电动车用动力电池安全试验技术发展.ppt

电动车用动力电池安全试验技术的发展 中国北方车辆研究所动力电池测试中心 王子冬 一.动力电池安全测试标准和试验 我们在完成国家863电动车重大专项课题任务过程中，积极开展测试方法研究工作，组织并负责起草了我国汽车行业电动车用动力电池强制检测标准《电动汽车用锂离子蓄电池》（QC/T 743-2006）《电动汽车用金属氢化物镍蓄电池》（QC/T 744-2006）《电动汽车用铅酸蓄电池》（QC/T 742-2006），参与了HEV、EV电动车用动力蓄电池测试规范和国家重要技术标准的制定工作。 我国的汽车行业涉及的动力电池安全标准 国家十五863计划电动车重大专项实施过程中，根据课题滚动制定了相应的EV/HEV车用锂离子蓄电池测试规范；2004年启动的动力电池汽车行业标准制定工作，与重大专项同步实施。该系列标准于2006年8月1日实施，已应用于发改委电动车公告管理强制性检测工作中。 考虑到电动车用动力蓄电池的使用性能及使用特性，QC/T 743-2006明确了单体和成组或模块的划分，并将试验项目以单体和模块相应划分；各项目检验标准依据国内外相关标准、国内动力电池的研发水平及电动车实际应用特性确定，均比国标的相应项目要求严格。特别值得注意的是，在2005年行业标准的起草过程中，对于如何把握和评价动力电池安全性能是非常慎重的。IEC62281、UL1642、UN38.3《联合国危险物品运输试验和标准手册》、美国USABC EV车用电池测试手册、美国Freedomcar项目 HEV车用电池测试手册等都对电池的安全测试有详细要求。 从科学、实用以及我国动力电池发展阶段考虑，在标准中明确的滥用条件主要包括：短路试验、挤压试验、跌落试验、针刺试验、加热试验、过充试验、过放试验等，并将单体及模块蓄电池的安全试验分别要求。 目前我正在起草国家新能源汽车公告管理的电池测试标准。 二、国内外电池性能的差异（其中的曲线日本电池是模块数据，国内电池是单体数据） . 三.锂离子电池安全试验问题 分析与讨论 安全问题如何发生？ 过充电时会出现容量损失或热失控 电池挤压破裂或短路时排气和可能热失控 锂离子电池过充电时的安全问题 因为过充会使正极脱出更多的锂从而在负极上析出金属锂生成锂枝晶； 过度脱锂的正极发生结构变化，同时有放热反应发生！ 电解质有时机溶剂体系，会发生分解反应甚至燃烧！ 影响锂电池安全性的因 素 正、负极材料 隔膜 电解液 电池结构 使用条件 保护措施 电池安全性讨论 滥用条件： 短路； 积压； 针刺； 过充电； 高温； 冲击； 震动等 锂离子电池正极材料热特性 试验完成情况 目前在试验室进行过试验的国内锂离子动力电池企业有：深圳比亚迪公司、中信盟固利公司、北大先行公司、ATL公司、天津力神公司、苏州星恒公司、深圳雷天公司、天津十八所、洛阳天空能源公司等； 国外企业主要是镍氢电池，如松下公司、三洋公司、美国的江森公司、通用公司； 超级电容器有美国的MAXWELL公司和韩国LS公司； 国外锂电池企业有美国依顿公司。 比 较 我们在镍氢动力电池和高功率型锂动力电池方面与国外差距比较大； 在高能量型锂动力电池方面与国外差距不大； 硬件差距主要体现在：电池结构、电池一致性、开发手段、电池生产工艺、电池生产设备水平、电池组合技术、电池组管理系统水平、电池组合过程中的一些基础元件等； 软件差距主要体现在：生产过程管理团队、产品质量控制方法、产品设计理念、产品性能分析软件、 四.动力电池试验的发展 试验样品数量的不同 试验样品要求改进: 根据电池组能量大小的不同,试验拟采用不同的试验对象,如:电池组能量小的,考虑采用电池组进行性能和安全试验,电池组能量比较大的性能测试采用电池组,安全试验采用10-20只串联的模块. 寿命试验 1．55℃搁置寿命 其搁置寿命应不小于56天（8周循环）。 2． 循环寿命 循环寿命在容量不低于90%条件下,分别应不小于800次和600次/组。 3． 55℃加速循环寿命 循环寿命应不小于200-300次/单体。 环境适应性 1 低气压 2 振动 3 自由跌落 4 恒定湿热 放电容量应不低于额定容量的90％ 5 高温下模制壳体应力 外壳不能发生导致内部组成暴露的 物理形变。 安全保护性能 1 过充电保护 2 过放电保护 3 短路保护 安全要求 1 过充电：1C、10V时间为90min 2 强制放电：1C电流对电池进行反向充电， 时间不低于90min 。 3 外部短路： 且电池外表面温度不高于150℃。 4 针刺 5 挤压 6 撞击：重量9.1kg的