項(xiàng)目二進(jìn)行動(dòng)力蓄電池安全性試驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)在新能源汽車(chē)生產(chǎn)制造的過(guò)程中，必須進(jìn)行動(dòng)力蓄電池安全性試驗(yàn)。在動(dòng)力蓄電池整個(gè)供電壽命周期內(nèi)，都應(yīng)對(duì)動(dòng)力蓄電池的安全性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前對(duì)動(dòng)力蓄電池安全性的優(yōu)化主要體現(xiàn)在外部保護(hù)和內(nèi)部提升兩個(gè)方面。其中，外部保護(hù)是指通過(guò)電池管理系統(tǒng)的研發(fā)與創(chuàng)新，加強(qiáng)動(dòng)力蓄電池的過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等；內(nèi)部改進(jìn)是指通過(guò)加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的品質(zhì)管控，提升動(dòng)力蓄電池自身的防水、防火、防撞、防高壓漏電等性能。同時(shí)，動(dòng)力蓄電池安全性的提升還得益于不斷迭代更新的試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)設(shè)備。知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)1．影響因素動(dòng)力蓄電池的安全性與自身材料、制造工藝、工作環(huán)境、使用次數(shù)等因素密切相關(guān)。制造過(guò)程中，電解液的均勻度、切割時(shí)極板邊緣出現(xiàn)的毛刺、卷繞過(guò)程中混入的雜質(zhì)等，都可能引起動(dòng)力蓄電池內(nèi)部短路；在強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境下，動(dòng)力蓄電池的活性物質(zhì)、接線片、焊點(diǎn)等可能會(huì)折斷、脫落，從而引起動(dòng)力蓄電池內(nèi)部或外部的短路；過(guò)充電時(shí)，動(dòng)力蓄電池電壓迅速上升，導(dǎo)致電解液分解，產(chǎn)生大量易燃?xì)怏w及熱量，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)力蓄電池自燃、爆炸；在低溫環(huán)境下，鋰等金屬可能會(huì)在電極表面沉積，從而引起內(nèi)部短路；隨著使用次數(shù)的增加，動(dòng)力蓄電池的內(nèi)阻不斷增大，使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力蓄電池溫度過(guò)高，從而導(dǎo)致動(dòng)力蓄電池自燃、爆炸。知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)2．試驗(yàn)對(duì)象動(dòng)力蓄電池安全性試驗(yàn)的試驗(yàn)對(duì)象電池單體電池包電池系統(tǒng)（1）電池單體已在前文中介紹，此處不再贅述。（2）電池包由多個(gè)電池模塊、電池管理模塊（不含冷卻裝置）、電池箱、連接線纜、外部接口（如冷卻、高壓、低壓與通信）等組成。（3）電池系統(tǒng)是指由電池包、電池管理系統(tǒng)（batterymanagementsystem,BMS）、電池箱、熱管理系統(tǒng)、高低壓線束與輔助元器件等集合而成的統(tǒng)一整體，是新能源汽車(chē)上最終裝配的核心系統(tǒng)。知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)2．試驗(yàn)對(duì)象電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖A所示，其實(shí)物如圖B所示。圖A圖B知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)3．試驗(yàn)內(nèi)容動(dòng)力蓄電池安全性試驗(yàn)可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB38031執(zhí)行。通常，需要對(duì)電池單體、電池包或電池系統(tǒng)進(jìn)行不同的安全性試驗(yàn)，具體的試驗(yàn)內(nèi)容如表A、表B所示。表A電池單體安全性試驗(yàn)內(nèi)容序號(hào)試驗(yàn)內(nèi)容序號(hào)試驗(yàn)內(nèi)容1過(guò)放電試驗(yàn)4加熱試驗(yàn)2過(guò)充電試驗(yàn)5溫度循環(huán)試驗(yàn)3外部短路試驗(yàn)6擠壓試驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)

