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新能源汽车整车与电池安全测试
2021-02-09 14:56:51· 来源：新能源汽车评价规程 CEVE
2020年12月23日，中国汽研成功举办《2020第三届新能源汽车测试评价技术国际论坛》。中国汽研将连续为大家推送精彩演讲实录，本文为比亚迪汽车工程研究院副院长凌
2020年12月23日，中国汽研成功举办《2020第三届新能源汽车测试评价技术国际论坛》。中国汽研将连续为大家推送精彩演讲实录，本文为比亚迪汽车工程研究院副院长凌和平带来的《新能源汽车整车与电池安全测试》。
1 比亚迪新能源汽车发展历程
比亚迪涉足新能源汽车领域较早，从2003年收购秦川汽车开始进行电动汽车的研发工作，在国家政策和市场的双重驱动下，新能源汽车得到快速发展，比亚迪作为“电池大户”，在新能源汽车市场一马当先，连续多年获得新能源汽车销量排行榜冠军。相较于传统燃油汽车，新能源汽车动力强、噪音小、零排放、使用成本低等优点使得用户体验得到提升，但是新能源汽车在开发或使用过程中，存在的一些安全问题，严重影响了消费者的信心及整个行业的健康发展。
2 新能源汽车安全测试验证体系
比亚迪一直将新能源汽车的安全测试作为一项重要的工作来开展，目前已建立了一套完整的测试验证体系，涵盖电芯、模组、电池、高压系统以及整车等，全面推进新能源汽车的安全测试，保障新能源汽车的安全运营。安全验证体系包括4个方面：机械安全；电气安全；环境安全；管理安全，以下将进行详细介绍。
机械安全方面，分为电池机械性能（机械冲击、模拟碰撞、挤压、底部球击）；整车机械性能（正面刚性碰撞、侧面刚性碰撞、偏置碰撞、侧面柱碰撞）；台架耐久测试（高低温振动、四综合耐久、四立柱道路模拟、24通道道路模拟）；整车耐久测试（城区工况、山路工况、强化坏路、综合道路工况），在测试标准上，除了参考中国的一些评价类碰撞标准，同时也考虑了全球的评价标准，开发了适应新能源汽车特点的应用场景来验证电池包和电芯的安全。
电气安全方面，分为充电安全（滥用充电、短路保护、漏电保护、插枪禁止行车）；驱动安全（主/被动泄放、接触器匹配、碰撞切断高压、接触器烧结检测）；电磁兼容性（系统骚扰、系统抗干扰、整车骚扰、整车抗干扰、人体电磁防护等）。
环境安全方面，分为环境适应性（湿热循环、冷热冲击、盐雾循环、整车涉水）；热失控测试（电池包针刺、电池包盐水注入、电池包加热测试、整车火烧测试）；实际环境路况（整车高原试验、整车高温暴晒试验、低温环境适应性、高温环境适应性、高湿环境适应性等）。
电池管理安全方面，分为BMS监测保护（特征监测、采样信号校准、偏离报警、特征偏离保护）；电池状态管理（电池状态预估、电池均衡管理、电池容量修正、电池能量管理）；整车多级保护（高压互锁、碰撞保护、漏电保护、过/欠电压保护）；整车安全预警（整车状态监测、云端数据训练、数据偏离报警、整车安全控制）。目前已构建了七维四层安全矩阵，全方位有效保护电池安全，新能源汽车安全的源头是电芯，电池安全中的电芯部分需要进行大量的测试去保证安全，比如过放、短路、针刺、过充、炉温、挤压。
比亚迪新能源汽车安全测试能力建设方面，包含外部火烧试验机、挤压试验机、短路试验机、电池包模拟碰撞试验、过充/过放测试、电池包热失控、电池包底部球击试验、电池包跌落试验、整车火烧试验、模拟负载短路试验、整车搁底测试、盐水注入测试（模拟沿海地区车辆电池包密封失效时盐水进入造成的热失控，观察盐水进入电池包时整车热失控的现象和过程，是否有乘员逃生时间，采集热失控时整车信号，为热失控告警信号提供参考和依据）等。
3 创新高安全刀片电池技术
测试是为了保证能够提供更安全的产品给消费者，但是测试不是万能的，要从源头抓起，特别是随着新能源汽车的爆发期到来，车辆运行区域更广，环境更加复杂，怎样从设计上保证车辆的安全是需要考虑的。经过多年的设计总结，2020年比亚迪打造了跨时代的高安全刀片电池，刀片电池为扁平结构，具有高刚性和高强度的特点。刀片电池采用磷酸铁锂电池，通过试验对比，相较三元锂材料，磷酸铁锂的分解温度更高，放热速率更低，相对放热量低，稳定性也更高、更安全。
刀片电池的模态较高，达到了80Hz以上，高达60g碰撞加速度，相当于45km/h碰撞刚性壁障，能够承受的挤压力也很强，达到了100-800kN，最大可承受力为445kN。围绕安全打造的刀片电池，在比亚迪“汉”车型上已经搭载，按照测试体系做了全覆盖测试，市场表现良好。
4 新能源汽车安全展望
新能源汽车市场持续快速增长，新能源汽车安全日益受消费者、从业者、监管单位的关注，新能源汽车安全测试技术应持续扩大覆盖应用场景，策划更多贴近用户实际使用工况的测试方案，安全测试是最后一道屏障，应持续加大在前端设计创新，源头设计上确保新能源汽车的安全，为行业稳定发展保驾护航。
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