電動(dòng)車(chē)啟示錄：這樣把關(guān)電池安全？

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

隨著(zhù)時(shí)代的演變，創(chuàng )新技術(shù)的更迭不斷改變著(zhù)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(dòng)車(chē)技術(shù)應運而生。那么，在電動(dòng)車(chē)不斷完善走向商用的過(guò)程當中，最為重要的安全問(wèn)題如何保障呢?

TÜV南德意志集團大中華區電池產(chǎn)品部技術(shù)經(jīng)理朱靜博士指出，電動(dòng)車(chē)具有高效節能、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(dòng)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)和電動(dòng)車(chē)關(guān)鍵部件及技術(shù)的發(fā)展。但電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)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(fēng)提高性能、確保安全、降低成本，加速撬動(dòng)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)。因此，通過(guò)電動(dòng)車(chē)安全評測，特別是電動(dòng)車(chē)用電池的安全評價(jià)，嚴密把關(guān)電動(dòng)車(chē)質(zhì)量具備十分重大的意義。

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

解析電動(dòng)車(chē)用電池測試

所謂電池測試，是通過(guò)模擬電動(dòng)車(chē)目標使用環(huán)境和可預見(jiàn)的濫用條件，設計實(shí)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(dòng)車(chē)用電池測試程序，首先需要對單體電芯進(jìn)行評測(電芯是電動(dòng)車(chē)儲能系統的最基礎單元)，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(jìn)行測試，然后再擴展到電池包或電池系統的安全測試。

如何確保電池充放電保護過(guò)程中的安全性?

電動(dòng)車(chē)用電池內含電池管理系統(BMS)，其防過(guò)充保護包括諸如過(guò)電壓保護、過(guò)電流保護及平衡功能等，以確保安全性。“此外，我們還會(huì )對溫度進(jìn)行監測。當電池出現被過(guò)充或異常情況，將局部出現升溫現象，這時(shí)會(huì )自動(dòng)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(guò)模擬可預見(jiàn)到的濫用條件來(lái)評測電池的安全性。電池失效分為系統失效和隨機失效，所謂系統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的安全失效現象;隨機失效通常發(fā)生概率較低，是由于電池制造過(guò)程中隨機缺陷引發(fā)或電池使用過(guò)程中偶發(fā)現象引發(fā)的電池安全失效。電池安全測試有助于發(fā)現電池存在的潛在系統缺陷，降低潛在風(fēng)險，但是不得不承認隨著(zhù)電動(dòng)車(chē)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(shí)際應用情況，有效的評價(jià)電池的安全性。例如對于電池的全壽命安全評價(jià)。

標準的演進(jìn)

現階段參與電動(dòng)車(chē)用電池標準及測試指導手冊相關(guān)的組織包括美國汽車(chē)工程師協(xié)會(huì )(SAE)、美國先進(jìn)電池聯(lián)盟(USABC)、美國保險商實(shí)驗室(UL)、國際電工委員會(huì )標準委員會(huì )(IECEE)、國際標準委員會(huì )(ISO)等，相關(guān)標準涉及IEC62660，ISO12405， UN ECE R100等。隨著(zhù)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(dòng)力電池產(chǎn)品的需求。

國內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(shí)際上他們所涉及的測試項目和內容是基本相似的，只是具體測試參數存在差異。而國內電動(dòng)車(chē)用電池標準QC/T 743也在進(jìn)行更新和完善。

未來(lái)標準一瞥?

朱靜指出，電動(dòng)車(chē)用電池的標準將會(huì )趨于統一，包括產(chǎn)品，未來(lái)也會(huì )逐漸統一化，這樣有利于規?；a(chǎn)，以及技術(shù)穩定性和產(chǎn)品穩定性的提高。

現階段國內的標準開(kāi)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，收集各種測試數據和統計結果，不斷去把具體測試標準進(jìn)行細化。

TÜV南德意志集團核心優(yōu)勢

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

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

技術(shù)咨詢(xún)方面，TÜV南德意志集團將始終跟新法律法規進(jìn)度，使客戶(hù)在研究開(kāi)發(fā)階段保證產(chǎn)品符合各國法律法規要求，避免產(chǎn)品設計定型后發(fā)現問(wèn)題，從而耗費過(guò)長(cháng)開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行整改。

就測試而言，TÜV南德意志集團完全依照國際標準執行。鑒于企業(yè)標準往往高于現行標準的要求，TÜV南德意志集團還未客戶(hù)提供量身定做的個(gè)性化測試需求，幫助客戶(hù)開(kāi)發(fā)研究開(kāi)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(shí)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，保證電池更好的循環(huán)壽命及安全性。

電動(dòng)車(chē)的未來(lái)：大規模普及仍舊遙遠?

作為一個(gè)新興的技術(shù)，市場(chǎng)前期需要依靠國家支持。朱靜表示，未來(lái)市場(chǎng)前景十分廣闊，目前，電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)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(chē)企業(yè)及研究所積極參與其中，提升技術(shù)。

現階段多以ebus(電動(dòng)巴士)及電動(dòng)出租車(chē)使用為主。以ebus作為起點(diǎn)相對來(lái)說(shuō)有幾點(diǎn)好處：ebus行車(chē)路線(xiàn)較為固定，行程確切，便于對電池進(jìn)行相應的維護、保養、監控及數據采集。“目前市場(chǎng)正處于收集并分析數據的階段，ebus有助于形成數據積累。”

基于這些經(jīng)驗的基礎上技術(shù)將逐漸完善發(fā)展，當趨于穩定程度時(shí)，電動(dòng)車(chē)大規模普及的日子便也不遠了。