昆明公交集团有限责任公司东部修理分公司 云南省昆明市 650000
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，燃料车辆对城市空气污染日益严重，以装有锂电池的纯电动车、增程式电动车及混合动力车为代表的新能源车型具有良好的节油效率和环保特性。为此，各大城市公交根据自身实际情况合理选用适合自身需求的新能源车辆作为城市公交车有着非常深远的意义，但锂电池的安全性也不容忽视，有关数据显示，2018年我国发生超过40起新能源汽车起火事件，对消费者的生命财产安全构成巨大威胁，也着实给蓬勃发展的新能源汽车产业蒙上了一层阴影。昆明公交通过近几年来的运营测试表明：新能源公交车车辆动力电池在完善的管养体系下使用，安全性是可以满足使用要求。
背景
据统计，2005我国汽车保有量已达3160万辆，汽车燃料消耗已达2亿吨每年，每年我国汽车保有量已超10%的速度增长，2012年我国汽车保有量已达到12313万辆，汽车燃料问题公交突出。城市空气中80%的CO、48%的NOX、58%的HC和8%的微粒来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量CO2加剧了温室效应，环境问题是汽车工业面临的又一难题。
为节约能源、保护环境，提高经济发展的质量和效益，我国“十二五”规划纲要继续把节能减排作为国民经济和社会发展的约束型指标，提出2015年全国单位国内生产总值能耗要比2010年降低16%等节能减排指标。交通部也对交通运输企业提出了节能减排的总体目标：到2015年，交通运输行业能源利用效率明显提高，CO2排放强度明显降低，绿色、低碳交通运输体系建设取得明显进展。
昆明作为国家节能与新能源汽车——“十程千辆”工程的二十五城市之一和国家首批十个”公交都市”试点城市之一，因其所处地域条件独特型，在保护环境、节能减排方面有着更高的要求。为此，昆明公交作为云南省最大的城市交通运输企业，坚定不移的地贯彻国家相关部委关于节能减排、建设绿色公交的战略决策。截止到2020年7月，昆明公交已通过公开招标的方式购入2444台新能源车辆，这些车辆分别安装了国内知名的包括宁德时代、春兰、华锂、沃特玛等十数家品牌的动力锂电池。通过近十年的运行和测试对比，我们对锂电池的安全特性有了一定的了解，也总结出一套行之有效的安全保障措施。下面我们就从锂电池的基本结构原理来探讨一下。
一、锂电池为什么不安全
锂电池充电时，正极的锂原子会丧失电子，氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去，进入负极的储存格，并获得一个电子，还原为锂原子。放电时，整个程序倒过来。为了防止电池的正负极直接碰触而短路，电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸，来防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时，自动关闭细孔，让锂离子无法穿越，以自废武功，防止危险发生。但是，因为锂离子较为活跃，而金属锂倾向于以树枝晶的结构积聚，所以在电池充电和放电的过程中，枝状结晶会生长并最终刺穿隔膜造成短路，这也是导致电池失控起火或爆炸最主要原因。
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锂离子电池是“自带火柴的油箱”
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电池单体结构
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二、不安全怎么办（电池的日常管养）
锂电池不安全怎么办？BCM出现了！什么是BCM呢？
BCM(Battery Management System，BMS)中文名为电池管理系统，是一种能够对蓄电池进行监控和管理的电子装置，通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算，进而控制电池的充放电过程，实现对电池的保护、提升电池的综合性能的管理系统，有效提升安全性。
BMS的功能
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有了BMS就可以高枕无忧了吗，答案是：不
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以传说中电池管理系统做的最好的Tesla为例：为什么是传说呢？因为传说中Tesla检测了7000多节的电池电压，其实只是将74节电池并联检测一个点，传说监控了每个单体的温度，其实444节电池仅有两个温度探测点。传说能均衡住每一节电池，实际上均衡电流仅0.1A，对于容量数百Ah的电池来说杯水车薪。尤其是在电压监控冗余设计上，BMW(preh)采用了LT6801,国产荣威E50车型上使用的A123采用IC8进行了硬件比较，一旦MCU失效或者通信异常时可以直接在硬件上触发报警，相比之下Tesla设计得更简单，尤其是采用了UART通信而不是CAN，更像是IT公司的解决方案，所以说是传说！为国产点赞! (具体参数见下表)
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比较幽默的是Tesla的BCM上居然有一个手动reset的按钮，刚看到的时候简直不敢相信这是汽车产品级ECU，更像是是个电脑主板。reset的功能就是死机重启用的，那么死机怎么办呢？新闻上经常出现Tesla着火的情况传说中的世界第一尚且如此，那我们用的呢？还安全吗？答案是肯定的，危险只是一个概率问题，在现有技术手段下，我们只有加强人为干预，去弥补技术上的不足，让今后科技的不断进步发展去解决这些难题。
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混合动力及纯电动汽车中的锂电池单体均衡管理是最复杂的应用，因为电池面临大功率充放、大容量存放、高频率使用、长时间行驶等需求，在设计时要求电池寿命要长于整车寿命，所以电池寿命至少保证车辆正常行驶30-50万公里以上，这一点绝大部分已经发布的纯电、混动车都没有问题。但因国内磷酸铁锂电池制造工艺水平参差不齐，电池内阻及一致性不一，加上均衡管理模块的不足，将会导致电池早衰，甚至发生安全事故，昆明公交集团通过近十年的新能源电动汽车的使用经验，总结了一套行之有效的管理经验，下面简单的介绍一下：
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1.智能科技保安全
在集团公司技术部牵头下，我司新能源混合动力、纯电动车型动力电池系统接入集团CAN总线实时在线监测系统，分别在集团下属两个修理公司建立CAN总线监控修中心，对车辆运行状态，电池温度、电压、充放电等情况进行实时跟踪监测，发现故障及时报警，紧急情况可实现远程切断电源，有效提高的动力电池使用的安全性。
2.完善维修的保养体系
制定各项规章制度并严格执行，例如：
*每次二级维护保养需对系统电池进行基础检查。
*每季度对所有动力电池进行系统而全面的检查维护。
*每半年进行一次电池维护充电均衡保养。
3.全面细致的检查项目
*定期对电池仓、电池组外灰尘进行清理。
*检查超级电容及锂电池电量是否充满。
*检测仪表盘电池温度是否过高。
*检测锂电池图标是否有报警提示。
*检查电容或电池是否有充放电。
*对连接线束及接线柱进行检修。
*对各个接口进行检修。
*对固定电池组的底座进行检修。
*对电池箱风扇进行检修。
*对远程监控进行检修。
*电池组及BMS电池控制系统进行日常排查。
*插电式混合动力车型充电均衡保养。
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总之，新能源公交车在大城市公交领域的应用是成功的，昆明公交集团东部修理公司，通过常年对新能源车型的维修保养总结建立了一套完善的新能源系统电池维修技术作业指导体系，有效保障动力锂电池在日常充电行驶中的安全性。所以，只要具有一套完善有效的管理体系并严格执行，新能源车辆动力锂电池动安全性还是非常高的，随着电池技术的不断发展相信未来动力锂电池的安全性将不断稳步提升。