新能源汽車電池熱安全
近期安徽某高速發(fā)生的一起電動汽車的車禍致死事件引發(fā)了社會廣泛關注，雖然具體原因仍等待相關部門的最終報告，但公眾的疑慮和討論卻遠未平息，其中涉事車輛碰撞后迅速起火燃燒尤其引發(fā)了公眾對新能源汽車電池熱安全性的擔憂。
電池性能與安全性的權衡
制造一個安全的電池系統(tǒng)不難，然而現(xiàn)實生活中電池的選擇和設計往往和性能、成本、安全性等考量相關，而這些考量因素之間是相互牽制的。
例如鉛酸電池安全且便宜，但它們不具備高容量存儲應用所需的能量密度；許多原型電池聲稱具有良好的安全性和性能，但由于高成本，到目前為止還不具備商用性；而人們通常希望充電時間短、續(xù)航里程高，這就意味著電池的能量密度高。
三元鋰電池能量密度比磷酸鐵鋰電池高，但熱失控觸發(fā)溫度更低，且分解時釋放氧氣加劇燃燒。因此在選擇電池時，需要根據(jù)具體的應用場景和需求來綜合考慮各種因素，往往是能量密度、安全性能、循環(huán)壽命、充放電性能等多個維度上的權衡。
電池熱失控
熱失控是引發(fā)電池燃燒甚至爆炸的主要因素之一，它是一種自持續(xù)放熱的級聯(lián)反應過程，一旦啟動，幾乎不可能通過外部手段阻止。在最壞情況下，它會導致電池溫度驟升至800°C以上，釋放有毒氣體，甚至引發(fā)爆炸。
引發(fā)熱失控的因素包括機械外力（如碰撞、擠壓、針刺等）、不當充電（如快充或過充）、電池過熱（如高鎳正極材料的應用導致正極釋活性氧與負極反應產(chǎn)生熱量）和內(nèi)部制造缺陷或材料劣化。
前三種因素對應的測試分別為機械濫用、電濫用和熱濫用。
EV+ ARC中的電池熱濫用熱失控試驗
左右滑動查看更多
電池熱安全測試與研究
正因為熱失控的危害大，所以電池的熱安全測試與研究尤為重要。
國際上，UN GTR 20對電動汽車電池提出了嚴格的安全要求；中國的GB 38031標準明確規(guī)定了電池熱擴散試驗的具體參數(shù)；美國SAE J2464也對電池濫用測試提出了詳細流程。這些標準都要求制造商進行全面的熱安全測試。
此外，熱安全測試還能為改進電池設計、采用更先進的電池管理系統(tǒng)，或者研發(fā)新的電池技術提供基礎數(shù)據(jù)。例如《Study on Thermal Runaway Behavior of Li-Ion Batteries Using Different Abuse Methods》[1]使用THT絕熱量熱儀(EV-ARC)研究了不同濫用方法下鋰離子電池的熱失控行為。
1、Study on Thermal Runaway Behavior of Li-Ion Batteries Using Different Abuse Methods. Batteries 2022, 8, 201.
左右滑動查看更多
相比于DSC、DTA及TG等傳統(tǒng)熱分析測試方法，絕熱量熱法具有以下優(yōu)點：
1
檢測靈敏度高
0.005℃/min~0.02℃/min。
2
測樣靈活
不同規(guī)格大小的 ARC 可以兼容電池材料以及各種規(guī)格大小的電池、電芯及模組的測試。
3
實時同步獲取多數(shù)據(jù)
能同步獲得溫度、壓力隨時間變化的動態(tài)數(shù)據(jù)曲線，并可通過數(shù)據(jù)分析，得到初始分解溫度、放熱速率、反應熱、活化能和壓升速率等多種熱特性參數(shù)。
4
可配套拓展多功能模塊
可搭配多功能測試模塊，實現(xiàn)電池的電濫用測試、機械濫用測試、產(chǎn)氣檢測分析及比熱容測試等。
EVx ARC 絕熱加速量熱儀
目前市場上具代表性的絕熱量熱儀來自英國 THT （Thermal Hazard Technology）公司。它具有以下特點和優(yōu)勢：
1
具有極佳的絕熱效果
絕熱效果不好，會導致樣品自生熱起始溫度檢測偏高，自生熱總量偏低，低估被測試體系的“安全性”，這一點對熱安全測試至關重要。THT ARC通過先進的絕熱控制技術，能確保外部熱損失幾乎為零，從而真實還原電池的熱失控特性。
2
具有極高的檢測靈敏度
量熱器尺寸越大，控溫能力相對越差，這一點對絕熱加速量熱儀生產(chǎn)廠商是個巨大挑戰(zhàn)。得益于精確的絕熱控制，THT ARC 的大尺寸量熱器（EV+/EVx/EVL）仍然具有極高的檢測靈敏度。
3
模塊化設計
THT ARC 控制單元和量熱器分開，可以實現(xiàn)一套控制系統(tǒng)控制多套量熱器，節(jié)約成本的同時，也便于維修和維護。
4
豐富的可選附件
針對不同科研和測試需求，可方便地增配比熱容測試、集成循環(huán)、氣體收集、高速采集、多點溫度場、紅外攝像、針刺擠壓、腔中腔測試等功能。
5
安全防護設計
THT ARC 采用增強鋼防爆箱，耐受各類鋰電失效造成的損傷。此外還有三重安全防護設計：氣壓實時監(jiān)測與自動泄壓系統(tǒng)、熱聯(lián)鎖裝置確保防爆箱在測試過程中不被打開、智能氣體處理系統(tǒng)可自動排除有毒氣體，為測試人員和設備提供足夠的安全保障。
6
行業(yè)認可度高
THT ARC 序列產(chǎn)品在全球500多個安全實驗室使用，得到國際廣泛認可。全球排名前十的電池制造商中有七家使用THT ARC進行關鍵安全測試，彰顯了其在電池熱安全測試領域的實力和可靠性。THT ARC 無論在多樣化的學術研究還是嚴苛的工業(yè)應用中均表現(xiàn)卓越。
EVL 絕熱加速量熱儀
史上最嚴電池安全令
近日，工信部正式發(fā)布GB 38031-2025《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，將于2026年7月1日實施，新規(guī)將動力電池“不起火、不爆炸”改為了強制性要求，還新增了底部撞擊測試和快充循環(huán)后安全測試等內(nèi)容，被稱為“史上最嚴電池安全令”。
業(yè)內(nèi)人士認為，動力電池安全標準正在改寫行業(yè)游戲規(guī)則，新規(guī)實施后，將倒逼車企重新設計電池包結構，強化底部防護和熱管理系統(tǒng)，甚至開辟新電池類型賽道，進一步提升電池安全性能，通過嚴苛測試保障電池安全，緩解公眾對新能源車自燃風險的擔憂。
科技改變生活，安全需要所有人的共同努力！
