lovestar2512020-06-12 17:00:55在這個問題下面，需要介紹電池系統開發的一些過程，主要是Pack設計為了滿足整車的要求，同時在電池層面進行匹配和安全設計，並予以驗證。動力電池是電動汽車的重要動力來源，動力電池的安全性是電動車發展過程中首先要考慮和解決的問題，隨著電動汽車的里程越來越高，採用了越來越大的容量和能量密度的電芯，動力電池系統的安全性是一個新問題並且在不斷地變化和演進中，其中的影響因素複雜。想要設計好動力電池，需要對安全性問題進行深入的分析研究，分析動力電池系統的安全性問題的層次，才能提出分層次的安全性措施。
表1 電池系統中針對性的設計
中國動力電池的標準，是從行業標準QC／T743－2006開始的，隨著電動汽車的要求逐漸清晰，2015年釋出了多項動力電池的標準，建立了一個相對完整的測試驗證體系，包含
GB／T 31484－2015《電動汽車用動力蓄電池迴圈壽命要求及試驗方法》
GB／T 31485－2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》
GB／T 31486－2015《電動汽車用動力蓄電池電效能要求及試驗方法》
GB／T 31467．1－2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第1部分：高功率應用測試規程》
GB／T 31467．2－2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分：高能量應用測試規程》
GB／T 31467．3－2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第3部分：安全性要求與測試方法》
其中GB／T 31484、31485、31486是在QC／T 743－2006基礎上演變而來的國家標準，而GB／T 31467-1／2／3標準是以ISO12405-1、ISO12405-2、ISO12405-3為依據進行編制。GB／T 31485-2015主要針對動力電池的安全性方面的測試內容、規則及要求，包括以下的內容，海水浸泡、溫度迴圈、低氣壓考慮了電池及模組在航海、溫差大的陸地及天空低壓等特殊環境下使用、運輸的各影響因素，關注和考核電池的使用、運輸效能。
GB／T 31467．3對電池包及系統的安全性提出考核，對電池包和系統安全性提出了具體的檢測方法和要求。從機械衝擊、模擬事故、運輸使用環境、電效能、系統保護功能等各方面有嚴格的判定要求，這個標準如果得到比較均一化的執行的話，會形成一個基本的底線，促進電動汽車透過強制檢測之後的基本安全特性。
表2 電池模組和系統實驗
振動為模擬車載電池包及系統在運輸過程中因車輛顛簸各種方向衝擊造成的可能損傷。實際考核了電池殼體和結構的設計強度和剛度，表徵了一個較長時間內耐受力。
擠壓測試模擬車輛發生碰撞後，電池包發生嚴重擠壓變形的情況，要求無著火爆炸現象。這裡就表徵了電池系統本身在事故中的結構剛度，並結合內部的電池的耐受性，防止電池在碰撞事故後產生其他的問題。
火燒實驗為例：這個外部火焰使得電池系統的主殼體有抗火和隔熱的要求，需要採用金屬材質或者防火的SMC材料。同時細分到內部，對整個電池包的所有的非金屬件阻燃等級都要求UL94-V0以上，紮線帶的阻燃等級為UL94-V1。 箱體內部設計導熱係數小於0。032W/m·k耐高溫的防火保溫棉，保溫棉上下 表面附有防火布，減緩電芯噴氣產生的高溫傳遞到車身的速度，提高提高電池包的安全效能。
其實這些實驗是透過的測試手段，代表著工程師們需要在各個緯度上去考慮動力電池安全性包括：結構安全、電安全、熱安全、化學安全、環境安全、三防安全、生命週期安全。
結構安全：振動、機械衝擊、跌落、擠壓、翻轉、碰撞、刺穿；
電安全：過充電、過放電、短路、低溫充電、電擊（系統）、灰塵汙染、涉水、水淹、火燒、溼氣；
熱安全：外部高溫、大阻抗；
化學安全：腐蝕性、可燃性；
功能安全（動力電池系統）：BMS冗餘功能、電磁相容；
環境安全：溫度衝擊、溼熱迴圈、高海拔、電磁相容；
生命週期安全：全生命週期內動力電池（系統）的機械安全、電安全、熱安全、濫用安全、環境安全和三防安全效能。
如下圖所示，我們可以在不同的層級去做工作：
第一層：單體安全性技術提升
提高動力電池單體安全性的技術手段主要包括：提高材料安全性，比如開發高全電池材料，改變電解液的有機溶劑成分，採用陶瓷隔膜，在電解液中增加阻燃劑等；改進工藝提高安全性；採用自發熱控制技術，比如阻斷放熱副反應的正反饋過程等；增加保護措施，降低外部觸發因素髮生機率（過充、過熱、短路、擠壓、穿刺等）；
第二層：電池系統安全性提升：動力電池成組安全性技術包括整合化、模組化技術和封裝技術等。動力電池系統的安全性提升依賴於先進的BMS技術、熱管理系統、構型技術、防護系統設計和保護電路等。BMS功能應該至少包括：電池引數檢測（SOC、SOH、SOE）、故障診斷、安全控制與報警、充電控制、均衡、溫度控制、功能安全、EMC等。
第三層：在整個整車和動力設計層面去考慮整個安全性。
小結：從以上影片來說，雖然是一個民間的暴力電池測試，但確實也是一個視窗，整體做法沒什麼問題，能夠一目瞭然的看到威馬EX5電池的安全屬性，讓更多人有個直觀的電池測試環節的瞭解。以小見大一個整車企業要保證產品的安全，是從整車到子系統再到零件一層層去控制和推進，唯有這個才能保證產品在上量之後安全可靠。
