r**m
发帖数: 1825 | 1 https://zhuanlan.zhihu.com/p/44220201
特斯拉自燃的幕后黑手——说说锂电池热失控
姚昌晟
清华大学 汽车工程系博士在读
苏黎世贝勒爷
在6月17日，洛杉矶又有一辆特斯拉Model S在路面自燃车底的锂离子电池组熊熊燃烧。
这已经是特斯拉在进入2018年以来的第三场起火事故了。而面对这一新闻，公众的反应
，早就没有特斯拉第一次着火时那样热烈。
图1 2018年6月特斯拉电池自燃，来源：CNN报道转发的车主twitter
在五年前的2013年10月，一辆特斯拉Model S在道路上行驶时底部碰撞到了尖锐物体，
随后向车主发出警告，车主逃车后，Model S燃起熊熊大火。这一事件在当时引发了中
外媒体的争相报道，特斯拉股价应声下挫逾6%。这大概是缘于这五年里，特斯拉的自燃
事故已不再鲜见，消费者对“原来这辆车是可能会自己烧起来的”这件事情已经充分了
解，心理预期管理好了，自然就见怪不怪。
当然，Model S的自燃不是孤例，随着新能源汽车的大规模推广，锂电池燃烧导致电动
车自燃的新闻报道也越来越多。
（图2 以“电动汽车 自燃”为关键词得到的谷歌新闻搜索结果）
而之所以锂电池能烧起来、烧起来这么危险，原因是在于它本身就是一个可以自行进行
反应的封闭小系统，换言之，它是一个封闭“能量球”。不同于发动机或燃料电池的开
放系统需要输入空气和燃油。在这个小小的电池里，既有还原剂，又有氧化剂，那么当
然既可以“缓慢”充放电，也可以激烈地燃烧起来。
所以一旦电池的管理不当，后果会是灾难性的。即使是把电池放到太空里去，这个难题
也是一样存在。而当锂电池一旦发生热失控，整个电池组能够释放出的能量是惊人的。
由100节带电量100Ah的电芯组成的电池组，失控能量达到240000000J，合57公斤TNT炸
药。
（图3 电池组热失控能量极大，图片自制）
所以，电动汽车自燃的直接原因——就是锂电池的热失控，我将它称为电动汽车安全的
“幕后黑手”。
那么什么是电池的热失控呢？
所谓热失控是是由各种诱因引发的链式反应，发热量可使电池温度升高上千度，造
成自燃。
一，热失控的链式反应，就好比多米诺骨牌。
从电池电芯内的隔膜分解熔化，进而导致负极与电解液发生发应，随之正极和电解质都
会发生分解，从而引发大规模的内短路，造成了电解液燃烧，进而蔓延到其他电芯，造
成了严重的热失控，让整个电池组产生自燃。
（图4 热失控链式反应的“多米诺骨牌”，图片自制）
这样一堆专业名词如果看起来不好懂的话，那容我做一个类比，请看下图——
（图5 原子弹和氢弹的反应原理）
如图是氢弹和原子弹的反应原理，这一过程大概可以描述为：氢弹是通过原子弹爆
发产生的辐射引燃的——原子弹是通过钚和铀原子核不断受到中子撞击的连锁反应，产
生裂变所爆发的——第一颗引发连锁的中子是由炸药点燃压缩核心而引发反应的——炸
药是点燃的；这就好比整个电池包的燃烧——是从一个模组蔓延开的——而一个模组的
燃烧是其中一颗电芯热失控导致的——电芯的热失控又源于电解液和正负极的燃烧——
而电解液和正负极的激烈反应又要追溯到隔膜的反应——而引发热失控最本源的诱因，
则有三种。
二，热失控的诱因。
热失控的诱因有三类，分别是机械电气诱因、电化学诱因和热诱因。接下来，我们就以
几桩案例，来看一看三种原因都是怎样导致了电池热失控的发生，进而酿成自燃大祸。
（图6 热失控诱因，图片自制）
机械电气诱因，最著名的案例就是文章开头提到的“特斯拉第一烧”，车辆高速行
驶中触碰的异物，直接导致了电池内隔膜崩溃，进而造成了电池内短路，短时间内引发
了自燃，按驾驶者回忆，20分钟前车辆发出预警，车主逃生后火势迅速扩大将整个车辆
烧毁。
（图7 发生于2013年的特斯拉首例公开报道的自燃事件）
电化学诱因，电化学诱因包括了过充放电、内短路等电滥用情况。部分自燃案例中
，电池浸水也属于电化学诱因，这里案例也比较多。当电池包密封性不满足要求，在泡
水后会发生电解水反应，进而产生大量气体，气体在电池包内部会使得电路频繁通断进
而产生电弧。电弧会导致电池壳体的熔化并引燃电解液，从而造成热失控酿发自燃事故
。2012年飓风桑迪引起的Fisker Karma泡水自燃，以及最近发生的力帆650EV暴雨后自
燃，是这类诱因导致的类似案例。
（图8 2012年，飓风桑迪引起海水倒灌，停在海边的Fisker Karma电动跑车被海水浸入
后烧毁大半）
电化学诱因，过充放电是电化学诱因，也是危害极为严重的一个诱因。而它也是和
