四月24-二十六日，由我國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能使用分會(huì)主辦的第九屆我國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開(kāi)。在四月二十五日下午的儲(chǔ)能電池與技術(shù)使用（下）專場(chǎng)，上海機(jī)動(dòng)車測(cè)試認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司汽車整車與零部件測(cè)試中心副總工程師謝先宇在會(huì)上分享了主題報(bào)告《動(dòng)力鋰電池安全性能測(cè)評(píng)研究》，以下為演講實(shí)錄：

謝先宇：各位嘉賓，下午好！我來(lái)自上海機(jī)動(dòng)車測(cè)試中心，作為國(guó)家第三方的測(cè)試機(jī)構(gòu)，無(wú)論從整車還是到部件級(jí)別，開(kāi)展相關(guān)的探測(cè)，積累了較豐富的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合上海新能源申請(qǐng)的相關(guān)工作，借這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家分享一下。

我今天的報(bào)告包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：第一，動(dòng)力鋰電池今朝安全測(cè)試的一些背景情況；第二，國(guó)內(nèi)外動(dòng)力鋰電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的解析；第三，動(dòng)力鋰電池安全性的測(cè)評(píng)；第四，小結(jié)。

大家了解，無(wú)論是去年還是今年近期的電動(dòng)汽車起火事件，電動(dòng)汽車一起火大家第一時(shí)間想到的是動(dòng)力鋰電池，至少說(shuō)嫌疑對(duì)象比較大。其實(shí)真正大家去看一下，電動(dòng)汽車起火的時(shí)候，可能電池是其中的一部分，其實(shí)還有一些其他原由，比如說(shuō)充電系統(tǒng)本身也好，或者說(shuō)整個(gè)系統(tǒng)之間的相互鏈接，或者相應(yīng)關(guān)聯(lián)的一些問(wèn)題。詳盡到動(dòng)力鋰電池，存在一些極端濫用的情況，也可能存在一些系統(tǒng)的問(wèn)題，如在充電過(guò)程中發(fā)生的一些問(wèn)題，可能就存在著不僅僅是動(dòng)力鋰電池本身的問(wèn)題，還涉及到車和充電系統(tǒng)的通訊問(wèn)題等。

討論回到電動(dòng)汽車，它在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)各種問(wèn)題，比如無(wú)法駕駛、續(xù)駛里程分明下降，動(dòng)力不足等，可能源于動(dòng)力鋰電池問(wèn)題，比如容量衰減可能是由于它有效的鋰使用量減少，電池本身絕緣故障出現(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)、漏液?jiǎn)栴}等等，這些問(wèn)題與它的前世今生相關(guān)聯(lián)，在它的選材過(guò)程中、制造過(guò)程中，甚至在它的實(shí)際使用過(guò)程中相關(guān)聯(lián)。

我們要怎么樣評(píng)價(jià)一個(gè)電池的安全，應(yīng)當(dāng)是從微觀和宏觀幾個(gè)維度來(lái)進(jìn)行分解，微觀從材料層面分解，宏觀從系統(tǒng)級(jí)層面分解，包括整個(gè)電氣安全的結(jié)構(gòu)、功能安全、化學(xué)安全等相關(guān)的考慮。在進(jìn)行動(dòng)力鋰電池測(cè)評(píng)、安全測(cè)評(píng)的中，應(yīng)是一個(gè)閉環(huán)的體系，即從材料、到最終的產(chǎn)品，無(wú)論是電芯、模塊還是系統(tǒng)，最后在使用過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)這些性能，尤其重點(diǎn)關(guān)注的安全性能，應(yīng)是一個(gè)閉環(huán)的體系。我們?cè)诜纸獾臅r(shí)候應(yīng)結(jié)合它的前世今生來(lái)分解。大家了解，電動(dòng)汽車要求接入國(guó)家監(jiān)控平臺(tái)，動(dòng)力鋰電池應(yīng)有溯源系統(tǒng)，電池從選材、制造、測(cè)試、使用、退役等相關(guān)信息進(jìn)行溯源管理。

