电动汽车电池存在快速失效的风险，有时还会在没有预警的情况下起火。据外媒报道，美国桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）正致力于提前识别此类故障，以便为车辆乘员提供足够的预警时间。尽管电动汽车已配备能够探测锂离子电池性能问题的系统，但此类系统并不关注迫在眉睫的安全问题。

电池故障诊断系统测试（图片来源：桑迪亚国家实验室）

桑迪亚国家实验室电池安全研究团队成员Alex Bates表示：“电池起火的特性会因故障模式的不同而不同，一些电池的自燃会持续数小时，而其他电池这可能突然发生剧烈的火情。当电池开始不受控地温度升高时，最终就会引发火灾。”

目前电池管理系统中的测量手段仅涵盖温度与电压数据，属于电池安全事故的滞后性指标，这意味着在电池即将起火或已经起火的情况下，系统才会发出警报，而此时为时已晚。

桑迪亚国家实验室电池安全研究团队负责人Loraine Torres-Castro表示：“我们的重点在于延长预警时间，目标是让诊断系统能够提早预警，确保有足够的时间将车安全停下，乘员安全撤离车辆。此外，最终目标是将此类预警系统集成至汽车的仪表板中。”

为了实现上述目标，Torres-Castro及其团队一直在电池滥用测试实验室（Battery Abuse Testing Laboratory，BATLab）对单个电芯和电池组利用现有的商用诊断方法进行测试。她表示：“我们的目标是针对不同故障（表现出不同反应并需要定制诊断的）对商用解决方案进行基准测试。一刀切的方法并不适用所有故障类型，我们致力于寻找能够针对特定故障条件、电池化学特性以及电池工程提供早期预警的专用工具。”

桑迪亚国家实验室在该研究中占据独特地位，不仅归功于其BATLab，还因为其研究团队具备广泛的专业知识，精通材料科学、电化学、工程学，尤其重要的是，了解电池如何失效以及失效原因。

2024年年初，《美国化学学会期刊（Journal of the Electrochemical Society）》刊载了一篇有关桑迪亚国家实验室该项研究的论文，引发了广泛关注。Bates表示：“这是一项至关重要的研究，业内对该领域表现出浓厚的兴趣。此外，该领域尚未得到充分探索。该论文极大地推动了该话题的讨论，特别是将电动汽车电池安全的问题推向台前。”此外，该论文重点介绍了用于探测故障迹象的技术，其应用范围不仅限于电动汽车电池。Torres-Castro解释道：“我们正与一家韩国机构合作，评估该项技术应用于电网储能系统的潜力，我们所讨论的是大型电池应用。”

下一步工作

Torres-Castro和Bates都认为，在电动汽车电池故障探测领域仍有很多研究工作亟待开展。“下一步是深入理解现有技术的局限性，并将机器学习算法应用于数据集，我们还需要探索其他分析信号的方法，以确保探测过程既迅速又准确，同时避免误报。”

另一个重点关注领域是提升传感器技术，使其不仅能够发出警报，还能够激活缓解措施。例如，在收到预警时，该系统能够触发电池的热管理系统，以开始给电池降温。下一步，桑迪亚国家实验室将在实验室中拆解电动汽车的电池组，并以不同的规模进行测试，以评估当前市场上诊断工具的有效性和局限性。