深入内“心” 拆解特斯拉MODEL S电池组

新能源 汽车 的电能来源是锂电池，目前大多数车型都采用了能量密度更高的三元锂电池，这种电池遭遇外力破坏后会剧烈燃烧，但是因为车上并没有油箱，没有燃油的情况下车辆也只是自燃而已，而不是爆燃也不会发生二次爆炸。

虽然不会爆炸，但是燃烧的速度非常快，

几分钟就可以把一辆车烧毁。因此新能源 汽车 一旦燃烧，没有任何救下来的可能。

但是新能源汽并没有事故引发爆炸的案例。原因就是锂电池没有爆炸的条件，事故中锂电池会剧烈燃烧，把整辆车烧毁为止。

锂离子二次电池的特点就是容量密度高，而且容量密度还在不断刷新，只有密度上去了续航能力才能提上去。因此锂电池发展的方向就是不断的提高容量密度，那么锂电池为什么会自燃呢？我们看一下锂电池的结构与工作原理:

锂电池结构与电解电容高度相似:

正极材料、负极材料、中间的隔膜以及电解液、绝缘片构成。正极材料与负极材料紧紧的卷在一起，就像电容一样一层层的缠绕在一起，层与层之间由隔膜绝缘，外壳起到密封的作用，防止电解液外漏，电池芯整体泡在电解液中。我们再看一下锂电池工作原理:

充电时

锂离子从正极脱出，通过电解液进入到负极板中，此时负极材料富锂，正极材料脱锂，电子的补偿电荷从外电路供给到负极，以确保电荷的平衡。 放电时正好相反，锂离子从负极逸出，经电解液进入到正极内，正极富锂。当电池有异物刺破后，例如针刺。这时候就相当于在电池内部直接把正负极短路，锂电池短路电流非常大，因此会从电池内部开始剧烈的燃烧:

电池刺破

后剧烈燃烧是锂电池固有的缺点，目前比亚迪的铁锂电池做的比较好。

其他的诸如三元锂电池只能从别的地方想办法，例如提升外壳硬度、为电池做一个坚硬的外壳避免电池被异物刺破，降低爆燃的几率。或者想办法把电池装到不容易碰到地方，但是电池组体积非常大 、只能把电池放在底盘上，仍然有被异物刺破、挤压破裂的风险，这也是大多数新能源 汽车 无法回避的一个现实，即使是特斯拉也没有解决的办法。

其实传统燃油车爆炸的几率也是非常低的，虽然汽油是易燃易爆

的危险品，但是现实中很难看到 汽车 因为事故而爆炸的例子。

上图中这种爆炸往往是电影里为了烘托气氛而刻意制造出来的爆炸。 汽车 想要爆炸也很难的，油箱破裂时往往伴随着剧烈燃烧、汽油消耗完毕后也就结束了。

事故导致油箱破损汽油泄露，这时发生爆炸往往都是空气中油气浓度足够高的时候导致的闪爆。但是油箱内燃油有限、户外有足够多的空气，汽油很快就挥发掉或者燃烧掉，空气中油气浓度很难达到闪爆的临界点。所以 汽车 爆炸只发生在电影里，或者战乱地区用炸弹引爆，而现实生活中很难看到 汽车 爆炸！

可以肯定的和你说，新能源 汽车 一定会发生碰撞爆炸。这是毋庸置疑的问题。至于那些说不可能的人，麻烦你们仔细的想一下，只要关于电子产品之类的东西，就一定会爆炸。更何况是 汽车 ，你见过哪款 汽车 不爆炸？我指的是在发生交通事故的时候。

从2018年的数据来看，有超过五辆的新能源 汽车 因为充电而导致爆炸，当然，在我们的日常生活中，无论什么东西充电过多，也会导致爆炸。

在今年的六月份，特斯拉的一辆 汽车 发生了自燃现象，整辆 汽车 烧的只剩下 汽车 的架子，左香并没有人员伤亡。而像特斯拉自然这样的事情发生并不在少数。

在上海有一个特斯拉的客户，将自己的爱车停在地下车库的某一个位置，从监控可以看出，车子是慢慢的开始冒烟，然后开始走火，最后烧的只剩下一副骨架。而 汽车 公司露出官方回应，是这位用户的电池，由于自己的原因，使得电池变形，维修人员没有检查到，导致事故的发生。虽然这些事情都是小概率发生的。但是也会发生。