电动车主使用习惯最为相关的一个，极为常见、危险。特斯拉、荣威、众泰等等电动车
都曾在充电式发生起火。当电池过充电时，正极过渡金属溶解，负极析锂，电解液氧化
分解，从而导致温度加速上升，电池膨胀直至破裂，内阻随之快速增大，进而发生热失
控。以2016年特斯拉充电事故为例，当地过低的气温可能使得电池的状态估计与实际状
态不吻合，进而发生了过充电的情况，导致自燃。过充电导致的事故案例在近年发生较
多，例如今年3月在泰国曼谷的保时捷Panamera PHEV充电起火乃至烧毁住宅；今年7月
在深圳的陆地方舟电动物流车充电起火引燃了旁边车辆。
（图9 2015年，挪威，充电中自燃的特斯拉Model S）
（图10 2018年，泰国，夜间充电自燃的保时捷Panamera PHEV）
热诱因，热失控最直接的诱因就是热诱因。例如在2008年美国公司CEPCI购买了一
辆丰田普锐斯，并自行改装加入了电池，由于该公司改装没有符合电芯制造商A123的使
用规则，车辆运行中热控芯片未产生作用，导致电池温度过高，进而引发热失控，造成
了车辆自燃。
（图11 2008年，改装普锐斯自燃）
三，如何避免热失控。
热失控的诱因是多元的，为此需要做出多重的预防措施，来避免热失控的发生。这里涉
及到了电芯的设计和生产，电池管理BMS算法开发，电池包结构设计等多个方面的研究
，全部展开讲过于庞杂，这里简单说一说在热管理软件层面怎么做，特别是高能量密度
锂电池的热管理，这是目前众多研究的重点，同时也是技术含量较高的一方面研究。
电池的状态和发动机是不一样的，有一些发动机易测量的变量，在电池这里并不容易估
计。比如说燃油车剩余油量，很容易就可以通过油箱内的油的多少来读到，但电池的剩
余电量（ SOC），则通常要使用算法来进行估计。除了电量之外，电池的实际输出功率
、电池寿命等等，都需要算法进行估计，这就使得电池管理策略（BMS）极为关键，而
电池的热失控管理方法也属于BMS。
相关研究中，清华大学所开发的电池状态的联合估计算法，在电池状态间相互耦合的关
系基础上，同时估计电池的多个状态，包括SOC（State of Charge）、SOH（State of
Health）、SOP（State of Power）和SOE（State of Energy）等状态的高精度联合估
计。
（图12 电池状态联合估计算法拓扑图，参考：The Co-estimation of State of
Charge, State of Health, and State of Function for Lithium-Ion Batteries in
Electric Vehicles）
电池状态的精确估计，有助于实时监测电池的充放电状态，避免过充放造成的热失控。
此外在另一项研究成果中，研究者通过状态估计与电池内短路模型的结合，可以有效识
别是否发生了内短路，进而在热滥用发生之初，就对系统发出警告。从今年的众多过充
造成自燃的事故来看，如何防止过充电，还有很多工作要做。
除此之外，如何隔离开发生热失控的电芯也是一个难题。当热失控发生，如果能够将发
生问题的电芯或模组隔离开，就能够有效降低损失，避免自燃。同样是清华大学的研究
者，对电池的热失控蔓延进行了研究，建立了一整套成熟的热扩散测试方法作为技术支
持，并提出了电池包综合的热管理设计方案，包括了上表面连接汇流结构优化散热、下
表面流道散热设计、电芯连接间隔面的隔热处理、以及电池包侧面布置半导体加热片的
低温加热算法设计。这一系列设计保证了整个电池包有较为均匀的热状态，降低了热失
控发生的风险。
（图13 围绕电池包综合热管理进行了全方位的立体设计）
当然除了上述研究应用之外，电池包的设计制造自然是避免热失控的基本要求，相关措
施包括改善电池包的框架设计如降低电池包振动、防火层阻隔、加装钢板、防水防尘等
等。本文不再详述。
热失控，是一个看起来陌生、但却与头条新闻和实际生活息息相关的概念。小到三星手
机，大到特斯拉汽车和波音飞机，都可能发生锂电池的热失控。
尽管科学工作者和工程师们，不断改进了设计、提升了算法，进而有效改善了车用锂电
池组安全性，但是在生活里，我们对电池的使用还是应当更加谨慎。
参考文献：
Feng X, Ouyang M, et al. Thermal runaway mechanism of lithium ion battery
for electric vehicles: A review. Energy Storage Materials, 2017.
