动力电池安全性测试与评价研究

1、谢先宇 副总工程师上海机动车检测认证技术研究中心有限公司动力电池安全性测试与评价 国内外动力电池安全标准介绍 动力电池安全性测试评价 小结 背景目录2新能源汽车着火频发，电池安全引起重点关注！3动力电池等储能装置本质上是具有危险性的，且随着其比能量和比功率的提高，发生事 故的危险性将增大动力电池面临的安全挑战动力电池面临的安全挑战违规充电违规充电碰撞碰撞浸水浸水自燃自燃事故描述事故描述关联原因关联原因无法正常充电(2)断路/部分断路 电极材料脱落满电态无法行驶(3)电池快速老化有效锂的量减少续驶里程与宣传不符(1)电池快速老化有效锂的量减少快速充电功能失效(1)电池内阻增大行驶中电池故障(1)断路/部分断路 电极材料脱落安全性影响因素选材电极研制工艺模块老化热稳定性热稳定性金属金属Li析出析出金属枝晶金属枝晶SEILi量量金属金属Li析出析出事故原因分析事故原因分析金属金属枝晶枝晶SEILi量量为什么电池系统存在安全性问题？如何评价电池风险？建立建立“材料材料产品产品-安全安全”闭环联动测评方法及平台意义重大！闭环联动测评方法及平台意义重大！6 动力电池安全性测试评价 小结 国内外动力

2、电池安全标准介绍目录 背景78S t a n d a r dO r g a n i z a t i o nS t a n d a r dn u m b e rN a m eD U TN o t e sc e l lm o d u l ep a c kS A EJ 2 4 6 4-2 0 0 9E l e c t r i c a n d H y b r i d E l e c t r i c V e h i c l eR e c h a r g e a b l e E n e r g y S t o r a g e S y s t e mS a f e t y a n d A b u s e T e s t i n gS a f e t yJ 2 3 8 0-2 0 0 9V i b r a t i o n T e s t i n g o f E l e c t r i c V e h i c l e B a t t e r i e sM e c h a n i c a l S t r e s sI SO1 2 4 0 5-1 2 0 0 9E l e c t r i c a l l y

3、 p r o p e l l e d r o a d v e h i c l e s-T e s t s p e c i f i c a t i o n s f o r L i t h i u m-i o nt r a c t i o n b a t t e r y p a c k s a n d s y s t e m s-P a r t1:H i g h p o w e r a p p l i c a t i o n sE l e c t r i c a lp e r f o r m a n c e1 2 4 0 5-2 2 0 0 9E l e c t r i c a l l y p r o p e l l e d r o a d v e h i c l e s-T e s t s p e c i f i c a t i o n s f o r L i t h i u m-i o nt r a c t i o n b a t t e r y p a c k s a n d s y s t e m s-P a r t2:H i g h E n e r g y a p p l i c

4、 a t i o n sE l e c t r i c a lp e r f o r m a n c e1 2 4 0 5-3 2 0 0 9E l e c t r i c a l l y p r o p e l l e d r o a d v e h i c l e s-T e s t s p e c i f i c a t i o n s f o r L i t h i u m-i o nt r a c t i o n b a t t e r y p a c k s a n d s y s t e m s-P a r t3:S a f e t yS a f e t yU S A B CS A N D 2 0 0 5-3 1 2 3E l e c t r i c a l E n e r g y S t o r a g e S y s t e m A b u s eT e s t M a n u a l f o r E l e c t r i c a n d H y b r i d eE l e c t r i c V e h i c l e A p p l i c a t i o n

5、 sS a f e t yD O E/I D-1 1 0 6 9F r e e d o m C A R B a t t e r y T e s t M a n u a l f o rP o w e r-A s s i s t H y b r i d E l e c t r i c V e h i c l eE l e c t r i cp e r f o r m a n c eU L164 2L i t h i u m B a t t e r i e sR e l i a b i l i t y a n dA b u s e T e s t i n g2 5 8 0B a t t e r i e s f o r U s e i n E l e c t r i c V e h i c l e sR e l i a b i l i t y a n dA b u s e T e s t i n gU N3 8.3L i t h i u m B a t t e r y T e s t i n g R e q u i r e m e n t sS a f e t yE CE R 10 0P a

6、r t 2:R e q u i r e m e n t s o f a R e c h a r g e a b l eE n e r g y S t o r a g e S y s t e m w i t h r e g a r d t o i t sS a f e t yS a f e t yI EC62660-1：2010S e c o n d a r y l i t h i u m-i o n c e l l s f o r t h ep r o p u l s i o n o f e l e c t r i c r o a d v e h i c l e s P a r t 1:P e r f o r m a n c e t e s t i n gE l e c t r i c a lp e r f o r m a n c e62660-2：2010S e c o n d a r y l i t h i u m-i o n c e l l s f o r t h ep r o p u l s i o n o f e l e c t r i c r o a d v e h i c

