隨著電動汽車的普及,動力蓄電池的安全問題備受關(guān)注。近日,工業(yè)和信息化部發(fā)布“強制性”國家標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,將于明年7月1日起施行。新國標(biāo)將動力電池“不起火、不爆炸”改為了強制性要求,因此被很多人評價為“史上最嚴的電池安全令”。與老國標(biāo)相比,動力電池新國標(biāo)有哪些不一樣?新國標(biāo)的核心要求是什么?如何來實現(xiàn)這個核心要求?新國標(biāo)的實施,對行業(yè)的未來和消費者的使用體驗將帶來什么樣的影響?
新國標(biāo)的核心要求是什么?
這次發(fā)布的新國標(biāo)首次覆蓋“7項單體試驗和17項電池包或系統(tǒng)試驗”,與2020版國標(biāo)相比,新增了電池底部撞擊測試、快充循環(huán)后安全測試、熱擴散測試等試驗項目,對動力電池提出了更嚴的安全要求。新國標(biāo)對電池的機械安全、電氣安全、熱安全等方面提出了明確要求,包括電池在碰撞、擠壓、高溫等極端條件下的安全性能。
新國標(biāo)的核心要求就是在于全面提升電池的安全性能,為消費者提供更高的安全保障。而此次動力電池新國標(biāo)新增的三大嚴苛試驗,不僅加強了對電池?zé)釘U散等安全要求,還新增了多項安全測試項目,全方位保障動力電池安全。
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所謂熱擴散,是指電池包中某個單體電芯發(fā)生熱失控后,引起其他電芯的連鎖反應(yīng),嚴重時可能引發(fā)起火爆炸。新國標(biāo)明確,可以通過針刺或內(nèi)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(biāo)電芯,大約經(jīng)過50秒的時間,目標(biāo)電芯將被刺破。
記者看到,當(dāng)目標(biāo)電芯被刺破后,電池包瞬間冒出一股白煙,被監(jiān)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(nèi)部的溫度可以達到1000℃左右。在這個過程當(dāng)中,其他與之相鄰的電池的溫度也會有相應(yīng)的上升,但擴散的過程中,整個電池系統(tǒng)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(biāo)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(xiàn)場,我們可以看到,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(fēng)險點,這樣的風(fēng)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(fēng)險點,主要對電池包底部防護能力比較敏感的區(qū)域進行選擇。試驗的目的主要是考量電池包底部受到磕碰之后相應(yīng)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(biāo)還新增了快充循環(huán)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(nèi)的快充電池單體,在快充工況循環(huán)300次后進行外部短路測試,要求電池單體不起火、不爆炸。
火燒水浸
電池還需經(jīng)歷“極限試煉”
除了熱擴散防護、底部撞擊、快充循環(huán)三大嚴苛測試,電動汽車動力電池還需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(tài)下,通過設(shè)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。
“不起火不爆炸”
動力電池要求更嚴格
與2020版國標(biāo)相比,此次新國標(biāo)對動力電池提出了更嚴的安全要求。將動力電池?zé)釘U散測試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,這在現(xiàn)實中能否實現(xiàn)?此外,工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至去年2月,受訪的36家整車和電池企業(yè)中,已有78%的企業(yè)具備動力電池不起火、不爆炸的技術(shù)儲備,另有14%的企業(yè)預(yù)計將在2026—2027年具備此項技術(shù)。新國標(biāo)出臺時間是在今年3月,一年多的時間就要求廠商嚴格執(zhí)行,這是否意味著之前相關(guān)技術(shù)早已成熟?如果是,為什么現(xiàn)在才強制性要求?
