比亚迪新能源车辆自燃原因探讨！刀片电池过了针刺试验就安全吗？

说起新能源车，不管是混合动力还是纯电动都离不开大容量锂电池。近年来新能源车逐渐成为了更多人购车的选择。但车主心里一直都会有一道坎，那就是车辆电池自燃。针对电池自燃的安全设计，很多厂家都推出自己的设计方案，其中最具安全代表性的当属比亚迪的刀片电池。还记得刀片电池刚推出时宣传的针刺试验视频让人一度认为电池自燃已被永远消灭在了新能源的字典当中，但是从目前比亚迪实车表现来看，装配刀片电池车辆的自燃率与电池宣传的表现相比着实一般，现在只要新闻报道了新能源车自燃消息，网友们都会调侃车辆是不是比亚迪。今天笔者将从刀片电池单体和电池系统两个角度去探讨，比亚迪新能源车辆自燃到底是不是刀片电池惹的祸？

刀片电池为什么能通过针刺试验？

想要分析电池自燃，首先了解刀片电池为什么能通过针刺测试？刀片电池本质是属于磷酸铁锂电池的一种，属于结构创新开发而来的一款电池单体。或许很多人都认为软包电池非常不安全，其实包括刀片电池在内的方壳电池其内部核心依然还是软包电池，只不过通过结构工艺将其制作成我们常见的单体电池。

刀片电池内部叠片电芯

刀片电池采用叠片工艺制作，内部由26组叠片组成，每组叠片组成最小的电芯单元，额定电压3.2V，26组叠片之间通过端部电级并联，最终组成刀片电池。

刀片电池端部

从刀片电池针刺试验的视频中看到，其不但没有起火，而且温度保持在30-60℃之间，从单个单体表现来看，刀片电池的确在自燃控制方面有些巨大的优势。这是如何做到的呢？核心在于刀片电池将电芯分成了26片更小单元的叠片，同时把电池压扁增大散热面积。这样做的优点是小单元电芯在穿刺后，即使钢针短路了正负极，其发热功率有限，同时得益于刀片电池更大的散热面积，让温度保持在相对低温的状态。

从下图看到，对照试验厚度为刀片4倍的方块磷酸铁锂电芯（中间样品）针刺400℃的高温就已经直逼三元锂电池500℃，而对于电动车来说400℃和500℃其实并没有本质意义上的差别。可以理解刀片电池就是把传统的方块电池平切成四份后，再把每份分解成更薄的软包片，最后横着拼接在一起，在降低发热功率的同时让更多的磷酸铁锂材料与空气接触散热。这就是刀片电池单体能通过针刺试验的核心原因。

电池针刺对比

车辆自燃原因是什么？单体安全≠系统安全！

从单体针刺试验来看，对于外行人来说有点南辕北辙的味道！很容易形成这样的逻辑思维，即“单体都这么安全，放到整车也会很安全”，真的是这样吗？我们先看看，单体和系统会有哪些变化？

三个关键点：1.单体针刺为实验室环境，为单点针刺；2.针刺试验采用一块电芯，而不是多块；3.针刺试验并不是电池最恶劣的工况，不代表极致安全；

我们先说第一点，单点针刺和组成系统后的区别，上述分析已经说明了单体能够通过针刺试验的核心原因是极大的散热面积，但是组成系统后，其散热面积急剧下降！由单体的六面散热变成可怜的边沿散热（见下图），为了克服磷酸铁锂单体能量密度低的先天缺陷，刀片电池紧贴的排布在车辆底盘，容易形成热量积累的同时，只通过电池包上表面液冷板散热，散热面积大大降低。

刀片电池包

对于第二点，在车辆发生事故后，谁也无法保证只有一块电芯受损，多块电芯穿刺与单块电芯穿刺情况完全不同。可见单体与系统安全性之间并没有绝对的继承关系，系统比单体的安全性低。

对于第三点，还是回到刀片电池能够通过针刺的核心原因，即26组叠片摊薄了单个软包电芯的厚度，使针刺时发热功率低，或许让人震惊的更多是那根穿透电芯的钢针。但对于刀片电池来说，最恶劣的工况应该是正负极短路，短路时电芯内26组叠片电芯同时发热，比电芯穿刺造成中段短路更恶劣。而电池包安装在车辆底盘，需要面对潮湿、腐蚀、磕底等众多威胁，这些威胁恰恰就是引发电池短路的罪魁祸首。

所以说，单体安全≠系统安全，这也是刀片电池考试很优秀，实战与考试表现有出入的原因。

刀片电池本质是解决安全吗？

前文说到，由于刀片电池本质为磷酸铁锂电池，先天自带能量密度低的缺点。刀片电池的结构可以很好的适配车辆底盘，去模块化CTB的设计路线，减少了线束和结构件，最终将能量密度提升到新的台阶，让磷酸铁锂电池长续航成为现实！可以说，刀片电池的针刺试验得益于其独特的结构创新，而结构创新的目的是为了提高巡航里程。针刺温升低的特性应该说是刀片电池结构创新的副产品，从前文单体和系统集成的安全性对比来看，也印证了这个观点，即通过系统集成提高整车续航，牺牲了部分安全性。作者认为作为磷酸铁锂系的刀片电池包，其整包安全性依然是优秀的，只不过相对单体而言有点不尽人意。

CTB技术

编写说

从国家新能源发展角度来看，鼓励的是多条技术路线并行竞争，而比亚迪对刀片电池南辕北辙的宣传方式，并没有给消费者对电池竖立客观真实的认识！反而让大家对三元锂电池产生了恐惧，这样的竞争方式格局太小。从国家安全标准来看，为什么新标准取消了单体针刺的试验要求，只对电池包安全提出要求，因为系统安全才是核心。不管使用什么技术路线只要通过系统安全就没有问题，不需要追求单一的先进性。关于新能源车起火的因素还有很多，如密封不良、电线缺陷等。

对于刀片电池单体和系统的安全性你怎么看？欢迎评论区告诉我们！