全球汽車產(chǎn)業(yè)正以迅猛之勢(shì)向綠色化、智能化轉(zhuǎn)型,新能源汽車是這場(chǎng)變革浪潮中的重要力量。在產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的強(qiáng)勁帶動(dòng)下,我國(guó)新能源汽車保有量持續(xù)攀升,截至2024年底,我國(guó)新能源汽車保有量達(dá)3140萬(wàn)輛,占汽車總量的8.90%。動(dòng)力電池作為新能源汽車的核心動(dòng)力源,備受行業(yè)關(guān)注,其性能優(yōu)劣直接影響車輛的續(xù)航、動(dòng)力等綜合表現(xiàn),其安全性能直接關(guān)系到消費(fèi)者的生命與財(cái)產(chǎn)安全。近年來(lái),動(dòng)力電池自燃事故時(shí)有發(fā)生,引發(fā)社會(huì)各界的廣泛關(guān)注與擔(dān)憂。在此背景下,工信部發(fā)布了強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》(GB38031-2025),為降低動(dòng)力電池自燃風(fēng)險(xiǎn)、提升行業(yè)安全水平提供了有力支撐與規(guī)范指引,引領(lǐng)動(dòng)力電池向“零自燃”時(shí)代邁進(jìn)。
動(dòng)力電池自燃原因
深入探究動(dòng)力電池自燃原因,可從電池本身特性,到用戶使用行為的影響等多維度剖析。
從電池本身特性來(lái)看,動(dòng)力電池在材料性能、生產(chǎn)制造、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面,存在多重致燃隱患。在電極材料層面,材料本身的熱穩(wěn)定性缺陷是誘發(fā)動(dòng)力電池?zé)崾Э氐暮诵碾[患之一,當(dāng)溫度達(dá)到材料耐熱臨界值,其內(nèi)部會(huì)發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致熱量迅速積聚且無(wú)法釋放,最終引發(fā)熱失控;而早期鋰離子電池使用的液態(tài)電解質(zhì)具有易燃性,一旦電池內(nèi)部出現(xiàn)短路等狀況,極易引發(fā)自燃。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),若環(huán)境及工藝管控不嚴(yán),易導(dǎo)致雜質(zhì)混入、電極涂層不均或焊接缺陷等問(wèn)題,這些問(wèn)題會(huì)形成微短路隱患,在長(zhǎng)期使用中逐漸惡化,最終誘發(fā)電池?zé)崾Э?。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,不合理的散熱布局和過(guò)窄的電芯間距,使得熱量難以快速散發(fā);隔熱與防火措施的缺失,會(huì)讓單個(gè)電芯的熱失控迅速蔓延,導(dǎo)致整個(gè)電池包起火。
在使用行為層面,不當(dāng)充電、極端環(huán)境下使用及過(guò)度損耗等因素相互交織,顯著增加了動(dòng)力電池的自燃風(fēng)險(xiǎn)。頻繁采用大功率快充、高溫環(huán)境下充電,或使用劣質(zhì)充電設(shè)備,極易造成過(guò)充,導(dǎo)致電池內(nèi)部鋰離子過(guò)度脫嵌,引發(fā)電極材料結(jié)構(gòu)坍塌并釋放大量熱量;充電設(shè)備與電池不匹配時(shí),還會(huì)引發(fā)電流、電壓紊亂,致使內(nèi)部短路,最終誘發(fā)安全事故。另外,極端環(huán)境對(duì)動(dòng)力電池的影響同樣不容忽視,高溫下電池持續(xù)暴曬會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇攀升,而低溫時(shí)電解液黏度增加、充放電效率驟降,極易伴隨析鋰現(xiàn)象。這兩類極端工況均會(huì)顯著加劇電池內(nèi)部的化學(xué)失衡,為自燃埋下隱患。此外,長(zhǎng)期深度放電、頻繁急加速、急剎車等過(guò)度使用行為,會(huì)加速電池劣化,而車主若忽視定期保養(yǎng)與電池狀態(tài)檢查,未能及時(shí)察覺(jué)電池組電壓失衡、絕緣性能降低等潛在問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致這些隱患逐步累積,最終觸發(fā)自燃事故。
鑒定難與救援難
當(dāng)動(dòng)力電池因上述隱患引發(fā)自燃事故后,更為復(fù)雜的系統(tǒng)性難題便隨之凸顯。在起火原因的精準(zhǔn)追溯與應(yīng)急救援這兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié),行業(yè)暴露出的問(wèn)題尤為顯著。
自燃事故發(fā)生后,動(dòng)力電池往往因高溫灼燒、劇烈反應(yīng)而嚴(yán)重受損,致使關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失、物理結(jié)構(gòu)遭到破壞,這使得起火原因的精準(zhǔn)定位變得極為困難。據(jù)國(guó)家新能源汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心統(tǒng)計(jì),在其處理的電動(dòng)車火災(zāi)鑒定案例中,約29%的案例最終無(wú)法得出明確結(jié)論;而在其余能夠得出結(jié)論的案例里,由于車企與車主立場(chǎng)和利益的差異,對(duì)鑒定結(jié)果的爭(zhēng)議率更是高達(dá)41%,進(jìn)一步凸顯了起火原因判定工作的復(fù)雜性與艱難性。
另外,動(dòng)力電池一旦起火,因其復(fù)雜的化學(xué)體系特性,導(dǎo)致燃燒過(guò)程極為迅猛且危險(xiǎn)。從熱失控到全車燃燒往往僅需數(shù)分鐘,其爆燃速度之快,極大威脅用戶生命安全。然而,傳統(tǒng)滅火手段在面對(duì)高溫灼燒、內(nèi)部持續(xù)反應(yīng)的動(dòng)力電池時(shí),往往收效甚微。普通干粉滅火器難以抑制電池內(nèi)部的劇烈化學(xué)反應(yīng),水基滅火器使用不當(dāng)還可能加劇電解液噴濺風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的高溫與氟化氫、一氧化碳等有毒氣體,不僅阻礙救援進(jìn)程,更危及救援人員及周邊群眾的安全。此外,即便表面火勢(shì)被撲滅,部分電池內(nèi)部仍持續(xù)發(fā)生反應(yīng),極易出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象,進(jìn)一步加大滅火救援的難度與復(fù)雜性。
