在高能量密度电池、低排放和先进控制技术的推动下，电动汽车（EV）正在为交通运输业带来重大变革。然而，安全考虑，特别是热失控，是一个关键现象，也是一个自我加速的过程，如果不采取适当的预防措施，可能会导致过热、火灾甚至爆炸。.
本文将介绍电动汽车热失控的重要性、发生热失控的原因、热失控的实际案例以及如何通过现代电动汽车设计和最佳实践来防止热失控。.
什么是热失控？
热失控是电池内部的一种反应性连锁反应，在这种反应中，产热高于散热。触发后，内部温度失控，化学反应速度加快，产生更高的温度。如果不及早制止，这一不断升级的过程会导致电池破裂、起火和爆炸。.
电动汽车电池热失控的主要原因
电动汽车电池的热失控不会突然或无缘无故发生。它通常是一个或多个内部或外部应力因素扰乱锂离子电池热平衡和电化学平衡的结果。了解这些原因对于设计更安全的电池系统和实施有效的预防策略至关重要。一些主要原因如下。.
内部短路：
当直流电流在电池内部流动时，就会发生内部短路。短路时，电池内部的正负极会直接接触。因此会产生高热，引发失控过程。发生短路的原因包括制造缺陷、微材料杂质或电极之间的隔离器损坏。.
过度充电
电池的运行超过其安全电压和电流限制或过度充电。过高的电压和电流会产生热量，而不是储存的能量。过度充电可能导致
- 电解质的分解
- 电极材料的分解
- 从阴极释放氧气，为燃烧提供燃料
同样，高速充电或放电（电气滥用）会增加内阻损耗。这些内部损耗会产生热量，必须对热量进行适当管理。.
高工作温度
温度与热量直接相关，而电动汽车电池对温度高度敏感。电池在高温下工作时，热失控的风险会增加。因此，高温会产生以下影响：
- 加快细胞内的化学反应速度
- 使电解液和电极材料变质
- 降低分离器的机械强度
电动汽车电池热失控的主要原因是热管理不善、气候炎热或持续高能耗导致工作温度过高。.
电池老化和退化
电动汽车电池的电芯会逐渐老化，在这种情况下发生热失控的几率会增加。老化效应包括以下方面：
- 内阻增加，导致发热量增加
- 电解质失去稳定性
- 电极微裂缝的形成
- 降低内部组件的耐热性
即使在正常运行时，老电池也更容易受到压力条件的影响
预防和安全措施
为了抑制电动汽车的热失控，全球采用了多层次的安全方法。预防和安全措施的最佳做法如下。.
电池管理系统 (BMS)
BMS 是最大限度减少热失控的最关键预防技术。现代 BMS 架构可持续监测以下内容：
- 电池电压和电流
- 电池和组件温度
- 充电状态
- 健康状况
BMS 监控关键参数（过压、欠压、过流和高温升率），以尽量减少热失控。采取的纠正措施包括
- 降低充放电率
- 从健康细胞中分离出故障细胞或模块
- 在极端条件下完全关闭电池系统
BMS 对上述所有参数（电池电压、电流和温度）进行持续检查，以维持安全的运行条件。它能平衡电池充电，并在出现异常行为时关闭系统。.
热控制和冷却
将电池温度保持在安全工作范围内至关重要。电动汽车采用了先进的热管理系统（TMS），例如
- 均匀散热的液体冷却系统
- 散热器和热界面材料可消除热点
直流快速充电器（Level 3）、大功率加速或再生制动也会产生热量，但 TMS 可有效散热，防止局部过热引发失控反应。.
防止热传播
即使采取了预防措施，单个电池的故障也不可避免。控制热扩散至关重要。要降低导致热失控的连锁反应的几率，必须采取以下步骤。.
- 电池与模块之间的防火隔热层
- 使用陶瓷涂层分离器
安全充电基础设施与实践
充电条件直接影响电池安全。快速充电器（3 级类型）可能会因快速充电而导致热失控。预防措施包括
- 使用符合电池规格的认证充电器
- 实施受控充电配置文件，特别是在快速充电期间
- 避免在极端温度下充电
- 整合车辆到充电器的通信，调节电力流
结论
从行业角度来看，先进的电池测试、热验证和安全认证在识别早期热风险和提高电动汽车电池可靠性方面发挥着至关重要的作用。您可以了解 十大电池测试设备品牌. .电池过热会导致热失控，但如今的电动汽车可通过智能监控、充分冷却和强大的保护设计来避免这种现象。高科技电池系统可监控任何问题，并及早采取措施，确保电池安全运行。为最终用户提供的实用措施（如使用正确的充电器充电和避免极端温度条件）也能降低热失控风险。随着技术和安全标准的提高，电动汽车电池正变得更加安全、可靠，并可应用于普通生活中。.
