【第一電動網】(特約作者 何可平)近一時期，在深圳和廈門的五洲龍電動大巴和廈門金旅混動大巴上，相繼發生起火事故，不僅造成經濟損失，也給電動汽車的安全可信度罩上了一層濃厚的疑云。（參見：獨家報道 | 深圳4.26電動大巴起火調查結果公布：過充引發火災）

通過有關資料了解到，涉及的沃特瑪電池系統采用了眾多的單柱體鋰電池并聯組合，每個單體或是連接一段保險熔絲、或是采用PCBA做匯流板保護，如果出現下圖所示個別單體電池的短路情況時，只能通過串接的保險絲或通過PCBA板線的熔燒來實現單體過流保護。這種單點式保險絲不具備精確的熔斷控制，而且對每組電池模塊毫無有效的全面保護作用，特別是當整個電池系統出現大過流故障時，明顯缺失一個有效的系統過流分斷與隔離保障措施，同時，由此產生的內部高溫熱量也無法在短時間內得到降溫和消除。

以額定容量300Ah共14組的電池模塊為例：每個模塊內部并聯60個電池單體的容量、內電阻、接觸電阻、自放電性能及耐用壽命等固有的品質差異問題，加上配置的熔絲以及無循環式降溫散熱措施引起的溫度梯度，無法把60個并聯單體當成一個完美的模塊整體來看待，僅靠外部BMS(電池管理系統)的主動均衡作用，要實現對14個模塊共計840個單體電池的精準控制難度極大，對電池模塊組的影響作用也非常有限。但是當模塊內部的若干單體因品質不一致造成的提前“過放和過充”現象出現，會使模塊長期處于不良運行和失控狀態，使得BMS無法起到預警和保護作用。

參照特斯拉的電池模塊組，總體共有16組x 444個單體電池并聯組成，分別安裝在鑄鋁成型箱體內兩個獨立的封閉式電池包，但留出一定空間安裝了兩個大容量直流超快速熔斷器，作為電池包過流故障的分斷與隔離保護裝置。這種超快速熔斷器內部采用銀熔片并填裝高純硅砂，具有強勢的限流滅弧作用，對整個電池包意外發生的200-400V及以上的高壓浪涌短路電流，可在10ms內迅速安全切斷，熔斷過程產生的熱能量全部封閉在自身管體之內，對電池包內的模塊毫無不良影響。

特斯拉電池包的總保險絲

特斯拉的設計思路是針對整個電池系統采用宏觀防御戰術，單體電池的局部故障甚至失效均不作為控制重點，系統內部的熱量梯度由自循環冷卻管進行散熱降溫，當系統出現“過充”和“過放”異常時，由毫秒級開斷的熔斷器截斷高壓浪涌電流，確保整個電池組與車輛其他電氣系統完全隔離，避免電池炸裂、起火等嚴重毀損事故發生。

這樣的防御布局的好處是顧全了大局，只用兩個熔斷器保護電池包的整體安全，成本很低也便于維修和更換管理。但不足之處是眾多單體電池的不一致性問題卻無從顧及，在長時間的行駛過程中，會有若干單體電池損壞報廢，電池組的容量會有所下降，車輛續航能力隨之減低，這也是一個明顯的弊端。但與整個電池系統缺失重要的“過流保護”環節相比，盡快筑起一道防洪大壩顯然更為重要。

如果沃特瑪電池的微觀保護技術加上特斯拉電池包的宏觀防御技術，將會構成一個更為嚴密的安全保護體系，這雖然要對現行的電池箱構造作一番改進，也增加了添置大容量熔斷器的材料成本，但增補一個重要的過流保護環節，實現了雙重安全防護之后，其抗御過流故障的能力將會有大幅度的增強，很有利于恢復用戶的信心和扭轉企業品牌的形象。

作者何可平為西安西聯熔斷器研究所總工程師

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