先说答案：不可能

再说原因

你可以去百度一下关于爆炸的4个前提条件：可燃物、助燃剂、封闭空间、火源

再不考虑新能源车（这里仅限纯EV车，不包括燃料电池）自身的一些防护手段（例如BMS等），就单纯电池自身以及其使用的工作环境而言，封闭环境是一个最难以满足的条件

当电池包装破损，电解液流出，电池发生自燃的时候，由于电池处于一个开放的环境，所以热量不会出现蓄积，所以即便会有明火，但也不会出现因压力增大而爆炸

这个道理同样适用于燃油车，燃油车爆炸的条件也很苛刻，就一个封闭环境就限制住了

大部分车辆自燃的结果就是一把火烧了，出现爆炸的可能性非常低

目前唯一有可能出现爆炸的车，就是包括天然气、氢气（燃料电池）在内的燃气能源动力车

气体压缩本来就是一个封闭且高压的环境，所以一旦出现碰撞破损，压力瞬间释放遇到明火，爆炸是极有可能的

不过目前随着技术的进步，常温常压储存技术也很成熟，所以未来包括氢气在内的大部分燃料电池车都可以做到安全性和普通电动车一样

不可能

近几年能源车起火事故视频让消费者非常紧张，新能源车主担心自己的车容易起火，其它车主也害怕新能源车起火而不敢将自己的车停在旁边，那么到底新能源 汽车 的电池安不安全？ 现阶段采用不同形式动力电池的新能源车都是如何保证电池的安全性的？

两大阵容PK，谁能登顶？

● 常见的三元锂电池形式

目前新能源乘用车主要采用三元锂电池，而传统的磷酸铁锂电池主要是商用车以及一些低端的微型车（比亚迪最新的磷酸铁锂刀片电池暂不讨论）。

将上述表格解读一下：

1、硬壳电芯（方形电芯）的最大优势是安全，毕竟铝合金/不锈钢壳子本身硬，而且厚度大，甚至连针刺试验的钢针都无法刺穿，但是硬壳电池的整包能量密度普遍不高，太多重量被用来保护电芯本身。这是大部分主流新能源车企的选择。

2、软包电芯的本体大家都见过，不少数码产品的电池就是它，软包电芯重量较轻，单体电芯一致性非常好，问题是加上温控系统之后的轻量化优势不多了。目前主要有通用、爱驰、前途等车企选择使用。

3、圆柱电芯的运用最广泛，而且散热好，能量密度较高。除此之外圆柱电芯的供应商特别多，中日美韩都有成熟的圆柱电芯生产企业，而使用圆柱电芯最出名的车企就是特斯拉。

● 锂离子电池的安全性

锂离子电池主要产生的安全性问题就是燃烧甚至爆炸，出现这些问题的根源在于电池内部的热失控。

一般电池的最佳工作温度范围在25℃左右，即使车辆在静置状态，电池也不会完全断电，电池管理系统会根据情况自动调整动力电池的输出功率。当电池包发生不可控的外力撞击或者内部短路时，电芯本身会不断发热，若无法及时将热量控制在合理温度，便会导致由内到外的燃烧。由于锂电池本身自带氧化剂，所以使用干粉或泡沫灭火器隔绝氧气的传统方法对其完全没用，只能用大量的水降温等它自己熄灭。

热失控的源头可以分为三大类：

1、电芯受外力挤压；

2、电芯内部短路；

3、电池管理系统(BMS)失控。

想让电芯不受外力挤压比较容易解决，只要在车体以及电池包的外层设计出有效的防护结构，在车辆发生碰撞的时候就能抗下所有冲击或者在一定程度上缓解冲击，就能很好地避免出现电芯受到外力的挤压。