應(yīng)對(duì)舉措
鑒定難與救援難的現(xiàn)實(shí)困境,暴露出當(dāng)前安全體系缺陷。要斬?cái)鄰碾[患到事故的惡性循環(huán),須推動(dòng)行業(yè)從“火災(zāi)撲救”向“風(fēng)險(xiǎn)防控”的底層邏輯轉(zhuǎn)變,這既需要技術(shù)創(chuàng)新也離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)完善與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的制度推動(dòng)。
技術(shù)創(chuàng)新方面,一是提升全流程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)能力,構(gòu)建覆蓋電池從原材料生產(chǎn)、電芯制造、電池組裝,到車輛使用、回收全生命周期的數(shù)據(jù)采集體系,通過(guò)高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池內(nèi)部溫度、電壓、電流、壓力等關(guān)鍵參數(shù),并將數(shù)據(jù)上傳至云端平臺(tái)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘,建立電池健康狀態(tài)評(píng)估與熱失控預(yù)警模型。提前識(shí)別潛在的熱失控風(fēng)險(xiǎn),并及時(shí)向車主、車企發(fā)出預(yù)警,以便采取干預(yù)措施。二是強(qiáng)化電池安全技術(shù)研發(fā),企業(yè)應(yīng)加大研發(fā)投入,優(yōu)化電池材料體系。同時(shí),改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過(guò)優(yōu)化電芯排列、增強(qiáng)隔熱防護(hù)等手段,提升電池包整體安全性。三是升級(jí)電池管理系統(tǒng)(BMS),借助先進(jìn)的傳感器技術(shù)與智能算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池狀態(tài)的精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提前察覺(jué)電池內(nèi)部短路、過(guò)熱、過(guò)充、過(guò)放等異常情況,并迅速采取調(diào)控措施,大幅提升電池異常狀況檢測(cè)與預(yù)警能力。四是推動(dòng)充電技術(shù)安全革新,研發(fā)具備安全防護(hù)功能的智能充電設(shè)備,利用大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、AI診斷模型等技術(shù),在充電過(guò)程中對(duì)電池電壓、溫度、SOC等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程的智能化安全管控。
政策引導(dǎo)層面,一是嚴(yán)格落實(shí)并完善安全標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)部門(mén)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行2026年7月1日起實(shí)施的《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),要求電池做到“不起火、不爆炸”,對(duì)企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。同時(shí),持續(xù)跟蹤行業(yè)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用場(chǎng)景變化,動(dòng)態(tài)完善安全標(biāo)準(zhǔn),將新興的電池技術(shù)、應(yīng)用模式納入標(biāo)準(zhǔn)范疇,確保標(biāo)準(zhǔn)的前瞻性與適應(yīng)性。二是加強(qiáng)政策扶持與引導(dǎo)。政府可通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等政策手段,鼓勵(lì)企業(yè)投身動(dòng)力電池安全技術(shù)研發(fā),支持建設(shè)動(dòng)力電池安全檢測(cè)與認(rèn)證公共服務(wù)平臺(tái),降低企業(yè)研發(fā)與檢測(cè)成本。對(duì)在電池安全技術(shù)創(chuàng)新方面表現(xiàn)突出的企業(yè),給予政策傾斜,激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新積極性。三是規(guī)范行業(yè)準(zhǔn)入與監(jiān)管。提高動(dòng)力電池行業(yè)的準(zhǔn)入門(mén)檻,對(duì)新入企業(yè)的技術(shù)實(shí)力、安全保障能力進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估,同時(shí)要求企業(yè)強(qiáng)化對(duì)動(dòng)力電池生產(chǎn)、銷售、使用全生命周期的管理,建立健全產(chǎn)品追溯體系,確保一旦發(fā)生自燃事故,能夠快速追溯問(wèn)題根源,為責(zé)任認(rèn)定與風(fēng)險(xiǎn)防控提供有力支撐。
總之,面對(duì)動(dòng)力電池自燃這一行業(yè)性挑戰(zhàn),需以工信部《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》等政策為指引,通過(guò)推進(jìn)全生命周期數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、電池安全技術(shù)研發(fā)、充電技術(shù)革新等技術(shù)創(chuàng)新,形成政策引導(dǎo)與技術(shù)突破的協(xié)同合力,方能助力行業(yè)跨越安全瓶頸,真正邁向“零自燃”的高質(zhì)量發(fā)展新階段。
(作者系北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院教授、電動(dòng)車輛國(guó)家工程研究中心首席科學(xué)家)
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