電動車啟示錄：這樣把關(guān)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(guān)。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(shù)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(shù)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(shù)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(guān)注，諸如美、德、日、中等國家政府均投入大量資金并出臺相關(guān)政策予以支持，大力推動電動車產(chǎn)業(yè)和電動車關(guān)鍵部件及技術(shù)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(guān)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(shù)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(chǔ)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(jié)構(gòu)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(shù)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(guān)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(guān)標準涉及IEC62660，ISO12405， UN ECE R100等。隨著產(chǎn)品技術(shù)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(shù)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(chǔ)逐漸發(fā)展。在基于這些基礎(chǔ)標準的情況下，收集各種測試數(shù)據(jù)和統(tǒng)計結(jié)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(jié)構(gòu)設計方面的安全培訓。

技術(shù)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(jié)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(jié)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(shù)，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(shù)。

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(chǔ)上技術(shù)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。