动力电池普遍安装在乘员舱的正下方， 汽车 原本的结构就能够对前、后方的冲击起到有效的缓冲防护，一些车型甚至还额外进行了加固。例如奔驰的首款纯电动车型EQC就在车头设计了由多条钢管组成的安全笼结构。

而当面对来自侧向的冲击时，除了依靠车辆的B柱以及车身框架作为缓冲之外，电池包外壳的两侧还会额外设计有类似防撞梁的吸能结构，能够抵御对电池包本体的冲击。 但光应付外部的冲击还不够，内部也需要有框架来进行固定，即使冲击已经传到内部，也能保证电芯有足够的“生存空间”。

以蔚来70kWh的电池包为例，采用尺寸规格为PHEV2，容量50Ah的VDA方形电芯，4P96S电芯排列方式，即96颗电芯为一个模组，4个模组组成蔚来电池包，共计384颗方形电芯，每个电池模组内置有3个电芯温度传感器。

液冷恒温系统对纯电动车来说非常重要，蔚来将铝制液冷板铺于模组下，在模组与液冷板之间加入一层导热垫，并在液冷板与壳体底部之间再铺设有隔热和绝缘材料，进一步确保电池整系统的恒温和安全。工作时， 电芯的温度传递到模组与冷板接触的底部，再通过导热垫传给液冷板，液冷板外壁再把热量传导到冷却液，而在电池温度过低时也可以反向给电池加热。

通用旗下别克VELITE6使用的则是软包电池，内部的一片片软包电芯如同扑克牌一样竖直排列在一起。两个软包电芯、一片冷却片，再加上一个模组框架和一片隔热泡棉组成一个完整的“MINI堆垛单元”，而一个电池模块总成由26个“MINI堆垛单元”组成。此外，也可以通过线圈加热冷却液，使电池升温，即使在极端寒冷环境下，也能确保电池处于最适宜的工作温度。

虽然软包电芯的电池一致性相比硬壳要稍差，但可以通过良好的电池热管理系统来解决。而说到这里就不得不提特斯拉了，由数千颗21700锂电池组成的电池包拥有超高的能量密度，散热能力也更强，但过多的单体电池导致一致性非常不理想，这对电池热管理系统是一个不小的挑战，不过这正是特斯拉的强项。

在特斯拉的电池包内，所有圆柱形电池都被灌注水乙二醇的导热铝管所环绕，铝管外还有一层橘黄色的绝缘胶带，更大的散热面积加上强大的电池热管理系统让特斯拉在实际用车中很少因为电池过热出现问题。

过度充电是使用锂电池包方法不当行为中危害最高的一种。由于过量的锂嵌入，锂枝晶会在阳极表面生长，有刺穿SEI膜的风险。其次锂的过度脱嵌也会导致阴极结构因发热和氧释放而崩溃(NCA阴极的氧释放)，并加速电解质的分解，产生大量气体。由于内部压力的增加，排气阀打开，电池开始排气。电芯中的活性物质一旦与空气接触，就会发生剧烈反应，放出大量的热，从而引发锂电池的燃烧起火。

所以好的电池热管理系统同样会设置好最高以及最低电池SOC，并实时监测每个电芯以及模组的电量、温度等，避免过充过放，从源头抑制热失控。一些搭载高容量电池的中高端车型也会选择将部分电量隐藏，例如奥迪e-tron搭载的电池包容量为95kWh，但为了保证充电效率和电池寿命，在正常情况下的可用容量只有83.6kWh。

● 我国电动 汽车 首批强制性标准

即使已经做了如此多的努力，但事实证明我们还是不能100%确保纯电动车不会发生起火事故，但通过电池内部的阻燃材料以及电池热管理系统发出的预警，我们可以尽量将电池从升温到最终燃烧的时间延长。

在5月12日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了《电动 汽车 安全要求》《电动客车安全要求》和《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》三项标准，计划于2021年1月1日起开始实施。

其中《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》在优化电池单体、模组安全要求的同时，重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求，试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。特别是增加了电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留足够的逃生时间。