美國(guó)、歐盟等在電動(dòng)汽車及關(guān)鍵部件的安全性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究較早，近年來(lái)，我國(guó)電動(dòng)汽車及動(dòng)力鋰電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系逐漸完善。國(guó)際上比較知名的這些動(dòng)力鋰電池的研究機(jī)構(gòu)，如SAE、ISO、UL等，制定了一系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)傾覆電芯、模塊、系統(tǒng)，探測(cè)項(xiàng)目包括電性能、安全、可靠性等方面。

接下來(lái)解析比較典型的一些標(biāo)準(zhǔn)，比如UN38.3，因?yàn)閯?dòng)力鋰電池是作為一個(gè)危險(xiǎn)品來(lái)運(yùn)輸?shù)模谶\(yùn)輸前要求一定要出具UN38.3的探測(cè)報(bào)告，涉及到從T1T9的探測(cè)內(nèi)容。

今朝借鑒比較多的，包括美國(guó)FreedomCarSand20053123的標(biāo)準(zhǔn)，探測(cè)內(nèi)容包括：機(jī)械濫用、熱濫用、電濫用探測(cè)等。熱濫用也是我們國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的，專門(mén)針對(duì)熱濫用，包括熱擴(kuò)散、熱失控?cái)U(kuò)展等相關(guān)要求，同時(shí)也對(duì)應(yīng)的推薦了一些探測(cè)的辦法、探測(cè)的流程。這個(gè)流程應(yīng)當(dāng)說(shuō)很有借鑒意義，合理安排探測(cè)樣品數(shù)量以及探測(cè)順序等。

SAEJ2464，從機(jī)械、熱濫用、電濫用里面都做了具體的解析。

重點(diǎn)解析一下美國(guó)的UL2580的標(biāo)準(zhǔn)，除了我們前面提到的機(jī)械環(huán)境的試驗(yàn)之外，在電氣探測(cè)方面比較有特點(diǎn)，這里面提到了溫升的試驗(yàn)、包括不平衡充電、甚至冷卻系統(tǒng)失效的相關(guān)試驗(yàn)，因?yàn)檫@些試驗(yàn)可能是在我們實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)面對(duì)的真的會(huì)碰到這些問(wèn)題的。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比如說(shuō)熱平衡失效系統(tǒng)，因?yàn)榭赡艽蠹伊私猓鼛啄昕赡車?guó)家在能量密度要求越來(lái)越高的前提下，處于成本和重量考慮，部分車型取消了熱管理系統(tǒng)，可能對(duì)新車影響不是太大，但是兩年后、五年后，電池的壽命、安全性能要怎么樣，其實(shí)要打一個(gè)很大的問(wèn)號(hào)。

歐盟ECER100，動(dòng)力鋰電池從2016年作為強(qiáng)制要求，10個(gè)探測(cè)項(xiàng)目，這些標(biāo)準(zhǔn)的要求跟我們國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求類似。

回到國(guó)內(nèi)，2015年往日，動(dòng)力鋰電池相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)是比較欠缺的，大家可能在這個(gè)行業(yè)比較熟悉的話，最早2015年電池通告試驗(yàn)是參考了汽車行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T743，對(duì)前期有一定的幫助，假如從一個(gè)產(chǎn)品的全面測(cè)評(píng)來(lái)講還是有所欠缺的，但是隨著后面我們整個(gè)一系列的標(biāo)準(zhǔn)的公布，包括從Gb/T31467、31484、31485、31486，再到最近公布的可追溯體系到退下來(lái)回收體系等等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還有最近提到的動(dòng)力鋰電池安全國(guó)標(biāo)，這些標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)以后，對(duì)我們產(chǎn)品前端起到良好的用途。詳盡的31485，單體、模塊相關(guān)的安全性要求試驗(yàn)。31467.3，電池系統(tǒng)強(qiáng)制性試驗(yàn)要求，總共16項(xiàng)內(nèi)容。