Feng X, Ouyang M, et al. A 3D thermal runaway propagation model for a large
format lithium ion battery module. Energy, 2015
Shen P, Ouyang M, Lu L, et al. The Co-estimation of State of Charge, State
of Health, and State of Function for Lithium-Ion Batteries in Electric
Vehicles. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2018
Chu Z, Feng X, Ouyang M, et al. Non-destructive Fast Charging Strategy of
the Lithium ion Battery based on the Control-oriented Electrochemical Model.
Applied Energy, 2018
Xia Y* et.al Damage of cells and battery packs due to ground impact, Journal
of Power Sources, 2014.
Ouyang M*, Ren D, et al. An overcharge thermal runaway model of large format
lithium ion battery for all working conditions. In Progress. |
S*******n
发帖数: 10009 | 2 不对，都是司机的错。
--laoselang
【在 r**m 的大作中提到】
: https://zhuanlan.zhihu.com/p/44220201
: 特斯拉自燃的幕后黑手——说说锂电池热失控
: 姚昌晟
: 清华大学 汽车工程系博士在读
: 苏黎世贝勒爷
: 在6月17日，洛杉矶又有一辆特斯拉Model S在路面自燃车底的锂离子电池组熊熊燃烧。
: 这已经是特斯拉在进入2018年以来的第三场起火事故了。而面对这一新闻，公众的反应
: ，早就没有特斯拉第一次着火时那样热烈。
: 图1 2018年6月特斯拉电池自燃，来源：CNN报道转发的车主twitter
: 在五年前的2013年10月，一辆特斯拉Model S在道路上行驶时底部碰撞到了尖锐物体，
|
T*********s
发帖数: 20444 | 3 特斯拉也挺幽默的
还会给司机发提示说要爆炸了请赶紧跳车逃生 |
l****g
发帖数: 5080 | 4 锂电池，波音也拿它没辙，最后给电池做了个不锈钢棺材套起来完事，确保着火以后波
及速度比较慢。关键是波音经过了长时间的研究，没找到确切原因，只有可能的原因。
电池本身也没有办法改进，套个套子了事。特斯拉在地上开，估计大部分乘员还是有时
间逃跑的，所以不锈钢棺材也可以不用了。 |
d***a
发帖数: 13752 | 5 电池起火比汽油起火还是好很多。汽油车一旦起火，非常惨烈，逃生的时间很短。 |
m****a
发帖数: 2593 | |
o********t
发帖数: 31 | |
l*******g
发帖数: 27064 | 8 sb田托
telsa的起火绝大多数都是高速撞击导致的
【在 S*******n 的大作中提到】
: 不对，都是司机的错。
: --laoselang
|
l*******g
发帖数: 27064 | 9 在2003 - 2007年间，美国消防部门每年应对平均287,000起车辆火灾。这些火灾平均造
成480名平民死亡，1,525名平民伤亡和每年直接财产损失13亿美元。
tesla起火连根吊毛都算不上
【在 d***a 的大作中提到】
: 电池起火比汽油起火还是好很多。汽油车一旦起火，非常惨烈，逃生的时间很短。
|
f****t
发帖数: 15913 | 10 特斯拉每一次起火都被空头报导，丰田普锐斯烧了不知多少车，根本没人管，特斯拉用
户的一条命比丰田用户一百条命都值钱
: 在2003 - 2007年间，美国消防部门每年应对平均287,000起车辆火灾。这些火灾
平均造
: 成480名平民死亡，1,525名平民伤亡和每年直接财产损失13亿美元。
: tesla起火连根吊毛都算不上
【在 l*******g 的大作中提到】
: 在2003 - 2007年间，美国消防部门每年应对平均287,000起车辆火灾。这些火灾平均造
: 成480名平民死亡，1,525名平民伤亡和每年直接财产损失13亿美元。
: tesla起火连根吊毛都算不上
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l***0
发帖数: 784 | 11 伪科学都是竞争对手来骗傻子的。
全世界着火的车多了，特斯拉一着火就大新闻，捷达烧了只有本班某个傻逼版主会报道
一下。
【在 r**m 的大作中提到】
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: 特斯拉自燃的幕后黑手——说说锂电池热失控
: 姚昌晟
: 清华大学 汽车工程系博士在读
: 苏黎世贝勒爷
: 在6月17日，洛杉矶又有一辆特斯拉Model S在路面自燃车底的锂离子电池组熊熊燃烧。
: 这已经是特斯拉在进入2018年以来的第三场起火事故了。而面对这一新闻，公众的反应
: ，早就没有特斯拉第一次着火时那样热烈。
: 图1 2018年6月特斯拉电池自燃，来源：CNN报道转发的车主twitter
: 在五年前的2013年10月，一辆特斯拉Model S在道路上行驶时底部碰撞到了尖锐物体，
|
m****a
发帖数: 2593 | 12 数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据公
