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图1. 企业“不起火、不爆炸”技术储备情况统计
从测试执行角度,需要明确热扩散“不起火、不爆炸”的观察时间。
表1:GB 38031中系统级别测试项观察时间
根据行业调研情况,90%企业认为只要电池单体发生了热失控,即使不发生热扩散,也应发出报警信号。因此,要求只要触发热失控,无论是否发生热扩散,均需要提供报警信号。另外,标准中对热事件报警信号的发出时间也作了要求,即“报警信号的发出时间应不晚于触发电池热失控之后的5min”。
在触发方法方面,研究小组经过充分研究讨论,对现有的针刺、外部加热方法进行了修改,同时新增内部加热方法作为热失控触发方法进行补充。
针刺触发方法中,将针刺速度由“0.1mm/s~10mm/s”改为“0.1mm/s~1mm/s”,补充了针刺停止条件:直至热失控,或者针刺深度达到触发电池单体的90%。另外,为了尽可能避免由于针刺孔排气而影响到试验结果,标准中对电池包针刺孔位置的密封要求也作了补充。
表2:加热片规格说明及使用指南
研究小组分别选用额定能量~550Wh的三元电池(NCM)与磷酸铁锂电池(LFP)电池作为试验对象,并以300W加热功率对电芯进行加热,试验结果如图2。实验结果显示,NCM电池在32s内发生热失控,额外注入能量<0.5%,监控点温度在触发前温升<0.5℃。LFP电池可在90s内发生热失控,额外注入能量<1%,监控点温度在触发前温升<0.5℃。
(a) NCM电池
(b) LFP电池
基于表2中推荐的加热片参数条件,研究小组统计了LFP/NCM电池包样品中采用内加热触发方法的验证情况,见表5。统计结果表明,在不同容量及体系的电池包样品中,内加热均可成功触发电池热失控。
表5:不同电池包产品的内加热方法表现统计
c)判定逻辑
在将内加热触发方法作为推荐方法之后,标准中规定的触发方法扩大到三种。试验时,制造商可自行选择其中一种触发方法,也可自行选择其他方法来触发热失控。当采用推荐的三种触发方法均未触发热失控,则认为电池产品无法被触发热失控,试验通过;若电池单体发生了热失控,则应观察电池包或系统在不晚于热失控发生后的5min内是否发出热事件报警信号,如未发出,则判定试验失效;如发出热事件报警信号,则应观察①电池包或系统是否发生起火、爆炸,② 烟气在报警信号发出之前,以及之后5min内是否进入乘客舱,若以上任一种情况发生,则认为试验失败,只有两种情况均未发生,则可判定试验通过要求。
图5. 热扩散试验判定流程图
以下为原文内容及编制说明:
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