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基于失效模式的動力電池安全性測試
研究動力電池系統(tǒng)的失效模式對提高電池壽命、電動車輛的安全性和可靠性、降低電動車使用成本有至關重要的意義。
從失效模式出發(fā)來談論動力電池的安全測試，主要考慮動力電池在實際的使用過程中，在實車工況下，會發(fā)生各類問題。
典型的失效模式
充電相關
充電樁起火、控制策略不當、系統(tǒng)不匹配
碰撞相關
X方向變形、Y方向變形、托底導致變形、
熱擴散
制造缺陷、材料缺陷、裝配不良、使用中的損傷
防護失效
泡水、淋雨、水汽進入
充電安全失效模式涉及多維度、全壽命周期、不同使用環(huán)境。
典型失效模式——充電相關
1) 電池老化過程帶來的一致性離散會導致部分單體與充電工況匹配性下降，出現(xiàn)輕度過充問題
2) 電池頻繁快充會加速電池內(nèi)部老化，增加熱安全風險
動力電池充電特性測評體系
典型失效模式-碰撞相關
1）碰撞
正面或者后碰撞引發(fā)系統(tǒng)X方向變形
Front or rear collision causes thesystem to deform in the X direction
? 側面碰撞引發(fā)系統(tǒng)Y方向變形
Side collision causes system deform in the Y direction
2) 托底
車輛托底引發(fā)系統(tǒng)底部變形
Bottom deformation of thesystem
3) 下落
起伏路面對車輛底部的電池包產(chǎn)生Z方向和X方向復合的沖擊
典型失效模式-防護失效
初始IP防護設計不佳，液體或者水霧進入電池包內(nèi)；
導電介質引發(fā)外部短路和水電解，進而導致產(chǎn)生高溫電弧，引發(fā)起火；
典型失效模式-熱安全相關
熱安全測試-熱失控熱擴散
電池包或系統(tǒng)在由于單個電池熱失控引起熱擴散、進而導致乘員艙發(fā)生危險之前5min， 應提供一個熱事件報警信號(服務于整車熱事件報警， 提醒乘員疏散) 。如果熱擴散不會產(chǎn)生導致車輛乘員危險的情況，則認為該要求得到滿足。
整理自：直播課《動力電池安全性測試技術》
講師：中汽中心動力電池領域首席專家，技術總監(jiān) 馬天翼
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