動力電池作為各種材料的集成品，在外形結構和技術路線有多種組合方式。但由于原材料總體是單一品，所以導致供應商們在技術上較為同質，主要在成本和工藝方面下功夫與同業者競爭：在原材料、生產設備、工藝、配方甚至管理等環節都進行優化。通過各個環節都細致化，讓不同廠家的產品之間性能差異非常大，最終出現優質電池和普通電池兩類產品。

電池企業目前打造核心競爭力的主要方式是采用“差異化戰略”，即提供質量更有保證、成本更具競爭力、電池性能更好的產品，從而更好的進入下游汽車的供應鏈。

汽車的供應鏈作為電池企業的下游，對于產品安全性能無一不放置重頭。因為一旦汽車因質量問題出現事故甚至造成人員傷亡，對于整車企業的品牌損害是不可預估的。即便動力電池并不直接面向消費者，但只要是車企，就定會優先選用最為可靠、安全的電池產品。

依照車企而言，按照重要程度排序，動力電池必須具有性能依次是安全性、低成本、倍率性能、循環壽命和能量密度：安全性，是動力電池大規模應用的根本前提；低成本，根本上決定了動力電池與傳統燃油之間的競爭力；循環壽命和能量密度，是電池性能最主要的指標。

純電動車的動力來自于電池，電池的安全性是關乎每一位消費者生命安全的大事，確保電池安全性能是純電動車安全行駛的根本前提。

自2018年以來，國內發生的電動車起火事故超過30起，這些事故的導火索絕大多數都指向了動力電池。既有電池本身環節的質量問題，也有車主在使用過程中的不當操作。而純電動汽車起火事故的第一“導火索”就是電芯產品問題。

因為在電芯生產制造的過程中，如果出現個別產品的雜質、毛邊等等質量不過關的情況，在車主經過多次充放電循環后會形成析鋰從而內部短路，最終導致熱失控、熱擴散。

動力電池系統的產品安全性范圍包括：

化學安全、電氣安全、力學安全和功能安全。

化學安全在電池單體設計時就已定型，例如何選擇活性材料及如何組合；而化學安全事故是電動車事故的主要來源，電芯層面主要承擔化學安全層面的職責。

電氣安全通過對電池系統里的電線、殼體和其他電器部件的絕緣來實現；

力學安全通過適當的機械設計來實現，比如特殊的房碰撞保護殼；

功能安全通過相應的傳感器來監測電池單體、電池控制單元和它們相關的通信接口來達到目標，執行器是指如接通、斷開電池的繼電器。

△ 新能源汽車起火的主要場景統計

除此之外，電氣連接失效和碰撞等機械傷害也會引發新能源汽車起火。在純電動汽車使用的長期過程中，部分產品使用壽命無法充分滿足要求。例如某車型動力電池經過一段時間使用后，螺栓松動，局部電阻較大開始發熱，成為安全隱患。而碰撞是觸發動力電池熱失控的典型方式。單個電芯或模組發生熱失控，會進一步傳導至其他電芯、模組和電池包。目前動力電池有關隔熱、阻斷的機械結構設計有待進一步提高。

從科學機理上講，造成鋰離子電池熱分解失控的誘因分外部與內部：外部出發為電濫用、熱濫用或者機械濫用；內部出發則是金屬雜質殘留、隔膜破損或負極上的析鋰反應導致單體損壞等。

不論觸發原因，其結果主要是電池單體溫度升高，進而引起其他單體的熱分解反應，從而產生大量熱量。這自加速過程即為熱失控（Thermal Runaway），熱失控導致的結果不僅僅是不可控的單體發熱，甚至是起火。

△ 鋰離子電池典型熱失控過程

鋰離子電池普遍采用易燃的烷基碳酸酯有機溶液作為電解液；負極的石墨在充電態時化學活性接近金屬鋰：在高溫下表面的SEI膜分解，嵌入石墨的鋰離子與電解液、粘接劑PVDF會發生反應，這些都會伴隨著大量熱的釋放；正極的過渡金屬氧化物在充電時具有較強的氧化性，在高溫下易分解釋放出氧，釋放出的氧與電解液發生燃燒反應，繼而釋放出大量的熱。

因此，安全設計不足的鋰離子電池會有熱失控的可能，如冒煙、起火甚至爆炸。

【負極材料方面】

SEI膜分解反應熱相對較小，但反應起始溫度較低，會在一定程度上增加負極極片的“燃燒”擴散速度。所以SEI膜分解反應直接決定了電池的高溫存儲性能。因此，改善SEI膜的熱穩定性十分必要。

【正極材料方面】

各充電態正極材料在高溫下釋氧程度是影響其安全性能的主要因素。若對其他性能要求較高，采用核殼結構和表面包覆也是減少正極材料與電解液的反應熱，提高電池安全性能的有效手段。

【電解液方面】

由于電解液本身分解的反應熱很小，對電池安全性能影響極其有限，所以對電池安全性影響更大的是易燃性，降低其可燃性的主要途徑：采用阻燃添加劑。電解質LiPF6的熱穩定性是影響電解液熱穩定的主要因素。

2、生產過程維度上

不同電芯企業在材料方面趨同，以材料的作為區分很難成為電芯品質的差異化。所以，各電芯企業將生產過程的質量控制水平作為拉開產品差距的最主要環節，將制造工藝的差異集中體現于產品一致性。

鋰離子電池制造過程復雜繁瑣，每道工序的誤差累計成最終電池性能差異，每個環節都影響電池性能，對每個環節進行優化可提高產品一致性，因此過程控制十分重要。

△鋰離子電池各種放熱反應的溫度區間與反應焓

此外，采用自動化程度高及精度高的生產線，不僅可以提高勞動效率、改善工人勞動環境，還可以節約材料、降低能耗并且大大降低生產過程中由于人為接觸造成的污染和人為操作的隨機性導致的電池不一致，從而提升產品品質。總之，提高電池一致性從根本上要提高制造工藝水平。

3、電芯集成維度上

提升安全性主要是提高電池管理系統的水平（BMS）。

電池管理系統（BMS）是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶。在電池組使用過程中遇到的不一致性問題時，通過 BMS 對電池組狀態進行控制，以抑制電池性能差異的放大。主要作用是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現過度充電和過度放電，監控電池的狀態，并對電池組進行均衡管理，使單體電池狀態趨于一致，從而能在電池使用過程中改善電池組的一致性問題，提高其整體性能，并延長其使用壽命。

在新能源汽車的快速發展過程中，電池管理系統（BMS）作為核心的技術發揮著舉足輕重的作用。

動力電池只要是在一定的溫度區間內工作，是有助于電動汽車實現最佳能源效率，所以要做到實時甚至“預感”電池溫度，在多處測量電池溫度（電池本體、冷卻液、BMS板）防止出現局部過熱的現象，如何獲取溫度情況？溫度傳感器在此中的首發作用不言而喻。

以恒溫熱管理技術為例，在每個電芯模組內布置兩個溫度傳感器，精確監測模組內部的電芯溫度，并通過BMS和BTMS精確管理到所有電芯，可以將電芯的溫差控制在±2℃，確保電芯溫度的均勻性、穩定性。另外，還有防爆泄壓設計應對突發狀況，第一時間強制啟動液冷裝置，對出現問題的電池進行熱失控管理，給動力電池一個強有力的保護罩。

【特普生溫度傳感器】

   車載溫度管理系統

   鋰電池設備溫度管理

   儲能溫度管理系統