隨著新能源汽車冒煙、起火甚至自燃事件越來越多,動力電池的安全性成為公眾關注的熱點。而“針刺試驗”被認為是驗證電池安全性的重要檢驗手段。
日前,東風汽車旗下的高階智慧電動品牌——嵐圖汽車釋出了自研電池系統技術,並在天津中國汽車技術研究中心試驗室進行了擠壓、碰撞、高溫淋水等安全測試。
在所有的測試環節,嵐圖汽車的電池都表現良好。但很多人注意到,嵐圖電池沒有做針刺試驗。
對此,嵐圖汽車新能源技術總監黃敏表示,在電池開發過程中,針刺與加熱試驗都會做。但在真實的使用者使用場景下,電池包因為針刺被破壞的機率極低。“另外,從過去長時間試驗的統計結果來看,針刺試驗的波動性較大,重複性不太好。一個重複性不太好的結果,我們不太有把握說這就是最後的試驗結果,是安全性的體現。所以我們還是選擇用比較可控的熱擴散這種方式來做。”
為什麼車企熱衷於做針刺試驗?是否一定要透過針刺試驗才能驗證電池的安全性?
為什麼車企熱衷於做針刺試驗?
“消費者吃這一套”
針刺試驗是指利用鋼針刺穿電池極板,瞬間觸發電池內部短路,引發熱失控,從而驗證動力電池安全效能的試驗。
針刺試驗被認為是電池安全最嚴苛的測試手段,被車企用作電池安全的宣傳方式。
真正讓“針刺實驗”走入大眾視野的是比亞迪(002594.SZ)。2020年3月29日的“刀片電池”釋出會上,比亞迪關於三元鋰電池、普通磷酸鐵鋰電池及“刀片電池”完整的針刺實驗對比,引發了民眾對三元鋰電池安全性的擔憂。
試驗現場用直徑為5mm的鋼針,以垂直角度貫穿充滿電的三元鋰電池、普通磷酸鐵鋰電池和刀片電池。實驗結果顯示,三元電池瞬間起火爆炸,刀片電池則通過了檢測。
這讓以三元鋰電池為主的寧德時代(300750.SZ)坐不住了,迅速回應稱,電池包外有結構性鋼板,能順利阻礙鋼針的刺入。寧德時代指出,透過針刺測試並不等同於電池安全,而比亞迪則回應“不服,來扎一針試一試”,二者隔空互懟。
透過這場針刺試驗,比亞迪打響了刀片電池的名號。電芯能否透過針刺試驗、如何透過針刺試驗,一時之間成為對動力電池安全性的判斷標準之一。
而廣汽埃安今年的兩次彈匣電池針刺試驗,極氪001搭載的極芯電池包透過針刺實驗,更是給消費者留下了這樣的印象:凡是經得起針刺試驗的電池,安全性就比較有保障。
“針刺試驗並不是真的有針扎到電池包上面,而是為了模擬電池內部熱失控。”有從業者向紅星資本局表示,“做針刺實驗就是為了告訴消費者,我家的電池和車很安全,消費者也吃這一套。即便新國標對針刺試驗沒有強制要求,消費者也很可能不考慮無法透過針刺試驗的車型。”
新國標取消電池單體針刺試驗
目前是熱擴散試驗推薦方法之一
2015版電動汽車國標《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》明確規定,單體蓄電池進行針刺試驗時,應不爆炸、不起火。
但在2017年1月釋出的《新能源汽車生產企業及產品准入管理規定》中, GB/T 31485-2015標準中,針刺試驗為暫不執行專案。
因此,是否要進行針刺試驗,是車企的自願行為。但是要進入《汽車動力蓄電池行業規範條件企業目錄》,就必須符合相應的安全標準要求,而採用上述目錄中的動力電池產品,是進入《新能源汽車推廣應用車型推薦目錄》,獲得補貼的先決條件。
2020年5月,工信部發布了針對電動汽車的新國標GB30381-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,取消了針對電池單體的針刺試驗。但在附錄C部分中,對熱擴散試驗推薦了兩種試驗方式:針刺或者外部加熱。熱失控觸發物件為電池包內靠近中心位置,或被其他電池單體包圍的電池單體。
針刺試驗要求使用直徑3-8毫米的鋼針;針尖圓錐形,角度20-60°;針刺速度0.1mm/s-10mm/s。
GB30381為強制性執行標準,自2021年1月1日開始實施。也就是說,自今年開始,所有動力電池都必須根據標準要求進行熱穩定性試驗,以針刺、加熱或其他方式使電池產生熱失控,並保證在這個熱失控狀態下,能夠有給客艙內乘員至少5分鐘的安全時間。
觸發電池單體熱失控的方法由企業自主選擇,新國標強調,若採用推薦方法測試後未發生熱失控,必須證明兩種方法均不會發生熱失控。
對於選擇針刺還是加熱試驗,業內人士有不同的看法。
比亞迪董事長王傳福曾在1月舉辦的2021中國電動汽車百人會論壇上表示,針刺試驗是動力電池測試中非常有效、苛刻的一種方法。因此,他建議讓動力電池的針刺試驗再次歸回到強制性標準中,同時把目前熱擴散試驗要求的不短於5分鐘,提升到不短於30分鐘。
4月7日,王傳福在新車釋出會上表示,當天起正式啟用電池針刺試驗作為企業標準。
作為嵐圖電芯的供應商,三星SDI中國區xEV&ESS業務總監張愛東則認為,相對針刺試驗來說,熱擴散試驗由於加熱功率可控、加熱導線的電阻也方便計算損耗,這些資料化的東西都是可以觀測到的,所以在開發階段肯定是熱擴散的方式更好一些。而針刺試驗由於試驗標準的不統一,沒有對針刺的位置做規定等,這些因素都會引起試驗結果存在波動。
紅星新聞記者 吳丹若
責編 任志江 編輯 餘冬梅
(下載紅星新聞,報料有獎!)