朋友问起为什么电动汽车不把电池放在车顶，这样就算电池起火也是往上烧逃生机会不就大了？先说观点后面详聊。其实电池车顶布置在电动大巴中大量应用，但是并不能从根本上防范起火损失。目前行业的主流努力方向是完善电池标准的制定和大数据早期失效预测。让我们一起通过热失控的原理来看看为何电池不放置车顶。

从放置更多电量并腾出车内空间的考虑，电池车顶布置在电动大巴中大量应用。但是从多年应用的国内外案例来看，这并不能从根本上防范起火损失。甚至由于电动大巴的高度高，四散的火花让过火面积更容易扩大且有向上喷射引入周围建筑的风险。如何从根本上让电动汽车电池更安全，我们得从热失控的原理来聊一聊。

导致电池火灾事故的原因与热失控有关，电池单元的滥用是其中的常见导火索。根据电池单元的故障模式包括机械滥用（压碎、穿透）、电气滥用（过充、过放）和温度滥用（过热）。相关的电池故障导致热失控意味着由于电池单元的放热链反应，电池迅速发生过热、起火和爆炸现象。此外，由于电池组中电池单元的热失控，剩余电池单元的温度上升可能会引发危险的热传播。

传统方法中汽车会考虑包括电车的车顶布置或是在电池组中添加气体传感器以指示电池热失控。但应用效果来看不仅系统成本高且反应时间不足。一般来说，每个汽车电池热失控气体传感器的成本约为100美元，并且仅在检测到高压气体后输出信号。此时电池单元已经开始产生不受控制的热量和烟雾。

通过对电池故障模式的研究，电池热失控的温度曲线依赖于短路电阻、内部电池电阻和热电池环境。当热失控发生时，由内部燃烧引起的不可控热释放导致热效应。故障的电池单元可能处于短路状态、电压较低或者处于过温或高温上升速率的内部燃烧状态。

新能源汽车动力电池安全相关标准

关于电池安全验证的标准，不得不提2020年1月1日正式执行的强制性国家标准GB38031-2020。在GB 38031-2020中，有明确规定由针刺触发的热扩散稳定时间应该长于5分钟。中国国家标准宣布为防止电池火灾，要求监测电池单元的过温、欠压、快速温度上升，即使在电池管理系统（BMS）关闭时也要进行监测。

a) 触发对象产生电压下降，下降值超过初始电压的25%；

b) 监测点的温度达到制造商规定的最大工作温度；

c) 监测点的温度上升速率为dT/dt ≥ 1°C/s，并持续超过3秒。

动力电池的安全设计理念就是要把热量隔绝起来，快速冷却并主动散发出去，来保障电池的安全。

功能安全标准ISO26262逐渐为行业所熟知和广泛应用。但是作为指导方针，ISO26262并未针对动力电池电子控制器的功能安全细节做出规定。这方面美国国家交通安全局NHSTA关于动力电池电子控制器功能安全做的一些分析结果很有借鉴意义供大家参考。

首先，动力电池电子控制器的危害分析结果：

1.热失控事件 最高安全等级ASIL-D

2.电芯排气/化学释放 最高安全等级ASIL-C

3.电击 最高安全等级ASIL-D

4.非预期减速和动力丢失 最高安全等级ASIL-C

其中针对动力电池电子控制器失效及危险动作则给出了更详细的列表。涉及BMS电子控制器的危险动作主要包含过充、过放、低温充电、过多冷却/加热、过少冷却/加热、非正常断开/接合断路器、非正常断开/接合断路器预充连接器、过多电流和过少电流等。

随着新能源汽车普及率越来越高，行业标准也在演进进一步将电池热失控5分钟预警级别向更长的天级甚至周级提前预警去革新。其中大数据早期失效预测依托数字孪生对动力电池关键部件进行实时监控和诊断。以动力电池数字孪生为例，通过对温度、电量、阻抗和电压电流曲线等物理量的仿真和实时对应，数字孪生不仅抽象出电池组模型而且生成细节电芯级模型。数字孪生基于实时测量和上报数据以及历史数据进行车辆仿真和控制。换句话说，物理世界的真实空间和云端的数字孪生进行对应，从而更全面的分析车辆工作状态，提前预测早期问题。

综上所述，尽管将电池放置在车顶在理论上可能提供一定的火灾逃生优势，但在实际应用中面临的技术和安全挑战使得这种设计难以达到很好的效果。当前的电动汽车设计更倾向于通过先进的电池管理系统、热管理技术和材料改进来防范热失控，从而确保车辆的安全性和性能。未来，随着技术的进步和标准的完善和大数据早期预测技术应用将进一步提升，为电动汽车的普及提供更坚实的保障。