電動(dòng)客車的安全技術(shù)要求，動(dòng)力鋰電池有熱失控及熱失控?cái)U(kuò)展的要求，重要是出于客車群死群傷的隱患，目前重要采用相對(duì)安全的磷酸鐵鋰離子電池，三元電池目前無(wú)法使用。

重點(diǎn)解析一下新Gb動(dòng)力汽車電池的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槭荊b強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，目前WTO通報(bào)，預(yù)計(jì)今年6、七月份就能公布，公布以后中間大概一年的過(guò)渡期，可能在2020年的七月份以后實(shí)行。該標(biāo)準(zhǔn)傾覆了Gb/T31485和Gb/T31467.3，同時(shí)結(jié)合電動(dòng)客車安全中電池?zé)崾Э亍崾Э財(cái)U(kuò)展相關(guān)內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)還含義了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)流程。

比較國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)，在電芯、模塊級(jí)別，從整個(gè)探測(cè)項(xiàng)目和要求來(lái)講，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來(lái)說(shuō)更加嚴(yán)格。系統(tǒng)級(jí)別大家可以看一下，我們?cè)瓉?lái)31467.3的標(biāo)準(zhǔn)，很大程度上借鑒了ISO12405的標(biāo)準(zhǔn)。

我們也針對(duì)不同的三元電池單體，不同類型的電池，如軟包裝、方形電池，不同材料體系進(jìn)行針刺、過(guò)充等濫用實(shí)驗(yàn)研究。

同時(shí)大家看到的，對(duì)磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)的熱擴(kuò)散分解，通過(guò)針刺來(lái)觸發(fā)它的熱失控，我們看到周邊電芯的溫度情況，包括電壓的情況。通過(guò)過(guò)充、加熱方式來(lái)研究相關(guān)熱性能的分解，對(duì)部分電池失效以后看其他相關(guān)的熱性能的特性。

熱擴(kuò)散以后對(duì)周圍環(huán)境的管理，包括電池組內(nèi)部局部的失效以后內(nèi)部的情況以及外部的情況。包括三綜合的試驗(yàn)，結(jié)合振動(dòng)、環(huán)境變化、充放電的工況行為，包括機(jī)械沖擊的試驗(yàn)，電池組極端的擠壓的試驗(yàn)。做擠壓試驗(yàn)的時(shí)候，擠壓的方向不相同，其實(shí)結(jié)果都有可能是不相同的，比如高壓接口和線束的位置對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有影響。

火燒實(shí)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)里面要求是2分鐘，實(shí)際上很多廠家它在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能讓你燒10分鐘、半個(gè)小時(shí)，究竟它的狀態(tài)有什么樣的。還有模擬碰撞實(shí)驗(yàn)、水浸試驗(yàn)、跌落、可靠性，保護(hù)功能驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)。總的說(shuō)來(lái)，這些驗(yàn)證重要對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行前端的安全性能把控。要進(jìn)一步增強(qiáng)事中事后的安全監(jiān)管。

目前整個(gè)動(dòng)力鋰電池安全應(yīng)當(dāng)說(shuō)有待進(jìn)一步提高，國(guó)內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)較多，這些標(biāo)準(zhǔn)重要用于新產(chǎn)品的準(zhǔn)入或強(qiáng)制要求，但事中、事后的監(jiān)管和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步研究和完善，該標(biāo)準(zhǔn)體系可以作為儲(chǔ)能電池范疇參考。

總的來(lái)說(shuō)電池技術(shù)，不管是鋰離子電池還是鈉電池，這些新的電池技術(shù)不斷的出現(xiàn)，不管是用在動(dòng)力鋰電池也好、儲(chǔ)能電池也好，應(yīng)當(dāng)說(shuō)整個(gè)探測(cè)評(píng)價(jià)的辦法和標(biāo)準(zhǔn)也是不斷更新的，要行業(yè)共同研究發(fā)展。