由電動車輛分標委組織制定的三份強制性國家標準的征求意見稿于1月25日發(fā)布，包括《電動汽車安全要求》、《電動客車安全要求》和《電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全要求》。目前有關電動汽車這一塊相關的標準大多推薦性標準，強制性標準的預實施是對行業(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真研讀了這三份意見征求稿，并對其中一些變化的地方提出一些看法并重點關注熱失控和熱管理等相關的部分。

一、標準的一些變化

《電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全要求》的內(nèi)容主要由之前的GB/T 31485-2015 《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》和GB/T 31467.3-2015 《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng) 第3部分：安全性要求與測試方法?！泛喜⒉⑦M行擴展，變得更加具體規(guī)范和標準。變化主要體現(xiàn)在以下幾個方面

首先在引言部分就強調了在確定電動汽車用鋰離子電池單體、電池包或系統(tǒng)采用何種設計方案時，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，如果無法實行以上原則，那么需制定保護措施，減少或消除危險發(fā)生的可能性。

其次各種術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。

還有各種測試要求的變化，比如鋰離子電池包或系統(tǒng)的振動試驗。從原來推薦標準里的一個振動測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，但乘用車的標準還是比商用車要高。

圖1 原GB/T 31467.3-2015測試曲線

圖2 商用車和乘用車鋰離子電池包或系統(tǒng)隨機振動測試曲線

另外還比如對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；擠壓程度由電壓達到0 V或變形量達到30%或擠壓力達到200 kN后停止擠壓變?yōu)?00kN。而鋰離子電池包或系統(tǒng)的擠壓測試的擠壓程度也由原來的擠壓力達到200 kN或擠壓變形量達到擠壓方向的整體尺寸的30%時停止擠壓變?yōu)?00kN。

二、有關熱管理標準

新標準里有關測試對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行鋰離子電池包或系統(tǒng)熱擴散分析或驗證：按照附錄C完成熱擴散乘員保護分析和驗證或參照附錄D完成熱擴散試驗。特別要注意附錄C（規(guī)范性附錄）熱擴散乘員保護分析與驗證報告中第三點：

C.3在單個電池熱失控引起熱擴散的情況下，在鋰離子電池單體、電池包或系統(tǒng)或車輛中應具有保護乘員的功能或特性。制造商應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風險降低分析：使用適當?shù)男袠I(yè)標準方法記錄單個電池熱失控導致熱擴散所引起的對車輛乘員的風險以及降低風險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相關物理系統(tǒng)和組件的系統(tǒng)圖。相關系統(tǒng)和組件是指有助于保護乘員免受由單個電池熱失控觸發(fā)的熱擴散所引起的危害影響的系統(tǒng)和組件。

C.3.3表示相關系統(tǒng)和組件的功能操作、確認所有風險緩解功能或特性的圖表。

C.3.4對于每個確定的風險緩解功能或特征的說明包括以下部分：

C.3.4.1對其操作策略的描述；

C.3.4.2實現(xiàn)功能的物理系統(tǒng)或組件的標識；

C.3.4.3說明風險緩解功能技術文書：分析或模擬驗證的方法和結果數(shù)據(jù)；

C.3.4.4說明風險緩解功能技術文書：試驗驗證的方法和結果數(shù)據(jù)。

a)試驗時間、地點及產(chǎn)品技術參數(shù)；

b)試驗程序：包括試驗方法、試驗對象、觸發(fā)對象、監(jiān)控點布置方案、熱失控觸發(fā)判定條件以及對試驗對象所做的改動清單等，試驗方法可參考附錄D或由制造商提供的其他方法；

c)試驗結果：包括系統(tǒng)預警和試驗關鍵事件（熱失控觸發(fā)開啟、熱失控觸發(fā)停止、外部煙、火、爆炸）等的試驗照片、試驗數(shù)據(jù)和時間等。

附　錄　D（資料性附錄）熱擴散試驗中的試驗方法如下：

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)熱擴散試驗的候選方法，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)對象：試驗對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)時溫度傳感器的布置位置示意圖

從上面兩個附錄內(nèi)容看到，附錄只要求提供最后的結構和數(shù)據(jù)說明，并沒有統(tǒng)一的標準要求，我認為后續(xù)應該有一個統(tǒng)一的標準去認證合格與否。但關于熱失控的試驗記錄與披露必要性提醒廠家要做好相關工作。

再對比一下《電動汽車安全要求》和《電動客車安全要求》，鑒于目前三元材料并沒有客車應用，往能量密度大的發(fā)展趨勢下，后者相對前者多了對可充電儲能系統(tǒng)安全要求。需要關注內(nèi)部零部件的阻燃要求。

4.3.2可充電儲能系統(tǒng)內(nèi)零部件材料阻燃要求

可充電儲能系統(tǒng)內(nèi)應使用阻燃材料，阻燃材料的燃燒特性技術要求應滿足以下規(guī)定：

a)滿足以下任一條件的零部件，其材質需滿足水平燃燒HB和垂直燃燒V-0的要求：

——單個零部件重量≥50 g；

——單個可充電儲能系統(tǒng)內(nèi)相同型號的零件總重量＞200 g。

b)其它非金屬零部件材質需滿足水平燃燒HB75和垂直燃燒V-2的要求。

滿足該標準的范圍內(nèi)，從使用成本上來說，非V0材料相對V0材料要低。但不需要V0材料所占比重實在不大，從安全性上考慮可以忽略成本要求。另外實際過程中，不同的企業(yè)強調的阻燃標準有UL94和國標，偏向不同。這次提出以國家標準為準，避免阻燃測試標準的不一。

三、熱管理的重要性

最新標準意見征求稿里對熱失控的要求意味著熱管理的重要性，需要在兩個方面做好對應的工作，一個是單體電芯層面應對內(nèi)部熱失控，另外一個是箱體隔熱保溫級別面對外面環(huán)境。

我們在電芯層面通過一系列的相關測試，在電池單體之間設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力起到緩沖作用還可以起隔熱作用，抑制延緩熱擴散。關于隔熱效果，截取某次測試過程和結果。將隔熱泡棉放在加熱板上用紅外線溫控儀測量加熱板與隔熱泡棉的溫度。紅色1,3,5,8點為加熱膜，藍色1,2,3點為隔熱泡棉。通過數(shù)據(jù)對比，可以看到明細的溫度差異。另外進行熱失控實驗結果也起到了延緩作用。

圖4 聚氨酯泡棉的應用

四、結語

通過對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，因此各種細小差別及技術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際工作中遇到的問題及需求及時反饋，為新能源汽車的發(fā)展添塊磚加片瓦。

來源：第一電動網(wǎng)

作者：李浩晨