关于纯电动车的电池碰撞安全性问题分析

虽然纯电动汽车发展势头较好，但伴随着电动汽车的普及也带来了很多的问题。近几年电动汽车发生的自燃事件，也使其电池安全性能受大众所关注。与传统燃油车相比，纯电动汽车安全吗?下面小编从电池系统的设计、整车碰撞测试、电池安全性等多方面角度带大家了解纯电动汽车的安全问题。

1纯电动车碰撞事故

根据英国交通研究实验室(TRL)最近公开的电动车辆事故分析数据，可以发现电动车本身并没有存在太大问题。电动汽车有不同类型的加速和驾驶模式，在模式切换中会很有可能导致碰撞事故的发生，但从实际上的事故分析报告中并没有看到任何相关原因导致的案例。可以说，在剧烈碰撞情况下，没有哪种车是安全的。但是对于纯电动车来说，发生碰撞后如果一旦电池舱被损坏，那么车辆很有可能会发生燃烧甚至爆炸。因此在碰撞后一定时间内发生的燃烧还是会让普通消费者心里紧张。然而，英国汽车研究中心(Thatchamresearch)的研究报告显示，其在欧洲NCAP下测试过的所有电动汽车都没有受到损害，电池舱受到了全方位良好的保护。在NCAP测试过程中，即使是在极端碰撞事故中，在对车辆的结构造成了极大的压力的情况下，也没有遇到过电池损坏或起火的情况。

英国汽车研究中心的碰撞测试工程师指出了早期电动汽车在设计上的进步。如今需要改进的问题之一就是如何在保障高压管路安全的同时将电池集成在车内。纯电动汽车通常是在定制的平台上制造的，在这个平台上，电池、电机、逆变器等从一开始就被整合进了整车的结构中。因此，电池和相关组件属于碰撞负荷路径的一部分，在设计过程中需要考虑在碰撞过程中如何分配冲击负荷，让伤害最小化。

2动力电池热失控

建模和仿真是设计电池系统的重要工具。开发人员需要弄清楚电池热量是如何传播的，是否有办法阻止通过防火墙和/或冷却的传播，以及产生的气体如何能够安全地通风。除此之外，电池系统的设计还应该包括防火策略，以及对非可燃电解质和替代含氟材料的研究开发。在极端情况下，单个电池的故障会导致电池组中每个电池的热失控。电池热失控是一个快速、自动加热反应，会生成大量的电池热(最高可达500 ~ 700 ℃)、烟雾、粉尘和有毒气体。电池管理系统(BMS)在探测此类事件中起着关键作用，其在某些情况下可以启动冷却系统的开关。但在车祸或火灾中，BMS还是不能够达到控制热失控的作用。因此，预防设计过程对于减缓传播和处理热量、有毒气体是至关重要的。

3锂离子电池

锂离子电池内部的电解液是易燃液体，电极是可燃材料，锂电池在过充、短路、过热、穿刺或碰撞等情况下发生热失控，容易起火甚至爆炸。单个电池的故障会导致电池内的热失控，从而有可能传播到相邻的电池上。在极端情况下，一个小故障就很有可能会造成灾难性的后果。因此对于锂离子电池设计有一种系统工程方法，通过对传热和从电池中产生的热物质的分析研究，电池组的设计得到了改进。

4固态电池技术

另一个策略是完全消除易燃液体的成分。马里兰大学的研究人员正在研究使用陶瓷电解质的电池，这种技术据称更安全，因为陶瓷电解质为非易燃物。另外，这种电池可以使用容量更大的金属锂电极，从而能获得更高的能量密度。就成本而言，它们是有竞争力的——其制造成本要低得多，而且也不需要昂贵的锂电池干燥室。马里兰大学能源创新研究所所长埃里克·沃什曼博士提出，在材料方面，硫阴极也很便宜。对固态电池技术的开发，唯一的问题就是要想在1~2年内实现用于非汽车应用的第一次商业规模的生产，必须要摒弃之前的离子储能系统技术，扩大生产能力。当然，应用电动汽车行业的生产也会提上日程。目前已有很多家整车厂已有打算投入开发，但是最终实现固态电池技术的量产可能还需要更长的时间。

5三级安全

除了电池技术之外，在发生事故后，电动汽车也会给应急服务带来了额外的问题。纯电动车发生碰撞导致损坏后，电池组的控制电路可能会受损，将导致电池组无法放电，这种情况被称为“滞留能量”。如果这些能量不能被安全释放，那么在施救过程中的应急医疗技术人员和拖车的操作人员将面临危险。所以说，电动汽车可能会危及三级安全——即紧急服务机构在事故发生后很难从车辆中救出人员。

如今的汽车结构是用高强度材料制成的，比如硼钢，从救援角度来看会让救出人员的措施变得困难。如果车辆还装有高压电缆，那么施救风险会更大。另外，从电动车的碰撞理论分析来看，电动汽车和混合动力汽车在通常情况下比同样大小的传统燃油车的整备质量重。通过降低底盘的重心，在世界上大多数地区将安装牵引控制系统（ESC）作为标准，可以避免车辆翻滚的风险。在碰撞安全性能问题中，人员在车辆翻滚中受到严重伤害的几率比正面或侧面碰撞更高。