由電動(dòng)車輛分標(biāo)委組織制定的三份強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿于1月25日發(fā)布，包括《電動(dòng)汽車安全要求》、《電動(dòng)客車安全要求》和《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》。目前有關(guān)電動(dòng)汽車這一塊相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)大多推薦性標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)實(shí)施是對(duì)行業(yè)健康發(fā)展的有利保障。就著解讀高考考試大綱的感覺認(rèn)真研讀了這三份意見征求稿，并對(duì)其中一些變化的地方提出一些看法并重點(diǎn)關(guān)注熱失控和熱管理等相關(guān)的部分。

一、標(biāo)準(zhǔn)的一些變化

《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》的內(nèi)容主要由之前的GB/T 31485-2015 《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》和GB/T 31467.3-2015 《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng) 第3部分：安全性要求與測試方法。》合并并進(jìn)行擴(kuò)展，變得更加具體規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。變化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面

首先在引言部分就強(qiáng)調(diào)了在確定電動(dòng)汽車用鋰離子電池單體、電池包或系統(tǒng)采用何種設(shè)計(jì)方案時(shí)，需遵守以下的優(yōu)先次序：

——首先，如有可能，優(yōu)先選擇安全性高的材料，盡量避免使用容易出現(xiàn)絕緣失效、熱失控或燃燒起火的材料；

——其次，如果無法實(shí)行以上原則，那么需制定保護(hù)措施，減少或消除危險(xiǎn)發(fā)生的可能性。

其次各種術(shù)語定義的增加及解釋，比如增加了3.17熱失控：電池單體放熱連鎖反應(yīng)引起的電池自溫升速率急劇變化的過熱、起火、爆炸現(xiàn)象。3.18熱擴(kuò)散：電池包或系統(tǒng)內(nèi)由電池單體熱失控引發(fā)的其余電池單體接連發(fā)生溫度上升的現(xiàn)象。

還有各種測試要求的變化，比如鋰離子電池包或系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)。從原來推薦標(biāo)準(zhǔn)里的一個(gè)振動(dòng)測試條件分為商用車和乘用車兩大塊，并在x，y，z軸上的功率譜密度PSD值要求均有不同程度的降低，但乘用車的標(biāo)準(zhǔn)還是比商用車要高。

圖1 原GB/T 31467.3-2015測試曲線

圖2 商用車和乘用車鋰離子電池包或系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)測試曲線

另外還比如對(duì)象為鋰離子電池單體的擠壓速度由（5±1mm）/s變?yōu)椴淮笥? mm/s；擠壓程度由電壓達(dá)到0 V或變形量達(dá)到30%或擠壓力達(dá)到200 kN后停止擠壓變?yōu)?00kN。而鋰離子電池包或系統(tǒng)的擠壓測試的擠壓程度也由原來的擠壓力達(dá)到200 kN或擠壓變形量達(dá)到擠壓方向的整體尺寸的30%時(shí)停止擠壓變?yōu)?00kN。

二、有關(guān)熱管理標(biāo)準(zhǔn)

新標(biāo)準(zhǔn)里有關(guān)測試對(duì)象為鋰離子電池包或系統(tǒng)的熱管理一塊的內(nèi)容主要是8.2.5濕熱循環(huán)、8.2.7熱穩(wěn)定性和8.2.8溫度沖擊。8.2.7熱穩(wěn)定性除去原有的外部火燒，增加了熱擴(kuò)散。主要內(nèi)容如下，鋰離子電池包或系統(tǒng)制造商可選擇以下兩種方式之一進(jìn)行鋰離子電池包或系統(tǒng)熱擴(kuò)散分析或驗(yàn)證：按照附錄C完成熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分析和驗(yàn)證或參照附錄D完成熱擴(kuò)散試驗(yàn)。特別要注意附錄C（規(guī)范性附錄）熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分析與驗(yàn)證報(bào)告中第三點(diǎn)：

C.3在單個(gè)電池?zé)崾Э匾馃釘U(kuò)散的情況下，在鋰離子電池單體、電池包或系統(tǒng)或車輛中應(yīng)具有保護(hù)乘員的功能或特性。制造商應(yīng)提供以下說明鋰離子電池包或系統(tǒng)安全性文件，包含以下部分：

C.3.1風(fēng)險(xiǎn)降低分析：使用適當(dāng)?shù)男袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法記錄單個(gè)電池?zé)崾Э貙?dǎo)致熱擴(kuò)散所引起的對(duì)車輛乘員的風(fēng)險(xiǎn)以及降低風(fēng)險(xiǎn)所采用的緩解功能或特征（例如：IEC 61508、MIL-STD 882E、ISO 26262、AIAG DFMEA、SAE J2929中的故障分析或類似的方法）。

C.3.2相關(guān)物理系統(tǒng)和組件的系統(tǒng)圖。相關(guān)系統(tǒng)和組件是指有助于保護(hù)乘員免受由單個(gè)電池?zé)崾Э赜|發(fā)的熱擴(kuò)散所引起的危害影響的系統(tǒng)和組件。