表B電池包或電池系統(tǒng)安全性試驗(yàn)內(nèi)容3．試驗(yàn)內(nèi)容序號(hào)試驗(yàn)內(nèi)容序號(hào)試驗(yàn)內(nèi)容1外部火燒試驗(yàn)9過(guò)充電保護(hù)試驗(yàn)2熱擴(kuò)散試驗(yàn)10過(guò)放電保護(hù)試驗(yàn)3溫度沖擊試驗(yàn)11擠壓試驗(yàn)4鹽霧試驗(yàn)12濕熱循環(huán)試驗(yàn)5高海拔試驗(yàn)13機(jī)械沖擊試驗(yàn)6過(guò)溫保護(hù)試驗(yàn)14模擬碰撞試驗(yàn)7過(guò)流保護(hù)試驗(yàn)15振動(dòng)試驗(yàn)8外部短路保護(hù)試驗(yàn)16浸水試驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)（1）標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件：參照GB/T38031中的內(nèi)容，在進(jìn)行動(dòng)力蓄電池安全性試驗(yàn)時(shí)，如果沒(méi)有特殊規(guī)定，溫度應(yīng)保持在25℃（±5℃），相對(duì)濕度應(yīng)保持在15%～90%，大氣壓力應(yīng)保持在86～106kPa。（2）試驗(yàn)設(shè)備：在進(jìn)行動(dòng)力蓄電池安全性試驗(yàn)時(shí)，除動(dòng)力蓄電池測(cè)試儀、高低溫低氣壓試驗(yàn)箱、振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)外，還需要使用電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)、電池短路試驗(yàn)機(jī)、電池針刺試驗(yàn)機(jī)、鹽霧箱等設(shè)備。4．試驗(yàn)條件知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)①電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)（見(jiàn)左圖）由液壓裝置、擠壓板、控制系統(tǒng)、滅火裝置等組成，可用于模擬動(dòng)力蓄電池受到外部擠壓的過(guò)程。②電池短路試驗(yàn)機(jī)（見(jiàn)右圖）由大電流短路接觸器、控制系統(tǒng)、電壓表，電流表等組成，可用于檢測(cè)動(dòng)力蓄電池在短路情況下是否會(huì)出現(xiàn)自燃或爆炸現(xiàn)象。4．試驗(yàn)條件知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)③電池針刺試驗(yàn)機(jī)（見(jiàn)左圖）由耐高溫鋼針、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、滅火裝置等組成，可用于模擬動(dòng)力蓄電池受外部針刺的過(guò)程。④鹽霧箱（見(jiàn)右圖）由噴霧系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成，可用于檢測(cè)動(dòng)力蓄電池在高鹽霧環(huán)境下的安全性。4．試驗(yàn)條件知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)4．試驗(yàn)條件（3）絕緣電阻測(cè)量。在電池包或電池系統(tǒng)安全性試驗(yàn)前和試驗(yàn)后，需要對(duì)其絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，絕緣電阻與其額定電壓的比值應(yīng)不小于100Ω/V。測(cè)量方法如下。①將電池包或電池系統(tǒng)的電力開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，使其內(nèi)部處于接通狀態(tài)。②使用絕緣電阻儀分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)端子與外殼可導(dǎo)電處之間的絕緣電阻，測(cè)量電壓等級(jí)應(yīng)為電池包或電池系統(tǒng)額定電壓的1.5倍或500V（取兩者間較大值）。同時(shí)，在測(cè)量時(shí)電壓應(yīng)施加30s以上，以確保獲得穩(wěn)定、準(zhǔn)確的讀數(shù)。需要注意的是，若電池包或電池系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)功能會(huì)影響絕緣電阻測(cè)量結(jié)果，則應(yīng)將其臨時(shí)關(guān)閉。知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)5．試驗(yàn)準(zhǔn)備與預(yù)處理1）電池單體（1）標(biāo)準(zhǔn)充電方法：電池單體先以規(guī)定的且不小于1

的電流放電至放電終止電壓，然后靜置1h（或電池制造企業(yè)規(guī)定的不大于1h的靜置時(shí)間），完成后進(jìn)行充電。若電池制造企業(yè)規(guī)定了充電方法，則依據(jù)該方法進(jìn)行充電；若電池制造企業(yè)未規(guī)定充電方法，則以規(guī)定的且不小于1

的電流充電至充電終止電壓后，轉(zhuǎn)為恒壓充電，至充電電流降至0.05

時(shí)停止充電，充電后靜置1h（或電池制造企業(yè)規(guī)定的不大于1h的靜置時(shí)間）。（2）預(yù)處理：正式試驗(yàn)前，需要對(duì)電池單體進(jìn)行預(yù)處理，使其處于正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)。預(yù)處理的步驟如下。①按照上述標(biāo)準(zhǔn)充電方法，對(duì)電池單體進(jìn)行充電。②以規(guī)定的且不小于1

的電流放電至放電終止電壓，記錄放電容量，然后靜置30min。③重復(fù)步驟①、②不超過(guò)5次，如果電池單體連續(xù)2次的放電容量變化不超過(guò)額定容量的3%，可提前結(jié)束預(yù)處理。知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)2）電池包或電池系統(tǒng)（1）標(biāo)準(zhǔn)充電方法：與電池單體的標(biāo)準(zhǔn)充電方法一致，此處不再贅述。（2）工作狀態(tài)確認(rèn)：正式試驗(yàn)前，需要確認(rèn)電池包或電池系統(tǒng)的各電子部件、電池管理系統(tǒng)、電池控制單元等處于正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)。（3）預(yù)處理：與電池單體的預(yù)處理方法一致，此處不再贅述。需要注意的是，除另有說(shuō)明外，若預(yù)處理與正式試驗(yàn)的時(shí)間間隔大于24h，則需要重新進(jìn)行一次充電。5．試驗(yàn)準(zhǔn)備與預(yù)處理知識(shí)點(diǎn)四

電池模塊電性能試驗(yàn)2）電池包或電池系統(tǒng)4）將荷電狀態(tài)（stateofcharge,SOC）調(diào)整至電池容量n%的方法：按照標(biāo)準(zhǔn)充電方法對(duì)電池包或電池系統(tǒng)進(jìn)行充電，靜置1h，然后以1

的電流放電，放電時(shí)間

按照式（2-3）計(jì)算。在進(jìn)行安全性試驗(yàn)前，應(yīng)將調(diào)整SOC后的電池包或電池系統(tǒng)靜置30min。5．試驗(yàn)準(zhǔn)備與預(yù)處理（2-3）式中：——放電時(shí)間（h）；——百分?jǐn)?shù)值。知識(shí)點(diǎn)