钜大LARGE | 点击量：476次 | 2021年12月17日
设计新能源汽车动力锂电池时 要考虑什么会引发安全问题的因素？
对电动汽车（EV）的需求不断增加，制造商正在开发和生产更实惠的车型。设计EV电池或电池管理系统（BMS）时，最重要的因素是安全性。通过严格的法规和认证，工业上共同追求安全，并通过测试来确保安全。
在本文中，我们将对电池标准测试涵盖电动汽车电池系统的哪些因素进行概括性介绍。
EV电池需要进行全面测试，以确保足够安全用于商业用途。
为何电动汽车电池测试很重要？
由于汽车消耗大量功率，因此仅需要具有高功率密度的电池技术，并且由于汽车需要每天使用，因此电池必须是可充电的。但是，它们更大的能量存储能力（由于使用反应性金属而导致）意味着如果它们失效，它们可能更具破坏性。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
发生故障时，锂基电池会释放大量氢气，内部短路引起的强烈热量会点燃氢气，从而有效地产生火焰喷射器。由于汽车有可能因碰撞而损坏，因此电池必须具有多种安全机制，以确保在任何情况下都不会点燃电池。
通用汽车在2013年向联合国欧洲经济委员会提交的演示文稿中列出了每个EV系统级别的“安全策略”。
电动汽车测试参数
与任何工程项目一样，第一步是始终了解您的产品可以在其中生存的环境。汽车行业的宽容度很高，那么对于电池来说，需要考虑哪些因素呢？
机械
在汽车工业中，由于车轮的不断运动，以及车辆可能接触到的不平整表面，机械应力和影响是非常深刻的。因此，电池系统必须能够长时间处理这些剧烈的振动。车辆碰撞也是一个真正的威胁，任何经历过这种事件的电池系统必须能够生存或慷慨地打破。重要的是，施加在电池系统上的任何冲击或压力都不会引起火灾或泄漏爆炸性气体。
溫度
虽然电动汽车没有发动机，但电池所产生的大电流将导致温度升高。不过，这些电池也可能会根据车辆的使用地点，在非常低的温度下生存。但温度波动也可能每天都会发生，寒冷的夜晚和炎热的白天可能会出现频繁的热应力，这将需要考虑进去。如果车辆被放置在阳光下不使用，那么设计者可能需要考虑是否需要永远不脱离的自动冷却系统。
电气
在正常情况下，设计人员将能够确定从蓄电池到电机的电流消耗，从而对电缆尺寸和保险丝设置进行确定。但是，还需要考虑许多其他的电气因素，这些因素可能会对蓄电池产生严重影响。其中，电池在充电和放电过程中的电压变化率可能会导致过热。另一个需要考虑的因素是在电网故障时来自主电源的电压峰值，这可能会对电池系统造成严重损害。
符合性测试的类型
监管机构规定了许多针对电动汽车的标准。在ISO出版了40标准，涵盖安全从单个元件一路攀升至V2X协议的水平。UL（UnderwriterLaboratories）是另一个监管机构，它提出了有关电池测试的统一规则，其中包括涉及电动汽车电池安全性的UL2580，并提出了有关这些电池必须如何能够承受各种滥用行为的要求。
尽管存在许多标准和监管机构，但为电池安全而设计的测试都集中在确保EV电池能够承受可能引起安全问题的各种环境和条件。
这些条件包括：
标准热测试--各种温度下的储存等。
热滥用--可承受突然的高温等。
机械振动--可承受车辆振动
机械冲击--可承受突然的冲击
机械冲击和挤压--测量电池在碰撞中被压碎的情况。
机械穿透----能承受被穿透（即短电池）。
电气短路-手柄被短路
过电--过电不会造成蓄电池的损坏或导致故障。
电力放电-确定快速放电是否会通过气体积聚等方式造成损坏。
电磁兼容性--能承受电磁干扰源的干扰。
高电压保护--防止突发高电压。
电气关机完整性--确保关机分离器正常工作。
电气不平衡充电--确保蓄电池在不平衡充电时的安全。
环境-耐高空、潮湿、潮湿和火烧。
浸水--确保电池在浸水过程中保持安全。
结论
制定标准以确保设计不仅使用通用的兼容硬件和软件解决方案，而且确保它们满足最低的安全级别。与引擎/燃油系统相比，电池系统更容易出现故障和损坏，因为它们对冲击、振动、温度波动和穿透非常敏感。因此，在安装电池系统时必须遵循严格的标准，以确保即使在最恶劣的环境下也能保持安全。
