锂离子动力电池安全性试验检测方法.pdf

2014(12)
斜汽车工程师 APPLICATIC技术应用
锂离子动力电池安全性
试验检测方法
(重年辆检测院8国家容年质量督检验中心)
摘要:文章概述了国内外锂离子动力电池安全性相关技术标准,对比各标准体系的频布日期、适用范国、技术特点及内
容,在此基础上,以QCT743-2006为例,结合实际经验,重点探讨过充电试验、短路试验、针刺试验及挤压试验的相关试
验检涮方法,并有针对性地提出建议,为开展相关试验检测提供参考。
关键词:锂离子动力电池;安全性;试验检测方法
Test Method of Lithium-ion Battery Safety
Abstract: This paper introduces Chinese and foreign technical standards and regulations related to lithium-ion battery safety
compares different standard systems from the issued date, scope, technical property and contents. In this paper, taking QC/T
743-2006 as an example to study over-charge test, short-circuit test, needle penetration test and squishing test combined
ith the practical experience, at the same time some suggestions are put forward in the paper, providing some reference for
carrying out test and inspection
Key words: Lithium-ion battery; Safety; Test method
随着电动汽车保有量的与日俱增,电动汽车也频术的发展,提高其安全性。
发起火事故,引发了社会各界对电动汽车动力电池安1国内外相关技术标准
全性的担忧和质疑,其试验检测技术受到世界各国的
目前,国内外涉及锂离子动力电池安全性的技术
高度重视。在概述国内外锂离子动力电池安全性相关标准主要有1SO12405系列、IEC6260系列9、SAE
技术标准的基础上,以QCT743-2006为例,结合实际J2929、UL25807和QCT743,其标准代号、颁布日
经验,探讨其试验检测方法并提出建议,为开展相关试期、适用范围及技术特点,如表1所示。
验检测提供参考,以促进锂离子动力电池试验检测技
表1国内外相关技术标准对比
标准体系
标准代号
布日期
适用范围
技术特点
18012405-12011201-08-05
针对功率型电池,包括电性能和环境适用性方面的要求
ISO12405-22012
2012-06-2
电池包及电池系统
针对容量型电池,包括电性能和环境适用性方面的要求
ISO/CD12405-3
正在制定中
安全性方面的要求
LEC62660-1:2010
2010-12-01
IEC
单体电池(电池芯)
电性能测试规范,无技术要求
IEC62660-2:2010
2010-12-01
可靠性和安全性测试规范,无技术要求
SAB
SAE2929:2011
2011-02-01电池包及电池系统
安全性方面的要求
单体电池、电池模块、电电性能、环境适用性和安全性方面的要求,以及生产线
UL2580:2011
2011-10-13
池包及电池系统
上针对电池组零部件的基本安全测试要求
QCT743-2006
2006-08-01
单体电池及电池模块
电性能、环境适用性和安全性方面的要求
综合对比表1所列的技术标准,主要存在以下4个颁布,个别标准(如ISO/CD12405-3)还正在制定中,
方面的差异。
而国标QCT743在2006年8月就已颁布,从2009年
1)在颁布日期方面:国外标准大多在2011年以后7月开始作为我国锂离子动力电池的强制性检验依据。
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技术应用 APPLICATION汽车工程师
2014年12月
2)在适用范围方面:QCT743只针对单体电池及从图1可以看出,方法2电池在较短时间内表面
电池模块,范围较窄,而UL2580作为UL认证的依据,温度达到72℃,是方法1电池表面温度23℃的3倍
涵盖内容全面,既包含了单体电池、电池模块、电池包多,且试验结東时电压瞬时最高达到11.5V,是方法1
及电池系统的电性能、环境适用性和安全性方面的要的2倍多。可见,方法2比方法1的考核更为苛刻。此
求,又包含了生产线上针对电池组零部件的基本安全外,相比而言,方法1对设备能力要求不高,结束试验
测试,如外壳耐燃和金属材料耐腐蚀等,同时在电池管时的电池电压也较低,即对试验设备和试验人员的安全
理系统、冷却系统以及保护线路设计方面加强了安全性较好,且试验时间最多为90min,实际操作性较强。而
性审查要求。
方法2对于部分加装有保护电路的电池,实际可能达不
3)在技术特点方面:除IEC62660系列无技术要到10V的试验结束条件,适用性不强。
求外,其余标准都涵盖了试验方法和技术要求两方面
建议:在实际试验检测中,作为对电池的基本考核
内容,且SAEJ2929引用了国际上相对成熟的标准方以及部分加装有保护电路的电池,应优先选择方法1,
法,是专门针对电池包及电池系统的安全性标准。
若是加严考核,则可选择方法2。
4)在标准内容方面:SAEJ2929相比QCT743增2.2短路试验中电池状态的确定
加了浸水、火灾模拟及机械冲击等试验内容,更好地模
QCT743短路试验要求电池经外部短路时间为
拟和评估动力电池的安全性。
10min,而对于部分加装了热敏电阻PTC等保护电路
2试验检测方法
的圆柱形电池或极耳处连接片横截面较小的方形电
我国从2008年才开始大规模发展电动汽车,以磷池,在短路试验中电流过大后,由于PTC等保护电路作
酸铁锂电池为代表的锂离子动力电池也是2008年以用或连接片承受电流有限被熔断,通常在3min左右就
后オ得以广泛应用,而QCT743早在2006年就已颁会切断电流,致使剩余的短路试验时间没有实际考核
布,标准尚缺乏大量实践基础,从2009年开始作为强意义。值得注意的是:类似以上电池状态的出现也不排
制性检验依据实施至今,难免存在不足之处。在QCT除是企业为了通过检测,故意为之。
743全部13项安全性试验检测项目中(单体电池7项,
建议:在实际试验检测中,应结合实际装车情况确
电池模块6项),过放电、加热和跌落等试验项目的问定短路试验中的电池状态。对于“故意为之”的电池,应
题不大,存在的主要问题有:容易发生起火爆炸的过采取去除保护电路和增加连接片等措施后再进行短路
充电、短路、针刺和挤压等关键试验项目的相关试验检试验。
测方法"D川。
2.3针刺试验条件的确定
2.1过充电试验2种方法的确定
QCT743针刺试验要求钢针直径为3~8mm,针刺
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