开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内S
系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开报
道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，看
看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保有
量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。 |
l*******g
发帖数: 27064 | 13 渣渣？
先不说平均几乎是30
你的跟那些sport的比，和路障菜车比就是joke
S
【在 m****a 的大作中提到】
: 数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据公
: 开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内S
: 系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开报
: 道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，看
: 看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保有
: 量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
: 驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。
|
d***a
发帖数: 13752 | 14 你把IIHS计算的方法搞错了。有两个错误。第一，IIHS死亡率只计入司机的死亡，不包
括乘客。第二，数据要平均到每年，而不是多年累积。你这样算，大概会有十倍左右的
误差，哈哈。
S
【在 m****a 的大作中提到】
: 数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据公
: 开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内S
: 系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开报
: 道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，看
: 看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保有
: 量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
: 驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。
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r**m
发帖数: 1825 | 15 https://zhuanlan.zhihu.com/p/44220201
特斯拉自燃的幕后黑手——说说锂电池热失控
姚昌晟
清华大学 汽车工程系博士在读
苏黎世贝勒爷
在6月17日，洛杉矶又有一辆特斯拉Model S在路面自燃车底的锂离子电池组熊熊燃烧。
这已经是特斯拉在进入2018年以来的第三场起火事故了。而面对这一新闻，公众的反应
，早就没有特斯拉第一次着火时那样热烈。
图1 2018年6月特斯拉电池自燃，来源：CNN报道转发的车主twitter
在五年前的2013年10月，一辆特斯拉Model S在道路上行驶时底部碰撞到了尖锐物体，
随后向车主发出警告，车主逃车后，Model S燃起熊熊大火。这一事件在当时引发了中
外媒体的争相报道，特斯拉股价应声下挫逾6%。这大概是缘于这五年里，特斯拉的自燃
事故已不再鲜见，消费者对“原来这辆车是可能会自己烧起来的”这件事情已经充分了
解，心理预期管理好了，自然就见怪不怪。
当然，Model S的自燃不是孤例，随着新能源汽车的大规模推广，锂电池燃烧导致电动
车自燃的新闻报道也越来越多。
（图2 以“电动汽车 自燃”为关键词得到的谷歌新闻搜索结果）
而之所以锂电池能烧起来、烧起来这么危险，原因是在于它本身就是一个可以自行进行
反应的封闭小系统，换言之，它是一个封闭“能量球”。不同于发动机或燃料电池的开
放系统需要输入空气和燃油。在这个小小的电池里，既有还原剂，又有氧化剂，那么当
然既可以“缓慢”充放电，也可以激烈地燃烧起来。
所以一旦电池的管理不当，后果会是灾难性的。即使是把电池放到太空里去，这个难题
也是一样存在。而当锂电池一旦发生热失控，整个电池组能够释放出的能量是惊人的。
由100节带电量100Ah的电芯组成的电池组，失控能量达到240000000J，合57公斤TNT炸
药。
（图3 电池组热失控能量极大，图片自制）
所以，电动汽车自燃的直接原因——就是锂电池的热失控，我将它称为电动汽车安全的
“幕后黑手”。
那么什么是电池的热失控呢？
所谓热失控是是由各种诱因引发的链式反应，发热量可使电池温度升高上千度，造
成自燃。
一，热失控的链式反应，就好比多米诺骨牌。
从电池电芯内的隔膜分解熔化，进而导致负极与电解液发生发应，随之正极和电解质都
会发生分解，从而引发大规模的内短路，造成了电解液燃烧，进而蔓延到其他电芯，造
成了严重的热失控，让整个电池组产生自燃。
（图4 热失控链式反应的“多米诺骨牌”，图片自制）
这样一堆专业名词如果看起来不好懂的话，那容我做一个类比，请看下图——
（图5 原子弹和氢弹的反应原理）
如图是氢弹和原子弹的反应原理，这一过程大概可以描述为：氢弹是通过原子弹爆
发产生的辐射引燃的——原子弹是通过钚和铀原子核不断受到中子撞击的连锁反应，产
生裂变所爆发的——第一颗引发连锁的中子是由炸药点燃压缩核心而引发反应的——炸
