电动汽车动力电池热失控原因分析

针对电动汽车动力电池热失控的原因进行了分析，发现导致动力电池热失控的主要原因包括：1)过充电、过放电、过负荷；2)外部短路、内部短路；3)绝缘性下降；4)电芯热失控。针对电动汽车动力电池热失控原因提出了一种基于电动汽车动力电池热失控的解决方案，通过该方案可有效防止动力电池的热失控，从而降低因电动汽车动力电池的热失控引发的交通事故和火灾事故，保护人民群众的生命财产安全。

引言

随着新能源汽车产业的快速发展，电动汽车动力电池因其自身特性及使用环境而极易发生热失控。热失控会引起动力电池热损坏，导致汽车自燃甚至爆炸。因此，分析电动汽车动力电池热失控原因，提出预防措施具有重要意义。目前电动汽车动力电池热失控原因主要有以下几个方面：1)过充电、过放电、过负荷；2)外部短路、内部短路；3)绝缘性下降；4)电芯热失控。其中，内部短路和电芯热失控是导致电动汽车动力电池热失控的主要原因。为降低电动汽车动力电池的热失控，本文从过充电、过放电、过负荷以及外部短路和电芯热失控四个方面进行分析，并针对这四个方面提出相应的解决方案。

过充电、过放电、过负荷

动力电池在充电、放电、停放过程中，会产生大量热量，热量聚集会导致热失控，因此要做好动力电池的管理工作，避免过充电、过放电、过负荷。

1)过充电：电动汽车动力电池在使用过程中，若长时间充电电流过大或者电压过高会导致电池内部的压力过大，当压力达到一定程度时就会造成电池内部温度升高，最终引发热失控。所以要严格控制充电电流以及电压，避免超过安全范围。

因此要严格控制电动汽车动力电池的使用时间，避免动力电池长时间处于过度放电状态。

3)过负荷：电动汽车动力电池在使用过程中若长时间处于过载状态下也会造成热失控。

外部短路、内部短路

电动汽车动力电池短路故障一般有以下几种：

1)电池正负极之间的短路，通常是由于过充电和过放电导致的，在电池发生过充或过放过程中，若不能及时充电，就会发生电池的内阻增大，这就会导致电池内部温度升高，而当温度升高到一定程度后，电解液分解出气体，引起气体膨胀和爆炸。当动力电池短路时会产生大量的热，导致电池内部温度迅速升高，进而引起热失控。

2)电池组内某个单体电池发生短路故障，但未造成整个电池组热失控。在实际工作中有时可能因局部短路造成电池组的整体热失控。当出现单体电池外部短路时，可能会对电池内部其他单体电池产生影响；当电池组发生内部短路时，可能会影响整个电池组的安全；当电池组发生外部短路时，可能会造成整个电池组的起火燃烧。

绝缘性下降

绝缘性能是评价电动汽车动力电池安全的重要指标之一，绝缘性能下降是指绝缘材料因受到机械损伤而失去与周围介质的电气隔离能力。绝缘性能下降导致电动汽车动力电池内部发生短路，进而产生热量，当热量达到一定程度后，热量会沿着线路向外部蔓延，最终导致动力电池热失控。

电池发生热失控后，如果电池绝缘性下降到一定程度时，外部短路产生的电火花可能会击穿内部绝缘材料，造成动力电池发生爆炸。因此，为了防止动力电池发生热失控后发生爆炸和燃烧事故，需要对动力电池进行绝缘处理，从而防止内部短路的产生。目前常用的方法是在动力电池的正负极之间插入导电胶垫进行绝缘处理。

电芯热失控

电芯热失控是指电池内部电芯发生的短路，导致电芯发热起火。电芯热失控可以分为两类，一类是外部短路引起的电芯热失控，另一类是内部电芯内部短路引起的电芯热失控。目前市面上有很多用于动力电池冷却系统的产品，如图8所示，这些产品一般都是采用了外置式的冷却系统，对于电动汽车来说这类产品并不能对动力电池进行有效的冷却，因此在电动汽车动力电池发生热失控时，这些产品很难有效地对动力电池进行冷却。

结论

（1）电动汽车动力电池的热失控是由于电池内部产生的热量不能及时散去，使得内部温度升高，超过了其耐受温度，进而引起热失控。在电动汽车动力电池的设计阶段需要考虑动力电池的热失控问题。

（2）根据电动汽车动力电池热失控产生的原因，可从设计阶段和生产阶段采取措施进行预防，即设计时根据动力电池的工作特性和使用条件，在电动汽车动力电池上设计安全防护系统，在生产阶段制定标准进行管理，从而有效防止动力电池的热失控。

（3）通过本文所述方法可以有效防止因电动汽车动力电池的热失控而引发的交通事故和火灾事故，从而保护人民群众生命财产安全。

（4）本文中所述方法需要开发相应的软件程序和硬件设备才能实现，目前在国内尚无相关软件产品面世。在此基础上可以进行推广应用，为电动汽车安全性能提高做出贡献。

展望

随着电动汽车的快速发展，电动汽车动力电池热失控引发的安全事故逐渐增多，动力电池的热失控不仅会威胁电动汽车驾驶员、乘客和财产的安全，还会威胁到电动汽车周边人员的生命安全。因此，在动力电池热失控发生时，为了防止动力电池的热失控引发的安全事故，保护人民群众的生命财产安全，应尽快采取措施阻止动力电池热失控。

1)政府应加强对动力电池生产企业的监管力度，对动力电池生产企业进行不定期抽查，如果发现有不符合安全标准要求的电动汽车，则将其纳入黑名单管理。

2)企业应加强对动力电池使用过程中各个环节的监控管理力度，避免由于一些管理上的疏忽和漏洞导致事故发生。

3)新能源汽车使用者应尽量避免长时间停放在封闭场所内，避免因车辆长时间停放在密闭空间内导致车辆内部温度过高导致热失控。

4)国家应加强对动力电池相关标准和政策法规建设，完善相关标准和政策法规体系，使其能更好地指导我国电动汽车发展。

5)国家应加大对动力电池安全问题的宣传力度，增强人们对于电动汽车的认知。

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电动汽车动力电池热失控原因分析

引言

过充电、过放电、过负荷

外部短路、内部短路

绝缘性下降

电芯热失控

结论

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