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电池针刺实验的存废讨论

电源技术 | 发布时间:2018-10-13 | 人气: | #评论# | 本文关键字:电池,电芯,动力电池,热失控,针刺试验
摘要:我们现在谈热失控,有一个问题是绕不开的,是国内的动力电池标准取消了针刺实验之后的考核问题。在电芯的滥用层面,到底要保留哪些,特别是针刺这样的,是否要保留。 我们重点说一下

我们现在谈热失控,有一个问题是绕不开的,是国内的动力电池标准取消了针刺实验之后的考核问题。在电芯的滥用层面,到底要保留哪些,特别是针刺这样的,是否要保留。我们重点说一下国内的区别,实际上标准体系,主要是分为强标(强制施行的)+行业参考标准和企业标准等,国内的产品约束主要是从强标开始的,这个不一定是QCT、GBT和GB这些,是和准入规则、补贴目录和其他直接关联的。

国内动力电池强标的演变

图1 国内动力电池强标的演变

我们的标准在不断的考虑放松,在这个层面来说是有点问题的。电芯企业如果按照标准产品设计,以通过国标为目标,在后续产业链条中想要把新的更高要求的设计再拉起来是非常困难的,涉及到企业高层对于标准的理解,对于产品成本的提升,还有产品的特性特征的提升。随着我们对于电池的成本、能量密度这两项关键指标,推动纯电动的市场按照路线图一点点逼近往前走,现有电芯产品的能量越来越大,在同样测试条件下电池滥用实验结果也越来越糟糕,在同规格的37Ah,42Ah,50Ah,不断加大的70Ah、100Ah和150Ah的方壳电池,实验结果的特性就直接从危害等级3或往更恶劣的实验结果来发展了。电芯能量越大,相应满足实验要求需要做的设计的难度也越大,对等的电芯企业所要负的安全责任也就越大,针刺实验的取消加快了电芯开发的速度,但是从结果来看并不可取。

之前按照QCT来做的LFP的针刺电池的情况

图2 之前按照QCT来做的LFP的针刺电池的情况

全球来看主要分为日本、欧洲和美国三个地区的主要情况。

全球行业的电池安全性标准

图3 全球行业的电池安全性标准

1)欧洲的研究

IEC标准主要包括便携式锂电池IEC62281和IEC62133,前者是运输后者是安全认证。从2008年开始,ISO和IEC开始介入,IEC62660-2是有关于动力电池单体安全性能的测试,

IEC62660-3和ISO12405-3则有关于单体和系统的可靠性和滥用测试方法。这里没有针刺试验,IEC TR 62660-4:2017 Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 4: Candidate alternative test methods for the internal short circuit test of IEC 62660-3,实际上,这个补充性的内容被大部分企业用来评估电芯的危害。

IEC的针刺TR

图4 IEC的针刺TR

2)美国

美国的标准分成几个体系,分为USABC FreedomCAR、UL和SAE的体系。这几个其实一脉相承,主要是通过针刺的方法建立滥用模型(针刺实验过程中瞬间释放的热量主要来自于电池内部短路),从里面建立内短路的机理。USABC的针刺方法和标准(φ=3mm,80mm/s)

USABC 滥用测试

图5 USABC 滥用测试

SAE 2464针刺的要求

图6 SAE 2464针刺的要求


责任编辑:电池针刺实验
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