药是点燃的；这就好比整个电池包的燃烧——是从一个模组蔓延开的——而一个模组的
燃烧是其中一颗电芯热失控导致的——电芯的热失控又源于电解液和正负极的燃烧——
而电解液和正负极的激烈反应又要追溯到隔膜的反应——而引发热失控最本源的诱因，
则有三种。
二，热失控的诱因。
热失控的诱因有三类，分别是机械电气诱因、电化学诱因和热诱因。接下来，我们就以
几桩案例，来看一看三种原因都是怎样导致了电池热失控的发生，进而酿成自燃大祸。
（图6 热失控诱因，图片自制）
机械电气诱因，最著名的案例就是文章开头提到的“特斯拉第一烧”，车辆高速行
驶中触碰的异物，直接导致了电池内隔膜崩溃，进而造成了电池内短路，短时间内引发
了自燃，按驾驶者回忆，20分钟前车辆发出预警，车主逃生后火势迅速扩大将整个车辆
烧毁。
（图7 发生于2013年的特斯拉首例公开报道的自燃事件）
电化学诱因，电化学诱因包括了过充放电、内短路等电滥用情况。部分自燃案例中
，电池浸水也属于电化学诱因，这里案例也比较多。当电池包密封性不满足要求，在泡
水后会发生电解水反应，进而产生大量气体，气体在电池包内部会使得电路频繁通断进
而产生电弧。电弧会导致电池壳体的熔化并引燃电解液，从而造成热失控酿发自燃事故
。2012年飓风桑迪引起的Fisker Karma泡水自燃，以及最近发生的力帆650EV暴雨后自
燃，是这类诱因导致的类似案例。
（图8 2012年，飓风桑迪引起海水倒灌，停在海边的Fisker Karma电动跑车被海水浸入
后烧毁大半）
电化学诱因，过充放电是电化学诱因，也是危害极为严重的一个诱因。而它也是和
电动车主使用习惯最为相关的一个，极为常见、危险。特斯拉、荣威、众泰等等电动车
都曾在充电式发生起火。当电池过充电时，正极过渡金属溶解，负极析锂，电解液氧化
分解，从而导致温度加速上升，电池膨胀直至破裂，内阻随之快速增大，进而发生热失
控。以2016年特斯拉充电事故为例，当地过低的气温可能使得电池的状态估计与实际状
态不吻合，进而发生了过充电的情况，导致自燃。过充电导致的事故案例在近年发生较
多，例如今年3月在泰国曼谷的保时捷Panamera PHEV充电起火乃至烧毁住宅；今年7月
在深圳的陆地方舟电动物流车充电起火引燃了旁边车辆。
（图9 2015年，挪威，充电中自燃的特斯拉Model S）
（图10 2018年，泰国，夜间充电自燃的保时捷Panamera PHEV）
热诱因，热失控最直接的诱因就是热诱因。例如在2008年美国公司CEPCI购买了一
辆丰田普锐斯，并自行改装加入了电池，由于该公司改装没有符合电芯制造商A123的使
用规则，车辆运行中热控芯片未产生作用，导致电池温度过高，进而引发热失控，造成
了车辆自燃。
（图11 2008年，改装普锐斯自燃）
三，如何避免热失控。
热失控的诱因是多元的，为此需要做出多重的预防措施，来避免热失控的发生。这里涉
及到了电芯的设计和生产，电池管理BMS算法开发，电池包结构设计等多个方面的研究
，全部展开讲过于庞杂，这里简单说一说在热管理软件层面怎么做，特别是高能量密度
锂电池的热管理，这是目前众多研究的重点，同时也是技术含量较高的一方面研究。
电池的状态和发动机是不一样的，有一些发动机易测量的变量，在电池这里并不容易估
计。比如说燃油车剩余油量，很容易就可以通过油箱内的油的多少来读到，但电池的剩
余电量（ SOC），则通常要使用算法来进行估计。除了电量之外，电池的实际输出功率
、电池寿命等等，都需要算法进行估计，这就使得电池管理策略（BMS）极为关键，而
电池的热失控管理方法也属于BMS。
相关研究中，清华大学所开发的电池状态的联合估计算法，在电池状态间相互耦合的关
系基础上，同时估计电池的多个状态，包括SOC（State of Charge）、SOH（State of
Health）、SOP（State of Power）和SOE（State of Energy）等状态的高精度联合估
计。
（图12 电池状态联合估计算法拓扑图，参考：The Co-estimation of State of
Charge, State of Health, and State of Function for Lithium-Ion Batteries in
Electric Vehicles）
电池状态的精确估计，有助于实时监测电池的充放电状态，避免过充放造成的热失控。
此外在另一项研究成果中，研究者通过状态估计与电池内短路模型的结合，可以有效识
别是否发生了内短路，进而在热滥用发生之初，就对系统发出警告。从今年的众多过充
造成自燃的事故来看，如何防止过充电，还有很多工作要做。
除此之外，如何隔离开发生热失控的电芯也是一个难题。当热失控发生，如果能够将发
生问题的电芯或模组隔离开，就能够有效降低损失，避免自燃。同样是清华大学的研究
者，对电池的热失控蔓延进行了研究，建立了一整套成熟的热扩散测试方法作为技术支
持，并提出了电池包综合的热管理设计方案，包括了上表面连接汇流结构优化散热、下
表面流道散热设计、电芯连接间隔面的隔热处理、以及电池包侧面布置半导体加热片的
低温加热算法设计。这一系列设计保证了整个电池包有较为均匀的热状态，降低了热失
控发生的风险。
（图13 围绕电池包综合热管理进行了全方位的立体设计）
当然除了上述研究应用之外，电池包的设计制造自然是避免热失控的基本要求，相关措
施包括改善电池包的框架设计如降低电池包振动、防火层阻隔、加装钢板、防水防尘等
等。本文不再详述。
热失控，是一个看起来陌生、但却与头条新闻和实际生活息息相关的概念。小到三星手
机，大到特斯拉汽车和波音飞机，都可能发生锂电池的热失控。
尽管科学工作者和工程师们，不断改进了设计、提升了算法，进而有效改善了车用锂电
池组安全性，但是在生活里，我们对电池的使用还是应当更加谨慎。
参考文献：
Feng X, Ouyang M, et al. Thermal runaway mechanism of lithium ion battery
for electric vehicles: A review. Energy Storage Materials, 2017.
