本文來源：橫河測試測量 公眾號(hào)  作者：YOKOGAWA 薛愷淳

新能源汽車作為實(shí)現(xiàn)國家“雙碳”政策的有力手段之一，各大車企齊發(fā)力，不斷努力降本提效。其中鋰電池因其工作電壓高、比能量大、體積小、重量輕等優(yōu)勢，被各大廠商青睞。而電池安全問題一直是行業(yè)中無法避免的話題。國家針對這一問題出臺(tái)了GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》強(qiáng)制性測試標(biāo)準(zhǔn)，旨在為鋰電池?zé)崾Э胤治鎏峁┳罨镜陌踩蟆?

鋰電池引發(fā)熱失控的成因很多，整體來說包含內(nèi)部和外部因素兩種。內(nèi)部因素包含電池生產(chǎn)缺陷導(dǎo)致的過熱、BMS功能缺陷導(dǎo)致過充，以及因使用不當(dāng)導(dǎo)致的內(nèi)部短路。外部因素包含擠壓和針刺等誘發(fā)電池短路，以及電池外部短路誘發(fā)電池內(nèi)部熱量累積引起SEI膜和正極材料等發(fā)生分解。

電池包或系統(tǒng)在由于單體電池?zé)崾Э匾馃釘U(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險(xiǎn)之前5分鐘，應(yīng)提供一個(gè)熱事件報(bào)警信號(hào)。觸發(fā)警告的熱事件參數(shù)主要包括溫度、溫升速率、SOC、電壓下降等。推薦的試驗(yàn)方法有針刺觸發(fā)和加熱觸發(fā)。推薦的熱失控觸發(fā)判定條件為：a)觸發(fā)對象產(chǎn)生電壓降，且下降值超過初始電壓的25%；b)監(jiān)測點(diǎn)溫度達(dá)到制造商規(guī)定的最高工作溫度；c)監(jiān)測點(diǎn)的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續(xù)3s以上。當(dāng)a)和c)或者b)和c)發(fā)生時(shí)，判定發(fā)生熱失控。如果采用推薦的方法作為熱失控觸發(fā)方法，且未發(fā)生熱失控，為了確保熱擴(kuò)散不會(huì)導(dǎo)致車輛乘員危險(xiǎn)，需證明采用如上兩種推薦的方法均不會(huì)發(fā)生熱失控。

通過走訪客戶了解到，較為常見的觸發(fā)方式采用加熱觸發(fā)，實(shí)時(shí)監(jiān)控b)和c)(即溫度和溫升速率)條件，判斷電池?zé)崾Э亍?shí)驗(yàn)原理圖如下：

將被測電芯放置在密閉容器中，使用平面狀加熱裝置與觸發(fā)對象的表面直接接觸，熱電偶布置在加熱裝置的對側(cè)。電源流通電阻絲發(fā)熱。與此同時(shí)客戶也會(huì)在容器頂端布置壓力傳感器及氣體分析裝置，分析電池爆炸時(shí)的壓力值和氣體成分分析。

橫河推薦使用以下設(shè)備完成整個(gè)熱失控試驗(yàn)：

溫度信號(hào)、電參數(shù)信號(hào)、壓力信號(hào)以及溫升速率計(jì)算結(jié)果可在軟件界面實(shí)時(shí)監(jiān)測并導(dǎo)出，保證所有參數(shù)在同一時(shí)間戳。設(shè)置報(bào)警參數(shù)也可將報(bào)警日志導(dǎo)出。實(shí)測效果如下圖所示：

橫河產(chǎn)品優(yōu)勢：

1、高精度、長期穩(wěn)定溫度測量

2、高精度、高速氣體壓力測量

3、專業(yè)的控制集成軟件，熱失控測試模板定制化