您好，很高兴回答您的问题，关于新能源 汽车 碰撞后是否会爆炸的问题没有绝对的答案，但是从概率上分析大概率是不会发生爆炸的。

大家看到过很多新能源 汽车 自燃事件，但据我所知国内还从未发生一起新能源 汽车 碰撞后导致人员死亡的事件，虽然说电池在受到冲压、碰撞、变形后会存在短路自燃的风险，但是电池包的抗击打能力也是非常强的，并且国家对动力电池还有相应的国标，下面看看威马 汽车 的电池包测试。

1、高空跌落

把威马 汽车 电池包直接从 3米的高度跌落到水泥地面上。据说3米大概是一层楼的高度，很多立体车库也差不多这么高，跌落后的电池包，外壳出现了轻微的凹陷，但是除此之外，没有其它异常情况。

既然从3米的高低跌落的电池包没有问题，那好奇实验室就把高度翻倍——提升到了6米。6米的高度大概是两层楼的高度，也是一般高架桥的高度。令人“失望”的是，摔下来的电池包外观仍旧正常，没有起火、没有爆炸，触摸时也没有漏电现象。

2、挤压。

把电池包抵在破碎机的率带上，然后用机械臂进行挤压，将电池包挤压到变形量超过30%的时候停止。据说挤压威马电池包的这台破碎机，平时是用来拆房子的。

挤压后的电池包一侧已经完全塌陷了，而变形最厉害的一面就是电芯所在的位置。虽然被挤得很惨，但是整个电池包也没有漏电的现象。

既然机械臂不行，那就换破碎锤的金属尖头（没错，就是拆房子的时候用的那个很粗的金属头），直接挤压电池的上壳体。挤压过后，电池包凹陷得很厉害，但是仍旧很稳定，没有起火，没有爆炸。

3、浸水 。

搭建了一个泳池，在泳池中倒入粗盐，使得泳池中NaCl浓度高于国标浓度。然后把威马 汽车 电池包直接浸入泳池水中三小时。

车辆在行驶过程中难免会遇到涉水的情况，如果电池包遇到积水，会不会短路起火？观察在盐水中浸泡三小时后吊起的威马 汽车 电池包，发现电池包外壳完好，没有冒烟、起火，也没有漏电的现象。

4、高温灼烧。

在油桶里倒入汽油，点火。然后在火焰燃烧最大的时候，把全新的电池包放在火焰上方烧烤。火势慢慢变大，窜起的大火把电池包完全包在里面，用红外线测温仪测得电池包表面的温度达到了217℃。

150秒后，把电池包移开，底部依然有零星的火焰，待火完全熄灭后，可以看到底部的涂层有些烧化。除此之外，电池包的外形结构依然完好，底部也没有烧穿，也没有出现起火、爆炸的现象。

不论是跌落还是挤压，是水泡还是火烧，经过这样摧残后的威马 汽车 电池包，都没有出现起火、爆炸、漏电的现象，可以说在安全性上是非常的利害了，所以说新能源 汽车 在发生碰撞之后爆炸的可能性非常小。

你担心多了，国家有严格规定

水系锌离子电池电解液是水溶液，水系锌离子电池使用水溶液作为电解液，具有导电性高、安全不易燃、制备相对简单的特点，近年来引起人们的关注。由于锌的元素丰度高、价格低、理论密度高达825 mAh/g和较低的氧化还原电位(-0.763V)，被认为有望取代锂离子电池。

水系锌基电池具有安全性高、成本低、能量密度高等优点，在便携式电子设备、电动汽车和大规模储能领域具有应用前景。

目前，水系锌基电池面临的主要挑战为：锌负极一侧锌的不均匀沉积导致枝晶生长与脱落，影响锌基电池的循环稳定性；水系电解液离子传导率随着温度的降低而急剧下降，使得该体系电池在低温下无法运行，限制水系锌基电池应用范围。

该电解液由水（H2O）、乙二醇（EG）和硫酸锌（ZnSO4）组成，在低温下具有高的离子传导率（-40℃时为6.9mS/cm）。研究通过实验并结合理论计算，阐明Zn2+-EG分子间的相互作用，能显著提高EG-H2O分子间氢键相互作用，从而破坏电解液中H2O分子间连续的氢键，降低混合电解液的凝固点，在低温下实现Zn2+快速传输。