Feng X, Ouyang M, et al. A 3D thermal runaway propagation model for a large
format lithium ion battery module. Energy, 2015
Shen P, Ouyang M, Lu L, et al. The Co-estimation of State of Charge, State
of Health, and State of Function for Lithium-Ion Batteries in Electric
Vehicles. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2018
Chu Z, Feng X, Ouyang M, et al. Non-destructive Fast Charging Strategy of
the Lithium ion Battery based on the Control-oriented Electrochemical Model.
Applied Energy, 2018
Xia Y* et.al Damage of cells and battery packs due to ground impact, Journal
of Power Sources, 2014.
Ouyang M*, Ren D, et al. An overcharge thermal runaway model of large format
lithium ion battery for all working conditions. In Progress. |
S*******n
发帖数: 10009 | 16 不对，都是司机的错。
--laoselang
【在 r**m 的大作中提到】
: https://zhuanlan.zhihu.com/p/44220201
: 特斯拉自燃的幕后黑手——说说锂电池热失控
: 姚昌晟
: 清华大学 汽车工程系博士在读
: 苏黎世贝勒爷
: 在6月17日，洛杉矶又有一辆特斯拉Model S在路面自燃车底的锂离子电池组熊熊燃烧。
: 这已经是特斯拉在进入2018年以来的第三场起火事故了。而面对这一新闻，公众的反应
: ，早就没有特斯拉第一次着火时那样热烈。
: 图1 2018年6月特斯拉电池自燃，来源：CNN报道转发的车主twitter
: 在五年前的2013年10月，一辆特斯拉Model S在道路上行驶时底部碰撞到了尖锐物体，
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T*********s
发帖数: 20444 | 17 特斯拉也挺幽默的
还会给司机发提示说要爆炸了请赶紧跳车逃生 |
l****g
发帖数: 5080 | 18 锂电池，波音也拿它没辙，最后给电池做了个不锈钢棺材套起来完事，确保着火以后波
及速度比较慢。关键是波音经过了长时间的研究，没找到确切原因，只有可能的原因。
电池本身也没有办法改进，套个套子了事。特斯拉在地上开，估计大部分乘员还是有时
间逃跑的，所以不锈钢棺材也可以不用了。 |
d***a
发帖数: 13752 | 19 电池起火比汽油起火还是好很多。汽油车一旦起火，非常惨烈，逃生的时间很短。 |
m****a
发帖数: 2593 | |
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o********t
发帖数: 31 | |
l*******g
发帖数: 27064 | 22 sb田托
telsa的起火绝大多数都是高速撞击导致的
【在 S*******n 的大作中提到】
: 不对，都是司机的错。
: --laoselang
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l*******g
发帖数: 27064 | 23 在2003 - 2007年间，美国消防部门每年应对平均287,000起车辆火灾。这些火灾平均造
成480名平民死亡，1,525名平民伤亡和每年直接财产损失13亿美元。
tesla起火连根吊毛都算不上
【在 d***a 的大作中提到】
: 电池起火比汽油起火还是好很多。汽油车一旦起火，非常惨烈，逃生的时间很短。
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f****t
发帖数: 15913 | 24 特斯拉每一次起火都被空头报导，丰田普锐斯烧了不知多少车，根本没人管，特斯拉用
户的一条命比丰田用户一百条命都值钱
: 在2003 - 2007年间，美国消防部门每年应对平均287,000起车辆火灾。这些火灾
平均造
: 成480名平民死亡，1,525名平民伤亡和每年直接财产损失13亿美元。
: tesla起火连根吊毛都算不上
【在 l*******g 的大作中提到】
: 在2003 - 2007年间，美国消防部门每年应对平均287,000起车辆火灾。这些火灾平均造
: 成480名平民死亡，1,525名平民伤亡和每年直接财产损失13亿美元。
: tesla起火连根吊毛都算不上
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l***0
发帖数: 784 | 25 伪科学都是竞争对手来骗傻子的。
全世界着火的车多了，特斯拉一着火就大新闻，捷达烧了只有本班某个傻逼版主会报道
一下。
【在 r**m 的大作中提到】
: https://zhuanlan.zhihu.com/p/44220201
: 特斯拉自燃的幕后黑手——说说锂电池热失控
: 姚昌晟
: 清华大学 汽车工程系博士在读
: 苏黎世贝勒爷
: 在6月17日，洛杉矶又有一辆特斯拉Model S在路面自燃车底的锂离子电池组熊熊燃烧。
: 这已经是特斯拉在进入2018年以来的第三场起火事故了。而面对这一新闻，公众的反应
: ，早就没有特斯拉第一次着火时那样热烈。
: 图1 2018年6月特斯拉电池自燃，来源：CNN报道转发的车主twitter
: 在五年前的2013年10月，一辆特斯拉Model S在道路上行驶时底部碰撞到了尖锐物体，
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m****a
发帖数: 2593 | 26 数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据公
开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内S
系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开报
道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，看
看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保有
量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。 |
l*******g
发帖数: 27064 | 27 渣渣？
先不说平均几乎是30
你的跟那些sport的比，和路障菜车比就是joke
S
【在 m****a 的大作中提到】
: 数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据公
: 开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内S
: 系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开报
: 道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，看
