动力电池热失控防控新策略：筑起安全防线，守护乘客与车辆安全
随着电动汽车市场的日益扩大，消费者对车辆性能和成本的要求也越来越高。其中，动力电池作为电动汽车的核心部件，其性能与成本直接影响着整车的市场竞争力。然而，高性能镍锰钴（NMC）电池在带来高续航里程的同时，也伴随着热失控（TR）的风险，这一安全隐患不容忽视。
热失控是指电池在活性物质放热降解过程中发生自热，导致高温导电反应气体爆炸性释放的现象。若电池温度超过临界极限，就可能触发自热，进而引发热失控。过热的原因可能多种多样，包括内部或外部短路、外部加热、过度充电或冷却系统故障等。一旦热失控发生，若没有有效的热防护设计，热气将流向相邻电池，甚至可能因电弧点燃导电气体，触发连锁反应，即热蔓延（TP）。这种热蔓延会对电池或车辆造成严重损坏，甚至对乘客构成生命威胁。
为了应对这一挑战，电动汽车制造商们纷纷加强电池系统的安全设计。隔热罩、隔热板、热气导向部件和电芯间隔热片等耐热产品应运而生，它们共同构成了电池系统的安全防线。隔热板位于电池爆喷口和电池盖或外壳之间，能够保护这些部件免受热气流的直接影响。隔热罩则需承受粒子轰击产生的机械应力和热气产生的热应力，同时保持被保护部件的温度在安全范围内。热气导向部件则负责将热气从爆喷口引导至非关键区域，并建立电绝缘屏障，防止电弧的产生。电芯间隔热片则用于抑制热蔓延，防止热量从一个电芯传递到相邻电芯。
根据安全设计的有效性，热失控对乘客和车辆的影响可分为四个严重程度级别。LEVEL 1级别下，电池包外部在10分钟内不允许有火或烟，为乘客提供足够的安全疏散时间。然而，这通常会导致车辆全损。LEVEL 2级别下，热蔓延得到管控，损坏仅限于电池包，乘客仍有足够时间疏散，但电池包外部可能观察到烟雾。LEVEL 3级别则实现了阻止热蔓延或零热蔓延，驾驶员将收到电池故障通知，但无需疏散。在LEVEL 4级别下，电池管理系统甚至允许车辆行驶至可维修电池的位置。
在工程化安全解决方案方面，电池系统的设计和概念因制造商而异。优秀的热防护系统不仅依赖于高性能的隔热材料，还需要精心的设计。隔热材料需具备高耐热性、高机械强度以及良好的隔热性能。而设计则需满足电池组件的特定安全要求，同时保持轻便和节省空间。欧瑞康的隔热板就是一个典型的例子，它由多层材料结合特定的设计理念开发而成，具有高达1400℃的耐高温性和良好的隔热性能。
除了隔热板外，热气导向组件和电芯间隔热片也是电池系统安全设计的重要组成部分。热气导向组件通过疏导导电的气流来保护关键部件和区域，而电芯间隔热片则用于阻止热量从一个电芯传递到相邻电芯。这些组件的材料和设计都需经过精心挑选和优化，以确保在热失控事件发生时能够有效地保护电池系统和乘客的安全。
在电芯间隔热片的设计上，先进的电芯隔热片不仅具有弹性特性，能够补偿电芯的呼吸和膨胀以及电芯组的组装公差，还具备出色的隔热性能。通过采用特殊的设计组件和多层材料复合技术，电芯间隔热片能够有效地阻止热量的传递，确保电池系统的安全运行。
电动汽车电池系统的安全设计是一个复杂而重要的课题。通过采用先进的隔热材料、精心的设计以及有效的热气导向和电芯间隔热片等技术手段，可以显著降低热失控事件的风险，保障乘客和车辆的安全。随着技术的不断进步和创新，相信未来电动汽车的电池系统将会更加安全可靠。