在新能源车的车身中配置并使用了大量的电池，但电池设备本身其实就是一个将化学反应放出能量并用电能形式表现出来的装置，因此其确实会带来比较大的火灾和爆炸风险。在实际工作中，天纵鉴定（SKYLABS）也接到了很多关于汽车电池引起的汽车自燃事故和新能源车火灾方面的案件咨询。由于电池的爆炸原因多种多样，大致分为外因和内因两个方面。我们特别在此分享一篇《高工锂电》上锂电行业资深人士的一篇相关文章，供读者们参考。

引言

 电动汽车是在传统燃油汽车面临能源危机与环境污染两大难题时，得到重视和发展的，并被视为解决上述两大难题的有效途径，近年来随着节能减排、绿色环保意识的加强以及国家相关政策的激励，电动汽车呈现出爆发式的增长。在电动汽车保有量快速增长的同时，关于电动汽车的安全问题的讨论已成为不可回避的话题，电动汽车起火事件也时常发生。

2016年1月1日，特斯拉Model S在挪威耶尔斯塔的一家超级充电站插上电源充电的过程中突然燃烧起来，整车几乎被烧毁；2016年1月19日，合肥市一辆正在充电的电动四轮车突然燃烧，轮胎、玻璃等相继炸裂；2015年4月，五洲龙纯电动大巴在深圳普天新能源的深圳湾加电站充电后发生火灾，造成车辆严重损毁；2012年5月，比亚迪E6出租车碰撞之后导致车辆失控起火；2011年4月，众泰纯电动出租车杭州街头自燃，此次事故最终鉴定为电池组成组后不能完全满足车辆使用环境要求，在应用过程中，出现了电池漏液、绝缘受损及局部短路。

从上述几起电动汽车起火事故来看，导致起火的原因主要是外部因素诱导，并在所有保护措施失效的前提下引起电池起火最终场面失控。但对于绝大多数外行人看来，仍然认为是电池本身问题引起电动汽车起火，从而导致市场认识误区：即电动汽车起火等同于电池质量有问题，这不仅严重阻碍电动汽车市场化推广的步伐，而且也让动力电池行业蒙受不白之冤。 

1、动力电池起火机理 

电动汽车动力电池作为电动汽车动力源，就其本质而言，在电动汽车起火时也是危险源，它的安全性除与其生产过程控制、使用条件等息息相关外，还由其自身的热化学行为所决定。就目前而言，市场绝大部分的电动汽车都采用锂离子动力电池，该类电池采用强氧化性的正极和强还原性的负极，以及易燃的有机碳酸锂电解液(如图1所示)。

 在其内部，除了正常的充电放电反应外，还存在众多潜在的放热副反应，如果负极表面膜受热分解，电解液将在裸露的高活性负极表面剧烈还原分解放热；充电态正极在较高温度下易分解放热，产生的高活性氧还会进一步引发电解液的剧烈氧化分解等。在正常使用条件下，上述副反应不会发生。

 但当内外部短路、过充电等导致电池的温度过高时，上述反应有可能被引发，并在短时间内放出大量的热及可燃性有机小分子气体。热量的大量积累导致电池内部温度的急剧升高，并进一步加速副反应的发生，从而使电池进入危险的热失控状态，并可能引发电池燃烧等安全性事故。

 

 图1 电池单体内部结构

 在实际应用过程中，大部分锂离子电池的不安全事故主要由于碰撞、过充电、短路、电解液的泄露等原因所引起，从而造成热失控。受热时(如表1所示)，负极膜首先发生热分解，导致电解液直接在裸露的嵌锂负极表面还原分解放热；随后，充电态正极的热分解放热，引发电解液的氧化分解；热量在电池体内的大量积累导致电池内部温度的急剧升高，并进一步加速副反应的发生，从而使电池进入危险的热失控状态，并可能引发电池燃烧等安全性事故。

