動力電池自燃將成歷史 新國標：明年電池必須“刀槍不入”

工業(yè)和信息化部日前發(fā)布強制性國家標準《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，旨在從產(chǎn)品設計端降低動力電池自燃事故發(fā)生率。


雖然距離明年7月1日正式實施還有1年多的時間，但記者注意到，這段時間，圍繞著新國標的新產(chǎn)品試驗及測試項目明顯多了起來。


在中國汽車技術研究中心新能源檢驗中心，記者看到，工程師正在對汽車動力電池開展多項高難度的測試。相關負責人表示，絕大多數(shù)的試驗都是圍繞新國標展開的。




中汽中心新能源檢驗中心高級工程師 姜成龍：新國標發(fā)布以來，國內(nèi)主要的整車及電池企業(yè)都在積極申請新國標的測試，一部分企業(yè)已經(jīng)拿到了新國標的測試報告，新的產(chǎn)品基本上都在用新國標進行測試。




專家表示，這次發(fā)布的新國標首次覆蓋7項單體試驗和17項電池包或系統(tǒng)試驗，與2020版國標相比，新國標對動力電池提出了更嚴的安全要求。




中汽中心標準院高級工程師 郝維建：安全要求更加嚴格，將動力電池熱擴散要求從著火爆炸前五分鐘提供報警信號，提升至不起火、不爆炸。另一方面，試驗覆蓋面更廣，分別針對車輛底部托底和長期快充這兩個安全風險場景，設置了對應的安全測試項目。


新增三大嚴苛試驗 筑牢安全防線


動力電池新國標新增三大嚴苛試驗，其中熱擴散防護檢測作為重要一環(huán)，將大幅提升電池安全性能。


新國標還針對車輛底部剮蹭、新能源汽車快速充電普及等場景，分別增加測試，全方位保障動力電池安全。


所謂熱擴散，是指電池包中某個單體電芯發(fā)生熱失控后，引起其他電芯的連鎖反應，嚴重時可能引發(fā)起火爆炸。新國標明確，可以通過針刺或內(nèi)部加熱，或者外部加熱進行試驗。




總臺央視記者 羅宏進：在電池包的針刺試驗中，我們可以看到，這個5毫米鋼針將以每秒1毫米的速度刺向目標電芯，大約經(jīng)過50秒的時間，目標電芯將被刺破。




記者看到，當目標電芯被刺破后，電池包瞬間冒出一股白煙，被監(jiān)測的電芯溫度也瞬間升高。




中汽中心新能源檢驗中心高級工程師 姜成龍：一般被刺電池的溫度最高會升到300℃左右，電芯內(nèi)部的溫度可以達到1000℃左右。在這個過程當中，其他與之相鄰的電池的溫度也會有相應的上升，但擴散的過程中，整個電池系統(tǒng)不能起火、不能爆炸。




底部剮蹭是車輛行駛中難以避免的事情，針對這一場景，新國標中還增加了一項嚴苛測試——車輛底部撞擊測試。




總臺央視記者 羅宏進：這里是電池包底部安全碰撞試驗的現(xiàn)場，在試驗當中30毫米的鋼制撞擊頭，將以150焦耳能量撞擊電池包上面的風險點，像這樣的風險點在電池包底部共選取了前、中、后三處。




中汽中心新能源檢驗中心高級工程師 姜成龍：這三個風險點，主要對電池包底部防護能力比較敏感的區(qū)域進行選擇。試驗的目的，主要是為了考量電池包底部受到磕碰之后，相應的防護能力。




此外，針對新能源汽車快速充電迅速普及，新國標還新增了快充循環(huán)后電池的安全測試。記者了解到，這一試驗針對的是15分鐘內(nèi)的快充電池單體，在快充工況循環(huán)300次后進行外部短路測試，要求電池單體不起火、不爆炸。


