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电动汽车观察家|比亚迪宁德时代针刺之争背后：安全策略与技术路线( 四 )


电动汽车观察家|比亚迪宁德时代针刺之争背后：安全策略与技术路线
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资料来源：《A review of international abuse testing standards and regulations for lithium ion batteries in electric and hybrid electric vehicles》2017年 ， 最后一个中国的针刺要求 ， 就是前面提及一已经失效的QC-T_743-2006
不过 ， 在国际上 ， 上述要求针刺的标准大多停留在行业标准层面 ， 不是强制标准 。 而企业往往根据自身需求设定测试标准 。
在电动汽车安全全球技术法规（UN GTR 20）中也没有列入单体针刺测试 。
可见 ， 电芯针刺测试 ， 已经不是行业普遍要求的测试项目 。 如果某个电芯在普遍要求的测试中通过 ， 还另外通过了针刺测试 ， 等于加考了一道超纲考题 。 仅从测试而言 ， 确实属于表现高出一截 。
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通过针刺测试=安全？
针刺测试的目的是什么？
无论是QC/T743-2006 ， 还是GB/T 31485-2015 ， 都将针刺试验作为单体电池安全性的一个测试 ， 要求测试中不爆炸、不起火 。 本意就是模拟单体在受到外来物体伤害时 ， 单体电池能保持较高的安全性 。
GB《电动汽车用动力蓄电池安全要求》报批稿编制说明中提及 ， 中国汽车技术研究中心牵头成立的热扩散专项工作小组开展了大量试验或验证工作 ， 其中就有针刺试验 。 虽然该试验是为了探究针刺能否触发热失控 ， 但是也可以看到不同电池穿刺后的表现 。
热失控特征分析-针刺
电动汽车观察家|比亚迪宁德时代针刺之争背后：安全策略与技术路线
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资料来源：GB《电动汽车用动力蓄电池安全要求》报批稿编制说明
从针刺结果看 ， 能量密度较高的三元电池 ， 都在针刺后起火 。 而磷酸铁锂 ， 以及能量密度和磷酸铁锂相当的三元电池 ， 针刺后只是冒烟或者无现象 。
从此看出 ， 比亚迪的刀片电池可以轻松通过针刺 ， 并不意外 。 磷酸铁锂多数都能通过针刺测试 ， 因为在天生的材料特性上 ， 安全性就是更高一些 。
不过 ， 并不是通过针刺测试 ， 电芯的安全性就没问题了 。 因为 ， 除了来自外部的伤害 ， 电池内部也可能有安全隐患 。
比如 ， 电池由于锂枝晶生长 ， 隔膜可能会被刺穿 ， 导致电池短路 ， 引发起火乃至爆炸 。 对于这种内短路问题 ， 目前全行业还没有很好的测试办法 。
不仅有测试不到的隐患 ， 即使通过安全测试标准 ， 产品在使用过程中还是会出现各种各样的事故 。
因为通过安全测试的 ， 只是几个样本 ， 顶多可以代表某一个批次产品的水平 。 而动力电池最终的安全性 ， 取决于动力电池生产商在大批量生产当中的产品品质和一致性 。 这是从实验室到量产供应的区别 ， 对于很多动力电池厂来说 ， 是无法跨越的鸿沟 。
可见 ， 即使通过包括针刺在内的全部测试 ， 也不代表使用的电池就真的安全 。
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从电芯安全到系统安全
对于电动汽车而言 ， 安全是一个系统工程 。
TüV莱茵全球电力电子产品服务副总裁兼大中华区太阳能与商业产品服务总经理李卫春告诉《电动汽车观察家》 ， 要降低电动车电池安全隐患 ， 除了要尽量保证电芯的安全之外 ， 还需要通过系统性方式来保障安全 ， 比如 ， 双重保护、冗余设计、热失效控制、全生命周期技术参数监控 ， 甚至通过安装防护及消防手段来降低安全风险 。
在电芯层级、模组层级、电池包层级、系统层级都需要有相应的防控措施来降低风险 。
李卫春表示 ， 对于如何提升锂离子电池应用安全 ， 业内现在有两个思考方向：一是继续探索提高电芯的安全性 ， 研发出更安全高效的电芯 ， 将安全隐患尽可能降到最低；另一个就是在系统层面控制热失控及失效的风险 。


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