: 看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保有
: 量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
: 驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。
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d***a
发帖数: 13752 | 28 你把IIHS计算的方法搞错了。有两个错误。第一，IIHS死亡率只计入司机的死亡，不包
括乘客。第二，数据要平均到每年，而不是多年累积。你这样算，大概会有十倍左右的
误差，哈哈。
S
【在 m****a 的大作中提到】
: 数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据公
: 开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内S
: 系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开报
: 道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，看
: 看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保有
: 量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
: 驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。
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m****a
发帖数: 2593 | 29 致死率
特斯拉14起起火事故，其中就有4 起致命事故，死6人，2人重伤。比例是28.5% 42
.8%
汽油车起火导致死亡的数据根据nfpa，
2015年共174000起，死亡445人
0.2%的死亡率
这个其实样本太少，没有统计意义，大概看个意思，不过14年之后tesla model s加强
了底盘电池笼的强度
Here is a list of known incidents of Tesla vehicles catching fire since 2013:
October 1, 2013 - A Tesla Model S caught fire near Seattle, after the car
collided with a large piece of metal debris on the road that punched a hole
through the protective armor plating. The driver was not injured.
October 2013 - A Tesla car crashed through a concrete wall and hit a tree,
catching fire in Merida, Mexico. The driver was not injured.
November 2013 - A Tesla Model S caught fire after the electric car ran over
a tow hitch that hit the undercarriage of the vehicle, in Smyrna, Tennessee.
The driver was not injured.
February 2014 - A Tesla Model S caught fire in Toronto, Canada, with the
fire originating in the engine area. There were no injuries. https://cnb.cx
/2jL0UAC)
March 2014 - Following the fires, Tesla cars were outfitted with a triple
underbody shield.
July 2014 - A stolen Tesla Model S crashed into several vehicles and split
in half after striking a light pole in West Hollywood, catching fire and
leaving the driver in a critical condition, two officers hospitalized and
half of the car wedged in a synagogue.
June 2015 - A 2013 Tesla plunged off a cliff along Malibu Canyon Road, and
caught fire killing the 53-year-old driver.
August 2016 - A Tesla electric car caught fire during a promotional tour in
southwest France. No one was injured in the incident.
November 2016 - A Tesla vehicle crashed into a tree and burst into flames in
Indianapolis, killing the driver and the passenger.
March 2017 - A Tesla Model S caught fire at a Supercharger station in
Shanghai, China. No one was harmed in the incident.
August 2017 - A Tesla vehicle went off road in Lake Forest, California, and
crashed into a home, igniting a garage fire. The driver was taken to a
hospital with non-life threatening injuries.
October 2017 - A Tesla Model S caught fire in Austria, after the driver
crashed into a concrete barrier at the side of the road. The driver survived
the crash.
March 2018 - A Tesla Model X crashed and caught fire near Mountain View,
California. The crash involved two other cars resulting in the death of the
38-year-old Tesla driver at a nearby hospital shortly after the crash.
May 2018 - A 2014 Tesla Model S drove off the road and hit a concrete wall
in Fort Lauderdale, Florida, immediately catching fire, and killing two
teenagers and injuring another.
