早發(fā)現(xiàn)”，更要通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、材料的選擇、制造工藝的提升來實(shí)現(xiàn)根本性的解決。

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