C.3.3表示相關(guān)系統(tǒng)和組件的功能操作、確認(rèn)所有風(fēng)險(xiǎn)緩解功能或特性的圖表。

C.3.4對(duì)于每個(gè)確定的風(fēng)險(xiǎn)緩解功能或特征的說明包括以下部分：

C.3.4.1對(duì)其操作策略的描述；

C.3.4.2實(shí)現(xiàn)功能的物理系統(tǒng)或組件的標(biāo)識(shí)；

C.3.4.3說明風(fēng)險(xiǎn)緩解功能技術(shù)文書：分析或模擬驗(yàn)證的方法和結(jié)果數(shù)據(jù)；

C.3.4.4說明風(fēng)險(xiǎn)緩解功能技術(shù)文書：試驗(yàn)驗(yàn)證的方法和結(jié)果數(shù)據(jù)。

a)試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)及產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)；

b)試驗(yàn)程序：包括試驗(yàn)方法、試驗(yàn)對(duì)象、觸發(fā)對(duì)象、監(jiān)控點(diǎn)布置方案、熱失控觸發(fā)判定條件以及對(duì)試驗(yàn)對(duì)象所做的改動(dòng)清單等，試驗(yàn)方法可參考附錄D或由制造商提供的其他方法；

c)試驗(yàn)結(jié)果：包括系統(tǒng)預(yù)警和試驗(yàn)關(guān)鍵事件（熱失控觸發(fā)開啟、熱失控觸發(fā)停止、外部煙、火、爆炸）等的試驗(yàn)照片、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和時(shí)間等。

附　錄　D（資料性附錄）熱擴(kuò)散試驗(yàn)中的試驗(yàn)方法如下：

D.3.1推薦加熱和針刺這兩種方法作為鋰離子電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)的候選方法，制造商可以選擇其中一種方法，也可自行選擇其他方法來觸發(fā)熱失控。

D.3.2熱失控觸發(fā)對(duì)象：試驗(yàn)對(duì)象中的鋰離子電池單體。選擇鋰離子電池包內(nèi)靠近中心位置，或者被其他鋰離子電池單體包圍且很難產(chǎn)生熱輻射的鋰離子電池單體。

圖 3 加熱觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖

從上面兩個(gè)附錄內(nèi)容看到，附錄只要求提供最后的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)說明，并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要求，我認(rèn)為后續(xù)應(yīng)該有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去認(rèn)證合格與否。但關(guān)于熱失控的試驗(yàn)記錄與披露必要性提醒廠家要做好相關(guān)工作。

再對(duì)比一下《電動(dòng)汽車安全要求》和《電動(dòng)客車安全要求》，鑒于目前三元材料并沒有客車應(yīng)用，往能量密度大的發(fā)展趨勢下，后者相對(duì)前者多了對(duì)可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)安全要求。需要關(guān)注內(nèi)部零部件的阻燃要求。

4.3.2可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)零部件材料阻燃要求

可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)使用阻燃材料，阻燃材料的燃燒特性技術(shù)要求應(yīng)滿足以下規(guī)定：

a)滿足以下任一條件的零部件，其材質(zhì)需滿足水平燃燒HB和垂直燃燒V-0的要求：

——單個(gè)零部件重量≥50 g；

——單個(gè)可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)相同型號(hào)的零件總重量＞200 g。

b)其它非金屬零部件材質(zhì)需滿足水平燃燒HB75和垂直燃燒V-2的要求。

滿足該標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，從使用成本上來說，非V0材料相對(duì)V0材料要低。但不需要V0材料所占比重實(shí)在不大，從安全性上考慮可以忽略成本要求。另外實(shí)際過程中，不同的企業(yè)強(qiáng)調(diào)的阻燃標(biāo)準(zhǔn)有UL94和國標(biāo)，偏向不同。這次提出以國家標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，避免阻燃測試標(biāo)準(zhǔn)的不一。

三、熱管理的重要性

最新標(biāo)準(zhǔn)意見征求稿里對(duì)熱失控的要求意味著熱管理的重要性，需要在兩個(gè)方面做好對(duì)應(yīng)的工作，一個(gè)是單體電芯層面應(yīng)對(duì)內(nèi)部熱失控，另外一個(gè)是箱體隔熱保溫級(jí)別面對(duì)外面環(huán)境。

我們在電芯層面通過一系列的相關(guān)測試，在電池單體之間設(shè)置隔熱層能夠一定程度上阻斷失控單體向臨近單體傳熱，避免失控單體產(chǎn)生的熱量在整個(gè)電池包內(nèi)快速散發(fā)。比如軟包電芯之間放置聚氨酯泡棉，作用不僅能夠吸收電池鼓脹應(yīng)力起到緩沖作用還可以起隔熱作用，抑制延緩熱擴(kuò)散。關(guān)于隔熱效果，截取某次測試過程和結(jié)果。將隔熱泡棉放在加熱板上用紅外線溫控儀測量加熱板與隔熱泡棉的溫度。紅色1,3,5,8點(diǎn)為加熱膜，藍(lán)色1,2,3點(diǎn)為隔熱泡棉。通過數(shù)據(jù)對(duì)比，可以看到明細(xì)的溫度差異。另外進(jìn)行熱失控實(shí)驗(yàn)結(jié)果也起到了延緩作用。

圖4 聚氨酯泡棉的應(yīng)用

四、結(jié)語

通過對(duì)這三份征求意見稿的研究，可以看到行業(yè)是在不斷地規(guī)范。在解讀過程中難免有不屬于自己研究工作范圍內(nèi)的內(nèi)容，因此各種細(xì)小差別及技術(shù)要求無法全面顧及和理解。本次征求意見截止日期為2018年2月24日，希望廣大工程師就實(shí)際工作中遇到的問題及需求及時(shí)反饋，為新能源汽車的發(fā)展添塊磚加片瓦。

來源：第一電動(dòng)網(wǎng)

作者：李浩晨