多項極限測試考驗動力電池


歷經(jīng)熱擴散防護、底部撞擊、快充循環(huán)三大嚴苛測試后，電動汽車動力電池就足夠安全了嗎？


實際上，它還要突破多重極限考驗，才能順利下線裝車。


這是電池包模擬碰撞試驗，在電池包滿電狀態(tài)下，通過設備將其固定在試驗臺車上，進行2個方向上的碰撞，要求電池包無泄漏、無外殼破裂。




這是電池包火燒試驗，電池包直接暴露在火焰下70秒鐘，再間接燃燒60秒，即使在這樣的試驗中仍然要求電池包做到不起火、不爆炸。




這是電池包浸水試驗，將電池包放到1米水深中，浸泡30分鐘，出水后觀察2小時，拆包檢查是否有水浸入，要求無進水、無泄漏、絕緣性能正常。




這是電池包擠壓試驗，使用半徑75毫米的半圓柱體，以100千牛的力從兩個方向擠壓電池包，要求電池包不泄露、不起火、不爆炸。


車企加碼電池安全技術 強化防護屏障


記者了解到，不少車企正加大創(chuàng)新力度，多維度筑牢電池安全防線。


全鏈條技術升級正在重塑動力電池安全標準。


這家車企的相關負責人告訴記者，他們正在積極開展超越新國標的測試試驗，如增加底部撞擊力度或延長熱擴散監(jiān)控的時間，更好地驗證電池的安全性。同時，在電池結(jié)構(gòu)方面，創(chuàng)新性采用了“疏堵結(jié)合”的管理技術。




長城汽車哈弗品牌首席執(zhí)行官 趙永坡：所謂“疏”就是在局部熱失控下，通過因勢利導的方式，在安全的路徑下將熱量散播出去。所謂的“堵”，比方說底部的撞擊，這種要求堅固的位置，我們采用“三明治”的結(jié)構(gòu)，讓它遇到一些強沖擊的時候，能夠不讓我們的電池產(chǎn)生熱失控。




另外一家車企有關負責人告訴記者，電池包產(chǎn)品通常由上百顆單體電芯構(gòu)成，只要管理好每一顆電芯，就能做到整包電池的安全。




廣汽集團電池研發(fā)部負責人 李進：我們通過防火隔熱材料把電池包分割成多個“安全艙”，電芯熱失控時，防火隔熱層和吸熱材料會將熱量鎖死在“安全艙”里面，并通過速冷技術快速將熱量帶走，對熱失控電芯進行降溫，絕不連累其他電池。




記者同時了解到，還有企業(yè)通過選擇更穩(wěn)定的材料體系，提高電池安全性。比如采用高安全正極、阻燃電解液、高耐熱隔膜，最大程度上保障電芯單體不易發(fā)生熱失控。此外，采用云端大數(shù)據(jù)的手段，可以實時診斷電池健康狀態(tài)，能提前識別電池故障。


現(xiàn)行國標已保障車輛基本安全


隨著動力電池新國標明年7月1日實施，動力電池安全水平將實現(xiàn)系統(tǒng)性提升。不過，也有消費者疑問：是否需要等到新國標實施后再購買新能源汽車？


對此，行業(yè)專家表示，現(xiàn)行國標已保障車輛基本安全，而且多數(shù)企業(yè)提前完成技術儲備，消費者可以放心選購符合現(xiàn)有國標的車型。


專家指出，不論是新國標還是現(xiàn)行的國標都具有較高的安全水準。




中汽中心標準院高級工程師 郝維建：不管是新國標還是老國標都是經(jīng)歷了充分的行業(yè)討論和標準的制定，都具備比較高的技術水平。目前在市面上行駛的車輛都已經(jīng)滿足了相關的強制性國家標準的要求，總體來說都是安全的。




記者在采訪中了解到，在這次新國標發(fā)布之前，有的企業(yè)已提早進行了技術儲備，整車采用更高安全的電池。




中汽中心標準院高級工程師 郝維建：根據(jù)我們前期調(diào)研，目前新能源汽車企業(yè)中已經(jīng)超過80%的企業(yè)具備熱擴散測試后不起火、不爆炸的技術儲備，整體的安全技術水平也已經(jīng)達到了較高的程度，所以消費者不必過于擔心。


（總臺央視記者 羅宏進）
專題報道：汽車電池