近期多起電動(dòng)汽車著火事件，再次將電動(dòng)汽車的安全問(wèn)題推上了風(fēng)口浪尖，目前動(dòng)力電池的安全性測(cè)試主要集中在確保電動(dòng)汽車在發(fā)生碰撞等事故時(shí)的安全性，然而我們分析最近全球發(fā)生的電動(dòng)汽車自燃事故時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)，動(dòng)力電池包碰撞變形引起的電動(dòng)汽車自燃事故僅占22%，無(wú)事故自燃或充電自燃則分別占比達(dá)到了39%和17%，而如果我們?cè)龠M(jìn)一步分析就能夠發(fā)現(xiàn)這些無(wú)事故自燃車輛中多數(shù)都為使用了3到4年的車齡相對(duì)較大的車輛。

為什么電動(dòng)汽車使用幾年后安全性會(huì)出現(xiàn)降低呢？這就要從鋰離子電池的特性說(shuō)起，我們知道鋰離子電池主要由氧化性的正極和還原性的負(fù)極組成，在循環(huán)或存儲(chǔ)過(guò)程中由于正負(fù)極界面副反應(yīng)的存在，鋰離子電池的容量會(huì)發(fā)生持續(xù)的衰降，而溫度、電流等因素對(duì)副反應(yīng)的速度有明顯的影響，因此高溫和大電流等都會(huì)顯著的加速鋰離子電池的衰降。

動(dòng)力電池包通常會(huì)由數(shù)百只，甚至是數(shù)千只電池組成，如果散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果不佳，往往會(huì)造成電池組內(nèi)溫度分布不均，這一方面會(huì)導(dǎo)致電流的分布不均，另一方面高溫本身也會(huì)加速單體電池的衰降，最終溫度較高的區(qū)域電池衰降速度較快，而溫度較低的區(qū)域容量衰降較慢，導(dǎo)致電池組的一致性持續(xù)惡化，有研究表明壽命1000次以上的單體電池組成電池組，如果不采用均衡，由于循環(huán)過(guò)程中一致性持續(xù)降低，循環(huán)壽命甚至不足150次。

鋰離子電池的工作電流，特別是充電電流對(duì)鋰離子電池的循環(huán)壽命有著非常大的影響，Peter Keil等人的研究表明對(duì)于鋰離子電池如果將充電電流從3A提高到5A，將會(huì)導(dǎo)致電池的使用壽命嚴(yán)重縮短。在動(dòng)力電池包內(nèi)部由于不同電池之間的內(nèi)阻的差異，以及充電過(guò)程中的溫度分布不均，特別是在快充過(guò)程中產(chǎn)熱較大導(dǎo)致電池組溫度梯度較大，因此會(huì)導(dǎo)致電池包內(nèi)單體電池之間的充電電流會(huì)產(chǎn)生顯著的差異，從而導(dǎo)致部分單體電池充電電流大，衰降速度快，使得電池包在使用過(guò)程中一致性持續(xù)降低。

除了溫度和充電電流的影響外，還有一個(gè)常常被我們所忽視的因素——“時(shí)間”。鋰離子電池的一些特性的偏差，例如自放電率、庫(kù)倫效率的微小偏差在長(zhǎng)期積累中也會(huì)對(duì)電池組的一致性產(chǎn)生重大的影響，雖然動(dòng)力電池在成組之前都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的篩選，但是不同電池的自放電率和庫(kù)倫效率等仍然存在微小的偏差，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累，即便是最微小的偏差也會(huì)大到無(wú)法忽視的程度，這也會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池的一致性在使用中持續(xù)降低，嚴(yán)重影響動(dòng)力電池的使用壽命。

電池組一致性為何有如此大的影響？首先我們來(lái)分析一下電池組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通常鋰離子電池組由不同數(shù)量的單體電池通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)構(gòu)成，我們以串聯(lián)為例，假設(shè)一個(gè)5串的10Ah電池中有一只電池容量衰降到8Ah，那么此時(shí)我們?yōu)檫@一串電池充電時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在電池組內(nèi)其他電池尚未充滿電時(shí)，衰降到8Ah的電池就已經(jīng)完成了充電，再繼續(xù)充電就會(huì)導(dǎo)致其過(guò)充，引起安全事故，因此整個(gè)電池組就不得不遷就這只衰降最大的電池，就像木桶理論中最短板是木桶容量的限制因素一樣。

既然電池組在使用過(guò)程中的一致性降低是無(wú)法避免的，那我們唯一能做的就是定期的為鋰離子電池“體檢”，從而確保動(dòng)力電池包的一致性不衰降到不可控的范圍內(nèi)。

對(duì)于由自放電、庫(kù)倫效率不一致引起電池的容量偏差是可逆的，因此可以通過(guò)定期均衡的方式提高電池組的一致性，通過(guò)均衡處理能夠?qū)㈦姵亟M內(nèi)因自放電和庫(kù)倫效率等因素導(dǎo)致SoC存在偏差的單體電池恢復(fù)到與其他電池一致的狀態(tài)，但是動(dòng)力電池包自帶的均衡系統(tǒng)效果不佳。針對(duì)這一問(wèn)題，杭州固恒能源科技有限公司開發(fā)了便攜式的PBM系列電池組均衡維護(hù)儀，具有精度高、維護(hù)速度快、安全可靠、使用范圍廣（三元、鐵鋰和鈦酸鋰等）等特點(diǎn)，能夠顯著改善電池組的一致性，提高動(dòng)力電池的使用壽命。

由于溫度不均和電流不均等因素造成的鋰離子電池容量衰降的不一致性是不可逆的，因此自然也無(wú)法通過(guò)均衡的方式恢復(fù)，而且這些衰降過(guò)大的電池在電池組內(nèi)不僅影響電池組的壽命，對(duì)于電池組的安全性也是一種潛在的威脅，因此就需要我們通過(guò)技術(shù)手段分辨這些容量衰降過(guò)大的電池，但是如何判斷電池的健康狀態(tài)（SoH）是一個(gè)比較棘手的問(wèn)題，有研究表明鋰離子電池的容量衰降與其歐姆阻抗的增加呈現(xiàn)明顯的線性相關(guān)，因此我們可以通過(guò)杭州固恒能源科技有限公司開發(fā)的RDT系列直流阻抗測(cè)試儀對(duì)電池組內(nèi)電池的內(nèi)阻進(jìn)行快速測(cè)量，從而診斷出哪些電池衰降程度較大，從而及時(shí)替換掉這些衰降較大的電池，提高電池組的使用壽命和安全性。

最后溫馨的提示大家，最近中國(guó)廣大地區(qū)即將進(jìn)入暴雨頻發(fā)的季節(jié)，這對(duì)于動(dòng)力電池包的氣密性是一個(gè)非常大的考驗(yàn)，一旦氣密性不合格，引起電池包進(jìn)水，則會(huì)直接導(dǎo)致電池包報(bào)廢，因此在入夏之前為動(dòng)力電池包進(jìn)行氣密性檢測(cè)就顯得尤為重要。針對(duì)動(dòng)力電池包氣密性檢測(cè)的特殊需求，固恒能源科技有限公司推出的QMM系列氣密性檢測(cè)設(shè)備具有氣壓穩(wěn)定、采樣精度高和測(cè)試結(jié)果重復(fù)性好等特點(diǎn)，非常適合對(duì)動(dòng)力電池包、液冷板和PDU等設(shè)備進(jìn)行氣密性檢測(cè)，確保您的愛(ài)車安全過(guò)夏。