电动车启示录:这样把关电池安全?

 去年,特斯拉电动车发生数次燃烧事故,其燃烧均和锂电池相关。随后今年2月,特斯拉电动车“又火了”:加拿大一辆特斯拉Model S电动车在并未插电的情况下发生自燃…

随着时代的演变,创新技术的更迭不断改变着人们的生活方式。源于对能源、空气质量等多种因素的考量,电动车技术应运而生。那么,在电动车不断完善走向商用的过程当中,最为重要的安全问题如何保障呢?

TÜV南德意志集团大中华区电池产品部技术经理朱静博士指出,电动车具有高效节能、低排放、零排放等优势,备受各国关注,诸如美、德、日、中等国家政府均投入大量资金并出台相关政策予以支持,大力推动电动车产业和电动车关键部件及技术的发展。但电动车市场化的发展不能仅仅依靠政府力量,产业链上下游企业需借助这股有力的东风提高性能、确保安全、降低成本,加速撬动电动车市场。因此,通过电动车安全评测,特别是电动车用电池的安全评价,严密把关电动车质量具备十分重大的意义。

电动车启示录:这样把关电池安全?

TÜV南德意志集团大中华区电池产品部技术经理 朱静博士

解析电动车用电池测试

所谓电池测试,是通过模拟电动车目标使用环境和可预见的滥用条件,设计实验,评测电池在设计环境中的性能、可靠性和安全性。

电动车启示录:这样把关电池安全?

朱静表示,一般电动车用电池测试程序,首先需要对单体电芯进行评测(电芯是电动车储能系统的最基础单元),评测电芯或电池单元组的安全性后,第二步需要对电池模组的安全性进行测试,然后再扩展到电池包或电池系统的安全测试。

如何确保电池充放电保护过程中的安全性?

电动车用电池内含电池管理系统(BMS),其防过充保护包括诸如过电压保护、过电流保护及平衡功能等,以确保安全性。“此外,我们还会对温度进行监测。当电池出现被过充或异常情况,将局部出现升温现象,这时会自动切断充电,让电池处于相对安全的状态。”

亟待解决的难题?

朱静坦言,电池安全测试是通过模拟可预见到的滥用条件来评测电池的安全性。电池失效分为系统失效和随机失效,所谓系统失效主要是由于电池结构设计、材料选择缺陷等原因引起的电池出现的安全失效现象;随机失效通常发生概率较低,是由于电池制造过程中随机缺陷引发或电池使用过程中偶发现象引发的电池安全失效。电池安全测试有助于发现电池存在的潜在系统缺陷,降低潜在风险,但是不得不承认随着电动车技术的发展和产品复杂性,电池安全测试还有待于不断完善,使其能更有效的接近实际应用情况,有效的评价电池的安全性。例如对于电池的全寿命安全评价。

电动车启示录:这样把关电池安全?

标准的演进

现阶段参与电动车用电池标准及测试指导手册相关的组织包括美国汽车工程师协会(SAE)、美国先进电池联盟(USABC)、美国保险商实验室(UL)、国际电工委员会标准委员会(IECEE)、国际标准委员会(ISO)等,相关标准涉及IEC62660,ISO12405, UN ECE R100等。随着产品技术的发展,标准也在逐步更新发展,以适应动力电池产品的需求。

国内外标准有哪些差异性?

朱静指出,国际上大家普遍比较接受的标准诸如IEC、SAE、ISO等,实际上他们所涉及的测试项目和内容是基本相似的,只是具体测试参数存在差异。而国内电动车用电池标准QC/T 743也在进行更新和完善。

电动车启示录:这样把关电池安全?

未来标准一瞥?

朱静指出,电动车用电池的标准将会趋于统一,包括产品,未来也会逐渐统一化,这样有利于规模化生产,以及技术稳定性和产品稳定性的提高。

现阶段国内的标准开始逐渐以国标为基础逐渐发展。在基于这些基础标准的情况下,收集各种测试数据和统计结果,不断去把具体测试标准进行细化。

TÜV南德意志集团核心优势

在电动车用电池安全测试认证中,TÜV南德意志集团为客户提供了TCTC(Training – Consulting – Test - Certificated)系列服务。

在培训方面,TÜV南德意志集团将对操作人员进行安全培训,以及实际的结构设计方面的安全培训。

技术咨询方面,TÜV南德意志集团将始终跟新法律法规进度,使客户在研究开发阶段保证产品符合各国法律法规要求,避免产品设计定型后发现问题,从而耗费过长开发流程进行整改。

就测试而言,TÜV南德意志集团完全依照国际标准执行。鉴于企业标准往往高于现行标准的要求,TÜV南德意志集团还未客户提供量身定做的个性化测试需求,帮助客户开发研究开发阶段的辅助测试方案,尽量减少测试样品消耗,并从测试结果中捕捉到更多有效信息。

如上文所述,电池安全测试实际上是在寻找电池的边界条件,便于在电池的保护板设计、管理系统设计、结果设计等阶段,把电池控制在安全边界适用范围之内,保证电池更好的循环寿命及安全性。

电动车的未来:大规模普及仍旧遥远?

作为一个新兴的技术,市场前期需要依靠国家支持。朱静表示,未来市场前景十分广阔,目前,电动车市场正处于初级阶段,需要国家给予大力支持,鼓励电池企业、整车企业及研究所积极参与其中,提升技术。

现阶段多以ebus(电动巴士)及电动出租车使用为主。以ebus作为起点相对来说有几点好处:ebus行车路线较为固定,行程确切,便于对电池进行相应的维护、保养、监控及数据采集。“目前市场正处于收集并分析数据的阶段,ebus有助于形成数据积累。”

基于这些经验的基础上技术将逐渐完善发展,当趋于稳定程度时,电动车大规模普及的日子便也不远了。

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发布日期:2019年03月10日  所属分类:汽车电子