電動車啟示錄：這樣把關電池安全？

去年，特斯拉電動車發(fā)生數(shù)次燃燒事故，其燃燒均和鋰電池相關。隨后今年2月，特斯拉電動車“又火了”：加拿大一輛特斯拉Model S電動車在并未插電的情況下發(fā)生自燃…

隨著時代的演變，創(chuàng)新技術的更迭不斷改變著人們的生活方式。源于對能源、空氣質(zhì)量等多種因素的考量，電動車技術應運而生。那么，在電動車不斷完善走向商用的過程當中，最為重要的安全問題如何保障呢?

TÜV南德意志集團大中華區(qū)電池產(chǎn)品部技術經(jīng)理朱靜博士指出，電動車具有高效節(jié)能、低排放、零排放等優(yōu)勢，備受各國關注，諸如美、德、日、中等國家政府均投入大量資金并出臺相關政策予以支持，大力推動電動車產(chǎn)業(yè)和電動車關鍵部件及技術的發(fā)展。但電動車市場化的發(fā)展不能僅僅依靠政府力量，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)需借助這股有力的東風提高性能、確保安全、降低成本，加速撬動電動車市場。因此，通過電動車安全評測，特別是電動車用電池的安全評價，嚴密把關電動車質(zhì)量具備十分重大的意義。

TÜV南德意志集團大中華區(qū)電池產(chǎn)品部技術經(jīng)理 朱靜博士

解析電動車用電池測試

所謂電池測試，是通過模擬電動車目標使用環(huán)境和可預見的濫用條件，設計實驗，評測電池在設計環(huán)境中的性能、可靠性和安全性。

朱靜表示，一般電動車用電池測試程序，首先需要對單體電芯進行評測(電芯是電動車儲能系統(tǒng)的最基礎單元)，評測電芯或電池單元組的安全性后，第二步需要對電池模組的安全性進行測試，然后再擴展到電池包或電池系統(tǒng)的安全測試。

如何確保電池充放電保護過程中的安全性?

電動車用電池內(nèi)含電池管理系統(tǒng)(BMS)，其防過充保護包括諸如過電壓保護、過電流保護及平衡功能等，以確保安全性。“此外，我們還會對溫度進行監(jiān)測。當電池出現(xiàn)被過充或異常情況，將局部出現(xiàn)升溫現(xiàn)象，這時會自動切斷充電，讓電池處于相對安全的狀態(tài)。”

亟待解決的難題?

朱靜坦言，電池安全測試是通過模擬可預見到的濫用條件來評測電池的安全性。電池失效分為系統(tǒng)失效和隨機失效，所謂系統(tǒng)失效主要是由于電池結構設計、材料選擇缺陷等原因引起的電池出現(xiàn)的安全失效現(xiàn)象;隨機失效通常發(fā)生概率較低，是由于電池制造過程中隨機缺陷引發(fā)或電池使用過程中偶發(fā)現(xiàn)象引發(fā)的電池安全失效。電池安全測試有助于發(fā)現(xiàn)電池存在的潛在系統(tǒng)缺陷，降低潛在風險，但是不得不承認隨著電動車技術的發(fā)展和產(chǎn)品復雜性，電池安全測試還有待于不斷完善，使其能更有效的接近實際應用情況，有效的評價電池的安全性。例如對于電池的全壽命安全評價。

標準的演進

現(xiàn)階段參與電動車用電池標準及測試指導手冊相關的組織包括美國汽車工程師協(xié)會(SAE)、美國先進電池聯(lián)盟(USABC)、美國保險商實驗室(UL)、國際電工委員會標準委員會(IECEE)、國際標準委員會(ISO)等，相關標準涉及IEC62660，ISO12405， UN ECE R100等。隨著產(chǎn)品技術的發(fā)展，標準也在逐步更新發(fā)展，以適應動力電池產(chǎn)品的需求。

國內(nèi)外標準有哪些差異性?

朱靜指出，國際上大家普遍比較接受的標準諸如IEC、SAE、ISO等，實際上他們所涉及的測試項目和內(nèi)容是基本相似的，只是具體測試參數(shù)存在差異。而國內(nèi)電動車用電池標準QC/T 743也在進行更新和完善。

未來標準一瞥?

朱靜指出，電動車用電池的標準將會趨于統(tǒng)一，包括產(chǎn)品，未來也會逐漸統(tǒng)一化，這樣有利于規(guī)?；a(chǎn)，以及技術穩(wěn)定性和產(chǎn)品穩(wěn)定性的提高。

現(xiàn)階段國內(nèi)的標準開始逐漸以國標為基礎逐漸發(fā)展。在基于這些基礎標準的情況下，收集各種測試數(shù)據(jù)和統(tǒng)計結果，不斷去把具體測試標準進行細化。

TÜV南德意志集團核心優(yōu)勢

在電動車用電池安全測試認證中，TÜV南德意志集團為客戶提供了TCTC(Training – Consulting – Test - Certificated)系列服務。

在培訓方面，TÜV南德意志集團將對操作人員進行安全培訓，以及實際的結構設計方面的安全培訓。

技術咨詢方面，TÜV南德意志集團將始終跟新法律法規(guī)進度，使客戶在研究開發(fā)階段保證產(chǎn)品符合各國法律法規(guī)要求，避免產(chǎn)品設計定型后發(fā)現(xiàn)問題，從而耗費過長開發(fā)流程進行整改。

就測試而言，TÜV南德意志集團完全依照國際標準執(zhí)行。鑒于企業(yè)標準往往高于現(xiàn)行標準的要求，TÜV南德意志集團還未客戶提供量身定做的個性化測試需求，幫助客戶開發(fā)研究開發(fā)階段的輔助測試方案，盡量減少測試樣品消耗，并從測試結果中捕捉到更多有效信息。

如上文所述，電池安全測試實際上是在尋找電池的邊界條件，便于在電池的保護板設計、管理系統(tǒng)設計、結果設計等階段，把電池控制在安全邊界適用范圍之內(nèi)，保證電池更好的循環(huán)壽命及安全性。

電動車的未來：大規(guī)模普及仍舊遙遠?

作為一個新興的技術，市場前期需要依靠國家支持。朱靜表示，未來市場前景十分廣闊，目前，電動車市場正處于初級階段，需要國家給予大力支持，鼓勵電池企業(yè)、整車企業(yè)及研究所積極參與其中，提升技術。

現(xiàn)階段多以ebus(電動巴士)及電動出租車使用為主。以ebus作為起點相對來說有幾點好處：ebus行車路線較為固定，行程確切，便于對電池進行相應的維護、保養(yǎng)、監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集。“目前市場正處于收集并分析數(shù)據(jù)的階段，ebus有助于形成數(shù)據(jù)積累。”

基于這些經(jīng)驗的基礎上技術將逐漸完善發(fā)展，當趨于穩(wěn)定程度時，電動車大規(guī)模普及的日子便也不遠了。