研究发现，采用该混合电解液构筑的锌离子混合超级电容器（ZHSC）和锌离子电池（ZIB），在-20℃均展现出高能量密度（ZHSC为36Wh/kg，ZIB为109Wh/kg）、高功率密度（ZHSC为3.1kW/kg，ZIB为1.6kW/kg）和长循环寿命（ZHSC为5500个循环，ZIB为250个循环）的特点。

通常情况下，乙二醇作为一种传统的载冷剂同样具有很强的腐蚀性。铁和无氧纯水的反应其自由能是降低的，反应要放出氢。同时，乙二醇在使用过程中与空气接触容易产生气泡，气泡在溃灭过程中产生的微射流或冲击波对设备产生损伤——穴蚀（又称气蚀、空蚀）。穴蚀现象开始是变色，表面局部呈灰白色，而后逐步变粗糙，继而呈现出麻点和针孔，并逐步向深处发展，最后产生散落或形成局部聚集的蜂窝状孔群，严重的针孔可穿透设备。加上钢铁表面不均匀，它在水中要形成无数微小的腐蚀电池，造成对设备的腐蚀。同时乙二醇含有羟基本身不稳定容易酸化等因素会导致新鲜乙二醇溶液能在小于1周的时间内腐蚀碳钢（一般用碳钢)和铜；能在约1年的时间内，腐蚀一般不锈钢（304不锈钢）。并导致溶液系统中铁锈杂质等含量很高，很多企业使用的乙二醇溶液在1年左右，杂质含量达到1%附近。由此导致换热效果低，冰点提高等后果。另外，发生腐蚀的乙二醇溶液，由于存在电化学腐蚀、垢下腐蚀、酸性腐蚀等一些列叠加腐蚀作用，具有更强的腐蚀性。

锂电池电解液主要是由有机溶剂和无机盐组成的。

有机溶剂有PC（碳酸丙烯酯），EC（碳酸乙烯酯），DMC（碳酸二甲酯），DEC（碳酸二乙酯），EMC（碳酸甲乙酯）。

无机盐一般是LiPF6，LiBF4

为测量电池溶液及防冻液的浓度而设计的。通过测得的百分比可以知道以丙二醇和乙二醇为基的防冻系统的冰点和汽车窗玻璃清洁液的冰点，还可用来检查铅酸蓄电池内电解的比重及使用状态，为配制、检测防冻液，电池液提供了极大方便，请大家注意的是JT4T只适用于各种运输载体的引擎及内燃机的冷却系统。能非常方便快速地测定乙二醇为基液加添加剂配制而成的防冻液冰点值。他是根据溶液浓度（与冰点对应）与折射率的对应关系而设计的便携式检测仪器。可快速测试乙二醇与丙二醇型防冻液的结晶冰点及测量电池水的比重（相对密度）。 主要功能对准光亮方向，调节目镜视度环，直到标线清晰为止。调整基准：测定前首先使用标准液(纯净水)、仪器及待测液体基于同一温度。掀开盖板，然后取2~3滴标准液滴于折光棱镜上，并用手轻轻按压平盖板，通过目镜看到一条蓝白分界线。旋转校准螺栓使目镜视场中的蓝白分界线与基准线重合(0%)（注：仪器出厂时已调校好，大家可直接使用）。

甲醇冰点仪是测试甲醇冰点的精密光学仪器。其基本原理是应用全反射临界角法测量溶液的折射率，进而标定出所测液体的冰点值。

由于其原理可靠，精度能满足实际需要，又有体积小、重量轻、造型美观、使用方便等优点，所以广泛应用于汽车行业等等。甲醇冰点仪与乙二醇冰点仪的区别最基本的常识就是我们要明白甲醇冰点仪测不了乙二醇勾兑的玻璃水，乙二醇冰点仪测不了甲醇勾兑的冰点仪。因为甲醇勾兑出来的防冻液，拿乙二醇冰点仪去测量，直接会伤害到仪器的传感器，导致冰点测试仪无法第二次测量。所以说我们在使用冰点仪时要注意不可以混合使用。