目前新能源汽車動力電池的標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善且成體系，今天重點(diǎn)聊一下新能源汽車動力電池安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以及對應(yīng)電子控制器的功能安全標(biāo)準(zhǔn)。

新能源動力電池中可能發(fā)生的電池起火事故大多是由電池單元濫用導(dǎo)致的熱失控引起的。根據(jù)電池單元故障模式，它包括機(jī)械濫用（擠壓、穿透）、電氣濫用（過度充電、過度放電）和溫度濫用（過熱）。相關(guān)的電池故障導(dǎo)致熱失控意味著由于電池單元的放熱連鎖反應(yīng)而導(dǎo)致電池過熱、起火和爆炸的現(xiàn)象隨著溫度升高的速度迅速變化。此外，由電池組或系統(tǒng)中的電池單元的熱失控引起的剩余電池單元的溫度升高可能會產(chǎn)生危險(xiǎn)的熱擴(kuò)散。

新能源汽車動力電池安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

↑電動汽車動力電池國家標(biāo)準(zhǔn)

關(guān)于電池安全驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)，不得不提2020年1月1日正式執(zhí)行的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB38031-2020。在GB 38031-2020中，有明確規(guī)定由針刺觸發(fā)的熱擴(kuò)散穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)該長于5分鐘，擠壓試驗(yàn)應(yīng)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(shè)計(jì)理念就是要把熱量隔絕起來，快速冷卻并主動散發(fā)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臺電池組的安全設(shè)計(jì)來舉例：

后置大面積防爆閥：它跟模組和整包的快速排氣通道相結(jié)合，可以迅速排出高溫氣體；

模組上蓋防火專利設(shè)計(jì)：電池上蓋內(nèi)置氣凝膠防火毯，對乘員和整車進(jìn)一步保護(hù)；

電池包內(nèi)部高壓元器件具備在電芯熱失控后防止拉弧設(shè)計(jì)；

高強(qiáng)度的井字形框架結(jié)構(gòu)防護(hù)；

高強(qiáng)度鋼比例高：整包的高強(qiáng)鋼應(yīng)用占比約61%，超高強(qiáng)鋼應(yīng)用占比37.5%；

↑奧特能平臺亮相2021上海車展

動力電池安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

是騾子是馬，肯定是要拉出來遛遛才知道。所以我認(rèn)為電池安全驗(yàn)證也是很關(guān)鍵的一塊。那么動力電池安全認(rèn)證又有哪些標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)例呢？我們一起來舉幾個(gè)例子。

↑通用動力電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室

電動汽車動力電池安全認(rèn)證的內(nèi)容很多，鋰電池組進(jìn)行電動汽車電池安全認(rèn)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(huán)境測試（高低溫、高低壓）和保護(hù)裝置測試（絕緣防漏電、防塵防水）。

而通用汽車奧特能平臺則要求發(fā)生熱失效后，電池保持安全穩(wěn)定達(dá)50分鐘以上，超國標(biāo)10倍。除此外，像抗跌落試驗(yàn)，電池包跌落高度2米，是國標(biāo)要求的2倍；抗擠壓試驗(yàn)，電池包抗擠壓力達(dá)300kN，是國標(biāo)要求3倍。

↑通用動力電池系統(tǒng)火燒測試

不僅通用汽車，像蔚來汽車電池組也經(jīng)歷了嚴(yán)苛的安全認(rèn)證。這樣的新能源汽車動力電池安全認(rèn)證也逐漸變成了行業(yè)主流。ES8車型的鋰電池組置于底盤底部，它采用的鋰電池使用CATL的方殼電芯。該電池組經(jīng)歷過130秒590攝氏度持續(xù)火燒測試的認(rèn)證。

↑蔚來汽車電池組火燒測試

很多消費(fèi)者都有鋰電池組車底布局會否因?yàn)榭呐鲈斐晌ｋU(xiǎn)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(jìn)行電動汽車電池安全認(rèn)證。其通過了UL2580動力電池安全認(rèn)證，并具備IP67防水防塵防護(hù)等級。UL2580動力電池安全認(rèn)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(huán)境測試（高低溫、高低壓）和保護(hù)裝置測試（絕緣防漏電、防塵防水）。通過權(quán)威的安全試驗(yàn)和鑒定專業(yè)機(jī)構(gòu)來保證動力電池的安全性能。

↑上汽與美國UL電動汽車電池安全認(rèn)證頒證儀式

動力電池電子控制器功能安全標(biāo)準(zhǔn)

功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262逐漸為行業(yè)所熟知和廣泛應(yīng)用。但是作為指導(dǎo)方針，ISO26262并未針對動力電池電子控制器的功能安全細(xì)節(jié)做出規(guī)定。這方面美國國家交通安全局NHSTA關(guān)于動力電池電子控制器功能安全做的一些分析結(jié)果很有借鑒意義供大家參考。

首先，動力電池電子控制器的危害分析結(jié)果：

1. 熱失控事件  最高安全等級ASIL-D

2. 電芯排氣/化學(xué)釋放  最高安全等級ASIL-C

3. 電擊  最高安全等級ASIL-D

4. 非預(yù)期減速和動力丟失  最高安全等級ASIL-C

↑NHSTA關(guān)于動力電池電子控制器的危害分析

其中針對動力電池電子控制器失效及危險(xiǎn)動作則給出了更詳細(xì)的列表。涉及BMS電子控制器的危險(xiǎn)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(yù)充連接器、過多電流和過少電流等。

↑動力電池電子控制器失效及危險(xiǎn)動作列表

最終，動力電池電子控制器的安全目標(biāo)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?zé)崾Э厥录?/span>  ASIL-D FTTI 200mS

B. 防止動力電池電芯排氣/化學(xué)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(yù)期減速和動力丟失  ASIL-C FTTI 200mS

↑動力電池電子控制器相關(guān)安全目標(biāo)

綜上所述，新能源汽車動力電池的標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善且成體系，今天重點(diǎn)聊一下新能源汽車動力電池安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以及對應(yīng)電子控制器的功能安全標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)目前正在牽頭制定ISO/TR9968新能源汽車可充電儲能系統(tǒng)功能安全的國際標(biāo)準(zhǔn)，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。