S
【在 m****a 的大作中提到】
: 数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据公
: 开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内S
: 系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开报
: 道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，看
: 看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保有
: 量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
: 驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。
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T*********s
发帖数: 20444 | 30 特斯拉有业界领先的自动制导系统指引着7000枚燃烧弹加速驶向靶标18轮 |
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l*****6
发帖数: 7881 | 31 飞机出事故致死率更高，你坐飞机吗？
: 致死率
: 特斯拉14起起火事故，其中就有4 起致命事故，死6人，2人重伤。比例是28.5%
42
: .8%
: 汽油车起火导致死亡的数据根据nfpa，
: 2015年共174000起，死亡445人
: 0.2%的死亡率
: 这个其实样本太少，没有统计意义，大概看个意思，不过14年之后tesla model
s加强
: 了底盘电池笼的强度
: Here is a list of known incidents of Tesla vehicles catching fire
since 2013:
: October 1, 2013 - A Tesla Model S caught fire near Seattle, after the
car
【在 m****a 的大作中提到】
: 致死率
: 特斯拉14起起火事故，其中就有4 起致命事故，死6人，2人重伤。比例是28.5% 42
: .8%
: 汽油车起火导致死亡的数据根据nfpa，
: 2015年共174000起，死亡445人
: 0.2%的死亡率
: 这个其实样本太少，没有统计意义，大概看个意思，不过14年之后tesla model s加强
: 了底盘电池笼的强度
: Here is a list of known incidents of Tesla vehicles catching fire since 2013:
: October 1, 2013 - A Tesla Model S caught fire near Seattle, after the car
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E****a
发帖数: 3088 | 32 [在 laoselang (LAOSELANG（好吧，别打了，我就是兔子）) 的大作中提到：]
:sb田托
:telsa的起火绝大多数都是高速撞击导致的
色老师总是实话实说。所以开特斯拉一定要避免高速撞击。如果想要撞车就开慢，如果
不想撞就开快点。换句话说，如果上高速就不许撞。对吧？ |
m****a
发帖数: 2593 | 33 说不过就开始耍赖了呀。
【在 l*****6 的大作中提到】
: 飞机出事故致死率更高，你坐飞机吗？
:
:
: 致死率
:
: 特斯拉14起起火事故，其中就有4 起致命事故，死6人，2人重伤。比例是28.5%
: 42
:
: .8%
:
: 汽油车起火导致死亡的数据根据nfpa，
:
: 2015年共174000起，死亡445人
:
: 0.2%的死亡率
:
: 这个其实样本太少，没有统计意义，大概看个意思，不过14年之后tesla model
|
l*****6
发帖数: 7881 | 34 哪点耍赖了？展开说说
: 说不过就开始耍赖了呀。
【在 m****a 的大作中提到】
: 说不过就开始耍赖了呀。
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d***a
发帖数: 13752 | 35 他说的不是很有道理吗？这个事应该看同样的里程下，出严重事故的概率。看出火情况
下的条件概率，似乎没有什么意义。
【在 m****a 的大作中提到】
: 说不过就开始耍赖了呀。
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u*l
发帖数: 1 | 36 兄弟，这个思路你搞不过特斯拉粉的，睁眼瞎话总给你杠上，你给他算spacex失败率他
倒会听听，毕竟特斯拉粉心里代表未来方向的事物就是正确，死几个人只要不是自己完
全没问题。
我就问一句，leaf为什么没有一例因为电池燃烧致死的事故？同样买了30万辆。
: 说不过就开始耍赖了呀。
【在 m****a 的大作中提到】
: 说不过就开始耍赖了呀。
|
T*******y
发帖数: 560 | 37 特斯拉光model 3的销量就超过烤肉了，比起火数量应该提提烤肉每年烧死多少丰田粉
，比一下真理就很明显了。 |
d***a
发帖数: 13752 | 38 这个错误指出后都看不出来，这也粉得太盲目了...啊，盲目黑和盲目粉是一回事。
假设A车每十亿公里起火100次，死亡10人，条件概率10%。B车每十亿公里起火10次，死
亡5人，条件概率50%。按前面的说法，看条件概率，A车比B车要安全5倍，LOL。
【在 u*l 的大作中提到】
: 兄弟，这个思路你搞不过特斯拉粉的，睁眼瞎话总给你杠上，你给他算spacex失败率他
: 倒会听听，毕竟特斯拉粉心里代表未来方向的事物就是正确，死几个人只要不是自己完
: 全没问题。
: 我就问一句，leaf为什么没有一例因为电池燃烧致死的事故？同样买了30万辆。
:
:
: 说不过就开始耍赖了呀。
:
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N*******e
发帖数: 580 | 39 属实
[在 mrmaja (夏日炎炎) 的大作中提到：]
:数据不会说谎，特斯拉现在以仅仅不到三十万的全球保有量，造成的死亡人数现在据
公开报道的就至少是七人（国外S系列两次，X系列一次因自动导航故障致人死亡，国内
S
:系列一次，再加上这次的三个人）。就按七人这个最少人数来算（因为肯定有未公开
报道的的致死事故）特斯拉每百万保有量的致死人数是25。去查查IIHS的致死量数据，
看看这个25是什么水平，这在同价位车辆里就是个渣渣水平。同价位车辆大部分百万保
有量致死数是个位数！比如常见的56E，其中宝马5系和奥迪A6百万保有量致死数是0，奔
:驰E百万保有量致死数是4。同价位的特斯拉是什么水平这样一比就一目了然了。 |
