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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(shì)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(cè)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?cè)陔娦緦用嫱ㄟ^一系列的相關(guān)測(cè)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(cè)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(cè)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