中國汽車技術(shù)研究中心有限公司首席科學(xué)家 王芳:我想強調(diào)的是,安全強標(biāo)中每一項測試項目都有對應(yīng)的安全邊界。在實際的使用過程中,也會隨著消費者的使用習(xí)慣的不同和車子的使用場景的不同,有可能發(fā)生變化。所以我們不能簡單地理解為在任何極端的情況下,電池都不會起火。我也強烈建議咱們的消費者,要嚴格按照車輛的產(chǎn)品使用說明書和道路交通安全法規(guī)駕駛車輛。
中國流通汽車協(xié)會新能源專家 章弘:新國標(biāo)出臺一年就要求廠家嚴格執(zhí)行,并不一定意味著技術(shù)早已成熟。
首先,早期執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有助于建立公平的市場競爭環(huán)境,即使部分企業(yè)可能面臨技術(shù)改造的壓力,但從整個行業(yè)來看,能夠淘汰一些不符合要求的小作坊式企業(yè),讓有實力、愿意創(chuàng)新的企業(yè)脫穎而出。
其次,即使技術(shù)尚未完全成熟,設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)可以促使企業(yè)加大研發(fā)投入,朝著標(biāo)準(zhǔn)要求的方向努力。在新能源汽車領(lǐng)域,新的電池安全標(biāo)準(zhǔn)出臺后,企業(yè)會積極探索新的電池技術(shù)和管理系統(tǒng)來保企業(yè)會積極探索新的電池技術(shù)和管理系統(tǒng)來滿足標(biāo)準(zhǔn),這有助于整個行業(yè)的技術(shù)進步。
車企加碼電池安全技術(shù)
強化防護屏障
目前,不少車企正加大創(chuàng)新力度,多維度筑牢電池安全防線。全鏈條技術(shù)升級正在重塑動力電池安全標(biāo)準(zhǔn)。
這家車企的相關(guān)負責(zé)人告訴記者,他們正在積極開展超越新國標(biāo)的測試試驗,如增加底部撞擊力度或延長熱擴散監(jiān)控的時間,更好地驗證電池的安全性。同時,在電池結(jié)構(gòu)方面,創(chuàng)新性采用了“疏堵結(jié)合”的管理技術(shù)。
另外一家車企有關(guān)負責(zé)人告訴記者,電池包產(chǎn)品通常由上百顆單體電芯構(gòu)成,只要管理好每一顆電芯,就能做到整包電池的安全。
記者同時了解到,還有企業(yè)通過選擇更穩(wěn)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(fā)生熱失控。此外,采用云端大數(shù)據(jù)的手段,可以實時診斷電池健康狀態(tài),能提前識別電池故障。
加快技術(shù)創(chuàng)新
或形成"強者恒強"市場格局
隨著動力電池新國標(biāo)明年7月1日實施,動力電池安全水平將實現(xiàn)系統(tǒng)性提升,電動汽車的安全性也將得到顯著提升。新國標(biāo)的實施對行業(yè)的未來和消費者的使用體驗將帶來什么樣的影響?
中國流通汽車協(xié)會新能源專家章弘:此次的新國標(biāo)被稱為史上最嚴電池安全性的新規(guī),要求電池系統(tǒng)必須確保在極端情況下不起火、不爆炸。這一標(biāo)準(zhǔn)變化要求企業(yè)在電池包結(jié)構(gòu)、熱管理系統(tǒng)等方面進行重新設(shè)計,將加速推動行業(yè)向高質(zhì)量方向發(fā)展,未來市場可能形成“強者恒強”的格局。此外,由于電池安全性能的提高,保險公司可能會降低相關(guān)險種的費率,從而進一步減輕消費者的購車和使用成本。
現(xiàn)行國標(biāo)已保障車輛基本安全
新國標(biāo)規(guī)定,對于新申請型式批準(zhǔn)的車型,相關(guān)要求將于2026年7月1日實施,而對于已獲得型式批準(zhǔn)的車型,相關(guān)要求將于2027年7月1日實施。這意味著已獲批車型有1年過渡期,但需在2027年前完成改造或退出市場。有消費者疑問,是否需要等到新國標(biāo)實施后再購買新能源汽車?對此行業(yè)專家表示,現(xiàn)行國標(biāo)已保障車輛基本安全,而且多數(shù)企業(yè)提前完成技術(shù)儲備,消費者可以放心選購符合現(xiàn)有國標(biāo)的車型。
專家指出,不論是新國標(biāo)還是現(xiàn)行的國標(biāo),都具有較高的安全水準(zhǔn)。
中汽中心標(biāo)準(zhǔn)院高級工程師 郝維建:不管是新國標(biāo)還是老國標(biāo),都是經(jīng)歷了充分的行業(yè)討論和標(biāo)準(zhǔn)的制定,都具備比較高的技術(shù)水平。目前在市面上行駛的車輛都已經(jīng)滿足了相關(guān)的強制性國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)發(fā)布之前,有企業(yè)已提早進行了技術(shù)儲備,整車采用了更高安全的電池。
中汽中心標(biāo)準(zhǔn)院高級工程師 郝維建:根據(jù)我們前期調(diào)研,目前新能源汽車企業(yè)中,超過80%的企業(yè)已經(jīng)具備熱擴散測試后不起火、不爆炸的技術(shù)儲備,整體的安全技術(shù)水平也已經(jīng)達到了較高的程度,所以消費者不必過于擔(dān)心。