工業和信息化部日前發布強制性國家標準《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，旨在從產品設計端降低動力電池自燃事故發生率。


雖然距離明年7月1日正式實施還有1年多的時間，但記者注意到，這段時間，圍繞著新國標的新產品試驗及測試項目明顯多了起來。


在中國汽車技術研究中心新能源檢驗中心，記者看到，工程師正在對汽車動力電池開展多項高難度的測試。相關負責人表示，絕大多數的試驗都是圍繞新國標展開的。




中汽中心新能源檢驗中心高級工程師 姜成龍：新國標發布以來，國內主要的整車及電池企業都在積極申請新國標的測試，一部分企業已經拿到了新國標的測試報告，新的產品基本上都在用新國標進行測試。




專家表示，這次發布的新國標首次覆蓋7項單體試驗和17項電池包或系統試驗，與2020版國標相比，新國標對動力電池提出了更嚴的安全要求。




中汽中心標準院高級工程師 郝維建：安全要求更加嚴格，將動力電池熱擴散要求從著火爆炸前五分鐘提供報警信號，提升至不起火、不爆炸。另一方面，試驗覆蓋面更廣，分別針對車輛底部托底和長期快充這兩個安全風險場景，設置了對應的安全測試項目。


新增三大嚴苛試驗 筑牢安全防線


動力電池新國標新增三大嚴苛試驗，其中熱擴散防護檢測作為重要一環，將大幅提升電池安全性能。


新國標還針對車輛底部剮蹭、新能源汽車快速充電普及等場景，分別增加測試，全方位保障動力電池安全。


所謂熱擴散，是指電池包中某個單體電芯發生熱失控后，引起其他電芯的連鎖反應，嚴重時可能引發起火爆炸。新國標明確，可以通過針刺或內部加熱，或者外部加熱進行試驗。




總臺央視記者 羅宏進：在電池包的針刺試驗中，我們可以看到，這個5毫米鋼針將以每秒1毫米的速度刺向目標電芯，大約經過50秒的時間，目標電芯將被刺破。




記者看到，當目標電芯被刺破后，電池包瞬間冒出一股白煙，被監測的電芯溫度也瞬間升高。




中汽中心新能源檢驗中心高級工程師 姜成龍：一般被刺電池的溫度最高會升到300℃左右，電芯內部的溫度可以達到1000℃左右。在這個過程當中，其他與之相鄰的電池的溫度也會有相應的上升，但擴散的過程中，整個電池系統不能起火、不能爆炸。




底部剮蹭是車輛行駛中難以避免的事情，針對這一場景，新國標中還增加了一項嚴苛測試——車輛底部撞擊測試。




總臺央視記者 羅宏進：這里是電池包底部安全碰撞試驗的現場，在試驗當中30毫米的鋼制撞擊頭，將以150焦耳能量撞擊電池包上面的風險點，像這樣的風險點在電池包底部共選取了前、中、后三處。




中汽中心新能源檢驗中心高級工程師 姜成龍：這三個風險點，主要對電池包底部防護能力比較敏感的區域進行選擇。試驗的目的，主要是為了考量電池包底部受到磕碰之后，相應的防護能力。




此外，針對新能源汽車快速充電迅速普及，新國標還新增了快充循環后電池的安全測試。記者了解到，這一試驗針對的是15分鐘內的快充電池單體，在快充工況循環300次后進行外部短路測試，要求電池單體不起火、不爆炸。


多項極限測試考驗動力電池


歷經熱擴散防護、底部撞擊、快充循環三大嚴苛測試后，電動汽車動力電池就足夠安全了嗎？


實際上，它還要突破多重極限考驗，才能順利下線裝車。


這是電池包模擬碰撞試驗，在電池包滿電狀態下，通過設備將其固定在試驗臺車上，進行2個方向上的碰撞，要求電池包無泄漏、無外殼破裂。




這是電池包火燒試驗，電池包直接暴露在火焰下70秒鐘，再間接燃燒60秒，即使在這樣的試驗中仍然要求電池包做到不起火、不爆炸。




這是電池包浸水試驗，將電池包放到1米水深中，浸泡30分鐘，出水后觀察2小時，拆包檢查是否有水浸入，要求無進水、無泄漏、絕緣性能正常。




這是電池包擠壓試驗，使用半徑75毫米的半圓柱體，以100千牛的力從兩個方向擠壓電池包，要求電池包不泄露、不起火、不爆炸。


車企加碼電池安全技術 強化防護屏障


記者了解到，不少車企正加大創新力度，多維度筑牢電池安全防線。


全鏈條技術升級正在重塑動力電池安全標準。


這家車企的相關負責人告訴記者，他們正在積極開展超越新國標的測試試驗，如增加底部撞擊力度或延長熱擴散監控的時間，更好地驗證電池的安全性。同時，在電池結構方面，創新性采用了“疏堵結合”的管理技術。




長城汽車哈弗品牌首席執行官 趙永坡：所謂“疏”就是在局部熱失控下，通過因勢利導的方式，在安全的路徑下將熱量散播出去。所謂的“堵”，比方說底部的撞擊，這種要求堅固的位置，我們采用“三明治”的結構，讓它遇到一些強沖擊的時候，能夠不讓我們的電池產生熱失控。




另外一家車企有關負責人告訴記者，電池包產品通常由上百顆單體電芯構成，只要管理好每一顆電芯，就能做到整包電池的安全。




廣汽集團電池研發部負責人 李進：我們通過防火隔熱材料把電池包分割成多個“安全艙”，電芯熱失控時，防火隔熱層和吸熱材料會將熱量鎖死在“安全艙”里面，并通過速冷技術快速將熱量帶走，對熱失控電芯進行降溫，絕不連累其他電池。




記者同時了解到，還有企業通過選擇更穩定的材料體系，提高電池安全性。比如采用高安全正極、阻燃電解液、高耐熱隔膜，最大程度上保障電芯單體不易發生熱失控。此外，采用云端大數據的手段，可以實時診斷電池健康狀態，能提前識別電池故障。


現行國標已保障車輛基本安全


隨著動力電池新國標明年7月1日實施，動力電池安全水平將實現系統性提升。不過，也有消費者疑問：是否需要等到新國標實施后再購買新能源汽車？


對此，行業專家表示，現行國標已保障車輛基本安全，而且多數企業提前完成技術儲備，消費者可以放心選購符合現有國標的車型。


專家指出，不論是新國標還是現行的國標都具有較高的安全水準。




中汽中心標準院高級工程師 郝維建：不管是新國標還是老國標都是經歷了充分的行業討論和標準的制定，都具備比較高的技術水平。目前在市面上行駛的車輛都已經滿足了相關的強制性國家標準的要求，總體來說都是安全的。




記者在采訪中了解到，在這次新國標發布之前，有的企業已提早進行了技術儲備，整車采用更高安全的電池。




中汽中心標準院高級工程師 郝維建：根據我們前期調研，目前新能源汽車企業中已經超過80%的企業具備熱擴散測試后不起火、不爆炸的技術儲備，整體的安全技術水平也已經達到了較高的程度，所以消費者不必過于擔心。


（總臺央視記者 羅宏進）
專題報道：汽車電池