一文阐述中方对于 QC/T 743 的合理性

在回顾 EVS-GTR 讨论的第一阶段，主要是对电池滥用实验的展开，在还没有热失控扩展实验的时候，重点的问题是针刺实验的效用。以下为 EVS-GTR 第四次会议中，中方对于当时 QC/T 743 的合理性的阐述。

 

1）针刺实验机理

     

QC/T743 的要求,中国当时标准要求是很严格的，也是严格以安全要求为基础的。在历次的会议记录里面，前期主要的讨论聚焦在如何评估内短路实验，早期主要是想通过针刺实验的机理来调整

   

Yamaushi 的研究表明，针刺实验过程中瞬间释放的热量主要来自于电池内部短路。 针刺造成的内部短路将会持续发生，直到整个电池内部的电能被释放完全。 针刺实验有助于改进电池的安全性设计。针刺实验能够很好地反应内短路的发生。Tobishima 等人指出，针刺实验是模拟内短路非常重要的手段。

 

 

日本的 JIS 8714 是存在一些复杂性的

 

 

这里在讨论法规的时候，有一些问题的。由于类似欧美日等机构，其实并不想把全球性的根本法规弄的特别难过，而且各方也觉得针刺实验是某种层面的等效，对于内短路的失效模式的复现存在差异。所以各方并不同意把这个列入关键考核目标，当时的主要建议

 

Japan expressed that the whole vehicle and system design could guarantee the EV safety;

 

OICA comments Regarding nail penetration test item: Experience has shown that short circuit can still occur in the field even for cells that have previously passed the nail penetration test, so the nail penetration test is not suitable as a method for testing for internal short circuit;

 

China suggested that nail penetration, oven and crush three test items be considered as part of EVS-TGR and further discussion because these items display the characteristics of cell/module level, which couldn’t be verified by vehicle or battery system; these three items finally display the thermal characteristic following the happening of thermal propagation behavior;

     

日本的建议，开始了我们的针对方向的改变，在系统层面关注热失控传播的特性，来评估整个结果。当时想的是给电芯的开发留出一些空间，在系统和整车层面只要有个好的结果。这个也决定了后续的发展方向。降低电芯的压力，在系统层面增加措施。

   

Japan suggested to form a new task force to address thermal propagation issue at vehicle/system level;这个也就是后续的中国领导的热失控传播研究小组的雏形。

 

2）针刺实验存废

 

     

 

整个拐点是在 GBT 层面定义了这一项内容，但是在实际管理中后续的单体针刺暂时不实行（GB/T 31485-2015, 6.2.8、6.3.8 针刺试验暂不执行）

 

 

当时的依据一方面是在 UL-2580 和 SAE J2464 的测试要求，

 

 

如下所示:美国分为 USABC FreedomCAR、UL 和 SAE 的体系。这几个其实一脉相承，主要是通过针刺的方法建立滥用模型（针刺实验过程中瞬间释放的热量主要来自于电池内部短路），从里面建立内短路的机理。USABC 的针刺方法和标准（φ=3mm,80mm/s）

 

 

 

欧洲的研究：IEC 标准主要包括便携式锂电池 IEC62281 和 IEC62133，IEC62660-2 是有关于动力电池单体安全性能的测试，IEC62660-3 和 ISO12405-3 则有关于单体和系统的可靠性和滥用测试方法。这里没有针刺试验，IECTR 62660-4:2017 Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electricroad vehicles - Part 4: Candidate alternative test methods for the internalshort circuit test of IEC 62660-3，这个补充性的内容被大部分企业用来评估电芯的危害。

 

   

实际上，我现在了解下，主要的汽车企业把不同状态的针刺实验作为一个内部的要求是要实施的，至于是不是每个产品都能在不同的条件下 100%通过针刺实验，这个是不一定的。备注：影响针刺测试结果的因素很多,例如,针刺速度、针的材质、针的直径、针尖形状或角度、电池刺入的位置、电池 SOC。

 

小结：针刺的取消和快速发展的能量密度，这里需要仔细复盘一下补贴标准的改变和国内的动力电池标准取消了针刺实验之后的关系。我们回顾在 2017 年开始加入的能量密度的要求，从设定 90Wh/kg 基本线，120Wh/kg 的 1.1 倍开始之后，在电芯的安全性方面，针刺实验就给第一时间作为低优先级参考的，也直接带来我们的电芯的能量密度升级之路。随着电芯也做越大，真的要把电芯弄成热失控，后续在电芯层面加隔热材料，在模组层面加隔热材料，林林总总评估有效性，变成了一个每个人头疼的任务，记得之前冯博做的隔热材料，做的类似防火墙这样的产品，是有限制的，我们接下来再来看看目前热失控实验各国研究的动向。