即将实施，中国制造，详解动力电池热扩散标准的“前世今生”

     2022-04-22 次浏览

电池热扩散，也称电池热失控，指的是电池单个电芯由于放热连锁反应引起温度上升，同时引发其余电芯接连发生温度不可控的现象。11月12号，工信部发布标准，在电动汽车新车公告申报中增加了动力电池热扩散的检测项目。

虽然该规范目前并非是新车公告申报流程中的必检项目，但这是热扩散实验在进入强制国标前的过渡性方案，开始进入了实施阶段。

电池热扩散，是由我国在全球第一次提出，并逐步得到国际认可的有关电动汽车安全性的汽车法规。其从无到有的过程，也是我国从国际汽车标准法规“跟随者”向“主导者”转变的缩影。

联合国世界车辆法规协调论坛（WP.29），主导了全球性汽车技术法规的制定、修改、协调、统一与实施。该组织下设了噪声（GRB）、灯光及光信号（GRE）、污染及能源（GRPE）、制动及底盘（GRRF）、一般安全性(GRSG)和被动安全性(GRSP)六个框架。

2011年11月由美国、日本和欧洲提出在被动安全GRSP和污染及能源GRPE框架下，设置电动汽车安全（EVS）、氢燃料电池汽车（HFCV）和电动汽车与环境（EVE）三个非正式工作组，来处理与电动汽车有关的安全和环境问题，中国在2012年3月成为了共同提案国之一。

WP.29 电动汽车法规工作组织框架

在电动汽车安全（EVS）工作组中，美国国家公路交通安全管理局（NTHSA）为主席，中国工信部（MIIT）和欧盟（EU）为副主席，日本国土交通省（MLIT）为秘书处，其主要目标是为电动汽车建立一个涵盖高压电气安全和电气部件安全的全球一致性技术法规（GTR, Global Technical Regulation）。

电动汽车安全全球技术法规（EVS-GTR）的核心内容主要由乘用车整车安全、商用车整车安全和电池安全三部分组成。由于课题复杂和涉及利益方众多，工作组将任务分为两个阶段，并在2014年10月至2016年9月期间，成立了9个专项项目组（TF），中国成为了TF1电动汽车整车防水安全、TF5电池热扩散安全和TF8商用车安全这3个项目组的组长。

由中国提出的动力电池热扩散提案是整个EVS-GTR第一阶段讨论的焦点议题，国外方坚持电池包和整车级别已有大量的安全防护措施，而中方基于我国已开展的大量热扩散研究和数据分析，进行了十余次的国际提案。

最终，电池包热扩散安全5min逃生时间要求和厂家提供设计验证说明写入了第一阶段的法规正文中，具体试验流程，这里不再详细介绍，见下图。

（电池包热扩散流程以及判定，点击可图片放大）

目前针对于电池热扩散，工作组在第一阶段过程中主要遗留了以下问题：

1. 排气

电池受到碰撞之后的排气量，目前并不作为安全试验的要求，需要进一步评估与排气有关的安全风险，包括是否需要设定排气限值以及如何测量等，将在法规第二阶段予以考虑。

2. 电解质的有毒气体

动力电池中非水电解质存在释放或者蒸发有毒气体的风险，目前还没收到电动汽车在使用过程中电解质有毒气体释放的报道，需要更多研究数据来确定用于检测电解质有毒气体的技术。

3. 报警信号

3.1 需要相关测试规范来判定报警信号在动力电池发生安全事故是否失效；

3.2 确立了在以下三种情况需要发出报警信号，发生一个或多个与控制有关的操作故障，动力电池内部发生热扩散，动力电池处于低能状态；

3.3 热扩散测试程序会因电动汽车结构和汽车制造商的不同而有所不同，无法开发统一的测试程序，因此，要求车企根据要求提交技术文件进行说明；

3.4 由于公众对警告的感知方式存在地区差异，以及车辆运行和设计的差异，无法就警告的颜色、样式、符号或文本达成共识。因此，未规定报警信号的特性。

4. 测试程序

全球各国针对于热失控都提出了自己的方案，目前在第一阶段推荐采用由中国和日本提出的测试程序：

4.1 需要进一步研究热失控触发方法，评估其可行性、重复性和再现性；

4.2 减少对被测装置的使用，以降低对结果的影响；

4.3 评估通过/不通过的标准，例如如何区分从电芯发出的烟雾/火焰与在传播过程中产生的烟雾/火焰的区别；

2018年3月，电动汽车安全全球技术法规（EVS-GTR）第一阶段在联合国世界车辆协调论坛（WP29）第174次会议上，经《1998年协定书》缔约方投票表决，获全票通过。