2、不同模式下起火原因分析

2.1 静止状态起火

电动汽车静止状态主要指车辆停放在车库或停车场，电动汽车高压回路处于断开状态，整车不上电。此种情况下电动汽车几乎不会发生事故，可能发生的起火原因是电动汽车长时间放置导致电池老化或线路短路造成。

2011年5月12日，媒体广泛报道的沃蓝达电动汽车在停车场后自己起火(如图2所示)，其主要原因是雪佛兰沃蓝达在接受初次碰撞试验后，锂离子电池组的内部受损，且碰撞后部分电池单体出现漏液。

图2 雪佛兰沃蓝达起火现场

 2.2充电起火

 电动汽车充电起火可分两种情况，一种是电动汽车在正常充电时起火；另一种是过充状态下起火。电动汽车在正常充电时，电池中会缓慢释放出氢气和氧气，由于氢气的爆炸极限比较低，如果在某一密闭空间内聚集，遇到火源时可能会遇到染上情况；另一方面，在大电流充电时，导线、相关电气部件会持续发热，如果产品不符合相关标准，散热处理不得当，可能会导致导线绝缘层融化、相关电气部件失效及短路，从而造成相关火灾事故。

 从现有的电动汽车运行情况来看，正常充电状态下没有发生过电动汽车起火事件，更多的充电起火事件是在动力电池充电保护措施失效的条件下导致电池过充而引起火灾。2015年4月，一辆五洲龙电动大巴起火，后经过权威部门调查，导致此次事件的直接原因是BMS(电池管理系统)、充电机及数据监控平台均未能发挥应有作用，车辆动力电池充满电后，动力电池过充电72分钟，过充电量58KW。

 下图3为2016年1月1日，特斯拉Model S在挪威耶尔斯塔的一家超级充电站插上电源充电的过程中突然燃烧起来，整车几乎被烧毁。

图3 特斯拉充电时起火

 过充电时，有机电解质溶液缺乏内在的电压钳制机制，电池的电压随充电进行持续上升，导致贫锂态的正极材料发生分解，在放出大量热量的同时，释放出活性氧。活性氧进一步引起电解液的氧化分解、放热。当过充导致正极电势上升至电解液的氧化分解电势时，过充时，电解液会在强氧化性的正极材料表面发生不可逆的氧化分解，产生大量可燃性小分子气体，增加电池内部的压力和温度。

 此外，由于负极活性材料没有足够的位置嵌入过量的锂，过充还会导致金属锂在碳负极表面的沉积，由此加重了电池不安全行为的危害程度离子电池的安全性与其荷电状态密切相关。荷电态越高，电池往往越不安全。满荷电态时，高度脱锂态的正极和高度嵌锂态的负极分别呈强氧化性和强还原性，此时电池最为危险。

 2.3碰撞起火

 电动汽车碰撞起火主要是指电动汽车在碰撞、追尾或撞车时导致电动汽车起火。汽车在碰撞过程时会发生很多不可预测的情况，对于电动汽车来说更是如此，在撞击过程中动力电池会受到较大的冲击力，可能会挤压、刺穿等损坏，此时如果电池设计有缺陷，在此极端情况下可能会发生燃烧。对于锂离子电池的负极材料一旦因为电池外壳损毁与空气接触，有极高的可能发生剧烈氧化甚至燃烧爆炸。

 另外，剧烈撞击也极有可能造成电路短路、电器元件损毁及保护措施失效。2012年5月，比亚迪E6出租车碰撞之后导致车辆失控起火。汽车碰撞时会发生很多不可预测的情况，与传统汽车相比电动汽车能量采用导线传递，整个车身包含众多电子元器件，当碰撞速度更高时，传统汽车也将不堪一击，更何况电动汽车。