7、 l e s P a r t 2:R e l i a b i l i t y a n d A b u s e T e s t i n gR e l i a b i l i t y a n dA b u s e T e s t i n g3.13.1 国外主要动力电池测试标准联合国针对锂离子电池航空运输安全要求，T1T8八项试验。UN38.3UN38.39机械滥用测试机械滥用测试 挤压挤压 针刺针刺 跌落跌落 水浸水浸 模拟翻滚模拟翻滚 机械冲击机械冲击热滥用测试热滥用测试 热稳定性热稳定性 模拟火烧模拟火烧 加速温度存储加速温度存储 快速充放电快速充放电 温度冲击循环温度冲击循环电滥用测试电滥用测试 过充过充 短路短路 过放过放 局部短路局部短路FreedomFreedom CaCar r(SAND(SAND 2005-3123)2005-3123)推荐测试顺序推荐测试顺序测试内容测试内容10 高温危险（模块和包）热稳定性（电芯）无热管理的循环充放（模 块和包）温度冲击循环（电芯或以 上）被动热扩散电阻测试（模 块或包）SAE J2464主要针对电芯、模块、系统的安全及滥用测试，包括机

8、械、热、电滥用试 验 机械冲击（电芯或以上）跌落（电池包）针刺（电芯或以上）翻滚（模块和包）盐水浸泡（模块或包）挤压（电芯或以上）短路（电芯和模块或 包）过充（电芯和模块或 包）过放（电芯和模块）机械滥用试验机械滥用试验热滥用试验热滥用试验电滥用试验电滥用试验SAESAE J2464J246411主要针对电池系统，相比其他国际标准，电气测试项目增加，包括温升、不平衡充电、耐压、绝缘、接地、冷却系统失效等。特有项UL2580UL258012 振动振动 温度冲击循环温度冲击循环 机械冲击机械冲击 挤压挤压 外部火烧外部火烧 外部短路保护外部短路保护 过充保护过充保护 过放保护过放保护 过温保护过温保护联合国关于M、N类电动汽车储能系统的统一规定，共9项，镍氢电池增加1项气体 排放实验B CEA DECEECE R100R100 PartPart 2 2挤压100KN模拟碰撞火烧试验冲击波形挤压板Maximum curve Minimum curve13AccelerationG TimeHF动力电池新国标动力电池新国标GB/T 31467.1-2015 电动汽车用锂离电动汽车用锂离子动力蓄

9、电池包和系统子动力蓄电池包和系统 第第1部分部分 高功率应用测试规程高功率应用测试规程GB/T 31467.2-2015 电动汽车用锂离子电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第动力蓄电池包和系统第2部分部分 高能量应用测试规程高能量应用测试规程GB/T 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第蓄电池包和系统第3部分部分 安全性要求与测试方法安全性要求与测试方法GB/T 31484-2015 电电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T 31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB/T 34013-2017电动汽车用动力蓄电池产品电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸规格尺寸GB/T 34014-2017汽车动力蓄电池编汽车动力蓄电池编码规则码规则GB/T 34015-2017车用动力电池回收利车用动力电池回收利用用 余能检测余能检测GB电

10、动汽车用动力蓄电池安全电动汽车用动力蓄电池安全要求要求QC/T 741-2014 车用超车用超级电容器级电容器QC/T 742-2006 电动汽车用铅酸蓄电池电动汽车用铅酸蓄电池QC/T 743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池电动汽车用锂离子蓄电池QC/T 744-2006 电动汽车用金属氢化物镍蓄电池电动汽车用金属氢化物镍蓄电池QC/T840-2010 电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸QC/T 897-2011 电动汽车用电池管理系统技术条件电动汽车用电池管理系统技术条件GB/Z 18332.1-2009 电动道路车辆用铅酸蓄电池电动道路车辆用铅酸蓄电池GB/Z 18332.2-2001 电动道路车辆用金属氢化物镍蓄电池电动道路车辆用金属氢化物镍蓄电池GB/Z 18333.1-2001 电动道路车辆用锂离子蓄电池电动道路车辆用锂离子蓄电池GB/Z 18333.2-2015 电动汽车用锌空气电池电动汽车用锌空气电池3.23.2 国内现有电动汽车动力电池测试标准 对电池单体和模块本身安全的考对电池单体和模块本身安全的考 量；量；动力电池产品公告动力电池产

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