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關於新能源汽車動力電池的安全要求標準

  • 時間:2022-06-20
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  • 來源:LD乐动体育集團
    隨著新能源汽車的普及,除了充電樁在緊跟步伐以外,我們也要注重新能源汽車動力電池的安全要求標準,以至於在新能源這一塊逐漸完善且成體係。今天充電樁廠家就來跟大家普及一下這個新能源汽車動力電池的安全要求標準。
    新能源汽車動力電池的國家標準
    關於電池安全驗證的標準,不得不提2020年1月1日正式執行的強製性國家標準GB38031-2020。在GB 38031-2020中,有明確規定由針刺觸發的熱擴散穩定時間應該長於5分鍾,擠壓試驗應該能夠抗受100kN的測試力,以及必須抗受1米以上的電池包跌落測試。
    動力電池的安全設計理念就是要把熱量隔絕起來,快速冷卻並主動散發出去,來保障電池的安全。
    為了方便大家理解,咱們用通用汽車奧特能平台電池組的安全設計來舉例:
    後置大麵積防爆閥:它跟模組和整包的快速排氣通道相結合,可以迅速排出高溫氣體;
    模組上蓋防火專利設計:電池上蓋內置氣凝膠防火毯,對乘員和整車進一步保護;
    電池包內部高壓元器件具備在電芯熱失控後防止拉弧設計;
    高強度的井字形框架結構防護;
    高強度鋼比例高:整包的高強鋼應用占比約61%,超高強鋼應用占比37.5%。
 
    新能源汽車動力電池安全認證標準
    是騾子是馬,肯定是要拉出來遛遛才知道。所以我認為電池安全驗證也是很關鍵的一塊。那麽動力電池安全認證又有哪些標準和實例呢?我們一起來舉幾個例子。
    電動汽車動力電池安全認證的內容很多,鋰電池組進行電動汽車電池安全認證一般包括防水測試(潮濕、淋雨、浸泡)、碰撞測試(火燒、擠壓、針刺)、極端環境測試(高低溫、高低壓)和保護裝置測試(絕緣防漏電、防塵防水)。
    而通用汽車奧特能平台則要求發生熱失效後,電池保持安全穩定達50分鍾以上,超國標10倍。除此外,像抗跌落試驗,電池包跌落高度2米,是國標要求的2倍;抗擠壓試驗,電池包抗擠壓力達300kN,是國標要求3倍。
    不僅通用汽車,像蔚來汽車電池組也經曆了嚴苛的安全認證。這樣的新能源汽車動力電池安全認證也逐漸變成了行業主流。ES8車型的鋰電池組置於底盤底部,它采用的鋰電池使用CATL的方殼電芯。該電池組經曆過130秒590攝氏度持續火燒測試的認證。
    很多消費者都有鋰電池組車底布局會否因為磕碰造成危險的顧慮。這邊我們以上汽為例,上汽與美國UL合作,對其鋰電池組進行電動汽車電池安全認證。其通過了UL2580動力電池安全認證,並具備IP67防水防塵防護等級。UL2580動力電池安全認證包括防水測試(潮濕、淋雨、浸泡)、碰撞測試(火燒、擠壓、針刺)、極端環境測試(高低溫、高低壓)和保護裝置測試(絕緣防漏電、防塵防水)。通過權威的安全試驗和鑒定專業機構來保證動力電池的安全性能。
 
    動力電池電子控製器功能安全標準
    功能安全標準ISO26262逐漸為行業所熟知和廣泛應用。但是作為指導方針,ISO26262並未針對動力電池電子控製器的功能安全細節做出規定。這方麵美國國家交通安全局NHSTA關於動力電池電子控製器功能安全做的一些分析結果很有借鑒意義供大家參考。
    首先,動力電池電子控製器的危害分析結果:
    1. 熱失控事件  最高安全等級ASIL-D
    2. 電芯排氣/化學釋放  最高安全等級ASIL-C
    3. 電擊  最高安全等級ASIL-D
    4. 非預期減速和動力丟失  最高安全等級ASIL-C
    其中針對動力電池電子控製器失效及危險動作則給出了更詳細的列表。涉及BMS電子控製器的危險動作主要包含過充、過放、低溫充電、過多冷卻/加熱、過少冷卻/加熱、非正常斷開/接合斷路器、非正常斷開/接合斷路器預充連接器、過多電流和過少電流等。
    最終,動力電池電子控製器的安全目標定義為:
    A. 在包括拆解過程的車輛全生命周期防止動力電池熱失控事件  ASIL-D FTTI 200mS
    B. 防止動力電池電芯排氣/化學釋放  ASIL-C FTTI 200mS
    C. 防止動力電池造成電擊  ASIL-D FTTI 200mS
    D. 防止動力電池造成非預期減速和動力丟失  ASIL-C FTTI 200mS
    綜上所述,新能源汽車動力電池的標準逐漸完善且成體係,今天重點聊一下新能源汽車動力電池安全相關標準和安全認證標準,以及對應電子控製器的功能安全標準。國內目前正在牽頭製定ISO/TR9968新能源汽車可充電儲能係統功能安全的國際標準,旨在降低新能源汽車動力電池起火等安全事故,讓我們拭目以待吧。