 2.4运行过程中起火

 电动汽车运行过程中起火，主要是指电动汽车在正常行驶过程中的起火事件，从目前电动汽车运营市场及实际情况来看，正常运行时的起火事件很少。

 对于电动汽车正常运行时发生起火的可能性因素主要包括一下几方面：

 1、当车辆以较大功率输出时，电池的放电电流相对较大，大电流放电将导致电池排放大量可燃气体，而电池的温度也随之升高，当散热不良，通风不好，可能会导致热量及可燃气体的聚集，此时电动汽车起火的可能性较大。

 另外，当以较大电流放电时，会导致线缆及对应电子器件发热较快，当散热不良或产品不符合规格同样也会引起电动汽车起火的可能性。

 2、电动车在正常行驶时，频繁的起停、快速超车等现象时常会发生，而在不同的行驶状态下电机输出的功率不同，对应的输出的电流也会发生变化，在较大电流变化冲击下，不仅要求产品具有很好的电磁兼容性对应的性能要求也提高，当不能满足要求时，会导致主回路失控，增加起火的可能。

 3、当车辆行驶在颠簸路面时，会引起车辆的震动幅度变大，此时很容易引起电器部件、线缆、接头及电池单体松动，从而导致接触不良或者失效的情况，这也会引起起火电动汽车行驶过程中的起火。

 4、车辆行驶过程中，假设把车身以内看成一个整体，车身外部环境很难受控，当以较高车速行驶时，外部坚硬物质可能会刮擦、飞溅刺穿关键电器部件或电池箱体，从而引起电池起火。2008年，丰田普锐斯发生过电池起火，其主要原因是在行驶过程中电芯电极连接处松动，继而热控片不起作用，导致电池发热，从而电池爆开，电解液被引燃。2011年4月，众泰纯电动出租车杭州街头自燃，其原因是电池组成组后不能完全满足车辆不同路况要求，在应用过程中，出现了电池漏液、绝缘受损及局部短路。

 2.5浸泡起火

 电动汽车浸泡起火主要是指电动汽车遇到暴雨或者整车都遭遇涉水时起火。不仅电动汽车几乎所有电气设备在涉水时都是对其最大考验。对于电动汽车浸泡后发生起火的可能因素主要是车辆涉水时，电池间的接线或者电机控制系统就可能会由于水或者水汽的的侵蚀，造成短路，导致漏电。一旦短路，如果保护设备失效或没有及时响应就会导致电池温度迅速升高，引起燃烧。不过从目前电动汽车市场运营实际情况来看，国内关于电动汽车浸泡起火的事件还鲜见过相关报道。

 2.6其他情况起火

 电动汽车其他情况起火主要是指：1、不良运营商故意抹黑相应产品形式而人为破坏引起的电动汽车起火；2、装配过程中，因装配不规范，工艺不到位，布线不合理引起的电动汽车起火；3、装车过程中，产品检验不严格，导致不良品装车，引起电动汽车起火。

 3、结论

 随着新能源电动汽车行业如火如荼的发展，人们对电动汽车的安全性能的关注也提升到前所未有的高度，电动汽车起火毫无疑问会首当其冲的受到关注，也许一次较大事故就会改变整个行业的命运，给相关企业带来致命打击。

 从目前电动汽车开发流程来看，动力电池方面在装车之前，都已严格按照国家提供的标准去制作，在加热、冲击、燃烧、穿刺、挤压试和其它试验都符合对应标准；整车方面在绝缘、碰撞、涉水淋雨等试验也都取得较好的效果，能作为一种较好的交通工具满足人们要求。

 而目前并没有任何证据表明电动汽车有比汽油汽车更高的危险系数和起火概率。反倒是2011年沃蓝达自燃事件发生后，美国NHTSA曾发布了初步的评估结论：电动汽车的起火概率并不高于汽油汽车。

 从上述几起典型的电动汽车起火案例可知，电动汽车在正常使用条件下通常是安全的，导致起火的原因主要是由于外部因素(如碰撞、浸水、外部短路等)造成电池热失控最终起火。对于电动汽车上的动力电池单体而言，就目前的技术标准及生产工艺引起电动汽车火灾事故概率很小。