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摘要：近年来随着汽车业的快速发展，传统的内燃机车迅速增加，汽车污染问题与经济环境可持续发展矛盾不断激化。新能源汽车作为典型的新型机车，受到汽车制造商的高度重视，以纯电动汽车为主的新能源汽车的能量载体大部分使用锂离子电池，而新能源汽车动力电池系统安全性检测保证锂电池的使用安全的有力保障。
关键词：新能源；电池包；安全性检测
由于汽车产品的特性，如载人、高速运行、运行环境复杂等，安全性是整车及零部件设计的基本要素，在安全性检测工作当中具有举足轻重的地位。某些车企，在安全方面相关的指标，通常是不允许妥协和折中的。就中国的汽车行业而言，随着人民生活水平的提高，消费者越来越趋向理智，国家的法规和标准的也在不断完善，汽车产品的安全性能正逐步提升。
动力电池系统的构成是相当复杂的，既有电芯这类化学物体，也有复杂的电子电气系统和热管理系统，还有传统的各类机械部件，涉及到的专业种类非常的多，加上恶劣的运行环境，所面临的安全风险也很广泛。
使电池产生起火或爆炸的因数有:化学因数、电气因数、机械因数和功能因数。
1）化学因数
电芯发生热失控、电解液或冷却液泄漏所导致的化学腐蚀（有可能造成内部短路）盐雾腐蚀等。
2）电气因数
针对动力电池包内部的电子电气系统而言，电气安全是首要考虑的因素，各种与“电”有关的安全风险，都必须考虑到。电池系统的绝缘配合、等电位（接地）、短路防护、绝缘状态监控、高压连接器互锁、高低压隔离、电磁兼容性（EMC）等。
3）机械因数
机械安全主要针对整个箱体结构以及内部的结构件而言，确保在各种机械载荷和外部因素作用下，动力电池包的特性不会发生大的变化，消除产品潜在的安全风险。需要考虑的因素包括：IP防护、振动、碰撞、挤压、跌落、碎石冲击、重物锤击、翻滚、金属物穿刺、火烧等。
4）功能因数
功能是针对电池管理系统（BMS）而言的，要确保电池管理系统在任何一个随机故障、系统故障或共因失效下，都不会导致安全系统的故障，从而引起人员的伤亡、环境的破坏、设备财产的损失；也就是BMS的安全保护功能无论在正常情况下或者有特定故障存在的情况下都应确保正常发挥作用。如果温度检测功能失效，那么是否有机制可以确保动力电池系统不会发生过热或热失控风险，这就是功能安全要解决的问题。
通过以上分析可得，动力电池包的安全性测试必须围绕以上4个因数进行相关的测试。据本文作者了解GBT 31467.3 -2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性测试要求与测试方法》很快被新版本代替，新版本主要增加了IP67与热扩散等项目，新版本更加全面的将4个因数都考虑在内，进一步的提升安全性测试要求。
据了解，一辆特斯拉电动汽车在美国的高速公路上发生严重车祸，不仅车身被撞得七零八落，同时因为动力电池的破损导致车辆迅速起火，造成驾驶员死亡。特斯拉电动车是唯一一家采用18650型钴酸锂离子电池的汽车企业。上述电池直径18毫米，长度65毫米，常被用作笔记本电脑的电芯。由于现阶段锂离子电池已经逼近功率阈值，所以特斯拉一直采用将数千个电池组成电池阵列置于车底的方式作为其电动车动力。然而，如此设计使得车辆在发生碰撞时，加大了电池阵列受撞击的可能，进而造成电芯或模组容易移位，导致并联和串联用的导线脱落和短路引发起火。电池包壳体在巨大的挤压击力下没能保护好电芯，电芯发生变形导致电池短路引发的起火事故，我们要想办法把电池保护好，在最恶劣的条件下保证电池安全。
图一：事故车辆 图二：事故车辆的动力电池模组
该汽车是通过安全性测试的合格车辆，但在重大交通事故中还是非常的不安全，除了特斯拉的案例外，全球销量领先的美国通用公司的VOLT插电式混合动力轿车在碰撞后发生着火，还有一辆丰田普锐斯插电式混合动力轿车在运行中起火，其原因是一个连接部件的松动使得系统产生高温，从而引发电池包的热失控与扩展。电动汽车高压系统在水浸泡可触发热失控，从而引起电动汽车着火，典型案例是南京纯电动公交车在大雨过后的积水里浸泡后一段时间后着火。起火爆炸的事故，每天都在我们身边发生。
电池发生碰撞事故后并不一定发起火爆炸，如果电池组绝缘失效，会造成人员高电压触电，电池漏液产生异味，也会造成车载人员身体不适等情况。这些都应引起重视。
由此可见，如果没通过安全性测试，在路上行驶的车辆相当危险的，动力电池的安全性指标绝不允许妥协。安全性测试标准对于提升动力电池的安全性水平尤为重要。基于上述动力电池安全性问题的梳理，对相应的安全性技术测试标准提出了迫切的需求。目前国内采用的动力电池安全性测试的标准主要包括：GB/T31485-2015主要考核动力电池单体和模组的安全指标，围绕化学能的防护，给出了一系列滥用情况以及极端情况下的安全要求和检验规范。GB/T31467侧重于电池包或电池系统级的检验规范。GB/T31467.3-2015主要针对安全要求和测试方法做了明确的规定。结合GB/T31485-2015，构成了从电池单体、模组、到动力电池包和动力电池系统的完整的化学能防护规范。目前，总体上动力电池相关测试标准较国外严格。
总结
通过以上事例可知，新能源纯电动车的安全系数比传统燃油车较低，电动汽车的安全事故经常发生，造成严重人员伤亡和财产损失，除了电动车发生事故时，通常会伴有火、声、光、烟雾等“特殊效果”，引起公众广泛关注和质疑。一辆纯电动汽车，其使用的电芯通常重达几百公斤，以100公斤电芯计算，总能量就相当于10公斤TNT炸药。所以为了让事故不再发生，电池包安全性检测非常重要。
论文作者:韩俊文,李伟程
论文发表刊物:《科技研究》2018年6期
论文发表时间:2018/7/18
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