5月27日，工信部對于國家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》征求意見，此次征求意見稿對于動(dòng)力電池安全要求大幅提升，測試方法也更為嚴(yán)苛。編制說明指出，隨著新能源汽車保有量快速增加，電動(dòng)汽車起火事故仍時(shí)有發(fā)生。通過對近年來電動(dòng)汽車安全事故的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，行業(yè)對于動(dòng)力電池在實(shí)際應(yīng)用場景下的失效機(jī)制也有了進(jìn)一步的認(rèn)識。基于此對國家標(biāo)準(zhǔn)修訂完善，進(jìn)一步提升安全要求，筑牢動(dòng)力電池安全底線，維護(hù)消費(fèi)者生命財(cái)產(chǎn)安全。

在本文件范圍內(nèi)電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池單體、電池包或系統(tǒng)導(dǎo)致的危險(xiǎn)是指：

——泄漏，可能導(dǎo)致電池系統(tǒng)高壓、絕緣失效間接造成人員電擊、電池系統(tǒng)起火等危險(xiǎn)；

——起火，直接燒傷人體；

——爆炸，直接危害人體，包括高溫?zé)齻瑳_擊波傷害和爆炸碎片傷害等；

——電擊，由于電流流過人體而引起的傷害。

編制說明指出，行業(yè)調(diào)研顯示，截止至2024年2月，已有78%的企業(yè)已具備“不起火、不爆炸”技術(shù)儲(chǔ)備，基于上述情況，研究組一致認(rèn)為將熱擴(kuò)散要求提升至“不起火、不爆炸”具備技術(shù)可行性。

圖1. 企業(yè)“不起火、不爆炸”技術(shù)儲(chǔ)備情況統(tǒng)計(jì)

從測試執(zhí)行角度，需要明確熱擴(kuò)散“不起火、不爆炸”的觀察時(shí)間。

表1：GB 38031中系統(tǒng)級別測試項(xiàng)觀察時(shí)間

根據(jù)行業(yè)調(diào)研情況，90%企業(yè)認(rèn)為只要電池單體發(fā)生了熱失控，即使不發(fā)生熱擴(kuò)散，也應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號。因此，要求只要觸發(fā)熱失控，無論是否發(fā)生熱擴(kuò)散，均需要提供報(bào)警信號。另外，標(biāo)準(zhǔn)中對熱事件報(bào)警信號的發(fā)出時(shí)間也作了要求，即“報(bào)警信號的發(fā)出時(shí)間應(yīng)不晚于觸發(fā)電池?zé)崾Э刂蟮?min”。

在觸發(fā)方法方面，研究小組經(jīng)過充分研究討論，對現(xiàn)有的針刺、外部加熱方法進(jìn)行了修改，同時(shí)新增內(nèi)部加熱方法作為熱失控觸發(fā)方法進(jìn)行補(bǔ)充。

針刺觸發(fā)方法中，將針刺速度由“0.1mm/s~10mm/s”改為“0.1mm/s~1mm/s”，補(bǔ)充了針刺停止條件：直至熱失控，或者針刺深度達(dá)到觸發(fā)電池單體的90%。另外，為了盡可能避免由于針刺孔排氣而影響到試驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)中對電池包針刺孔位置的密封要求也作了補(bǔ)充。

表2：加熱片規(guī)格說明及使用指南

研究小組分別選用額定能量~550Wh的三元電池（NCM）與磷酸鐵鋰電池（LFP）電池作為試驗(yàn)對象，并以300W加熱功率對電芯進(jìn)行加熱，試驗(yàn)結(jié)果如圖2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，NCM電池在32s內(nèi)發(fā)生熱失控，額外注入能量<0.5%，監(jiān)控點(diǎn)溫度在觸發(fā)前溫升<0.5℃。LFP電池可在90s內(nèi)發(fā)生熱失控，額外注入能量<1%，監(jiān)控點(diǎn)溫度在觸發(fā)前溫升<0.5℃。

(a) NCM電池

(b) LFP電池

基于表2中推薦的加熱片參數(shù)條件，研究小組統(tǒng)計(jì)了LFP/NCM電池包樣品中采用內(nèi)加熱觸發(fā)方法的驗(yàn)證情況，見表5。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在不同容量及體系的電池包樣品中，內(nèi)加熱均可成功觸發(fā)電池?zé)崾Э亍?/p>

表5：不同電池包產(chǎn)品的內(nèi)加熱方法表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)

c）判定邏輯

在將內(nèi)加熱觸發(fā)方法作為推薦方法之后，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的觸發(fā)方法擴(kuò)大到三種。試驗(yàn)時(shí)，制造商可自行選擇其中一種觸發(fā)方法，也可自行選擇其他方法來觸發(fā)熱失控。當(dāng)采用推薦的三種觸發(fā)方法均未觸發(fā)熱失控，則認(rèn)為電池產(chǎn)品無法被觸發(fā)熱失控，試驗(yàn)通過；若電池單體發(fā)生了熱失控，則應(yīng)觀察電池包或系統(tǒng)在不晚于熱失控發(fā)生后的5min內(nèi)是否發(fā)出熱事件報(bào)警信號，如未發(fā)出，則判定試驗(yàn)失效；如發(fā)出熱事件報(bào)警信號，則應(yīng)觀察①電池包或系統(tǒng)是否發(fā)生起火、爆炸，② 煙氣在報(bào)警信號發(fā)出之前，以及之后5min內(nèi)是否進(jìn)入乘客艙，若以上任一種情況發(fā)生，則認(rèn)為試驗(yàn)失敗，只有兩種情況均未發(fā)生，則可判定試驗(yàn)通過要求。

圖5. 熱擴(kuò)散試驗(yàn)判定流程圖