《电动汽车热扩散乘员保护测试规范》的几点解读

工信部在昨天发布了《电动汽车用动力蓄电池系统热扩散乘员保护测试规范》的通知，这是个试行版本，从2019年11月12日企业可以自愿进行测试，提交相关报告。这个规范把热失控防护的标准工作向前推进了一大步，至少进入了实施阶段。这里重点看下规范的对企业的要求，以及对热扩散的一些理解。

规范对企业的要求

从测试的性质来看，热扩散这个规范是半开放式的测试项目，半开放就意味着需要企业和测试机构共同来完成，同时企业要提供比较多的说明材料，以及设计和技术文件。测试机构会依据企业相关设计以及论证方案开展相应的热扩散实验。因此，这里面有很多不确定性的内容，是需要企业和测试机构共同确认的。

从产品和技术上来说，企业要达到的标准是：“电池系统由于单个电池热失控引起热扩散，进而在导致乘员舱发生危险前5min，发送热事件警告信号，提醒乘员疏散。”概括地说，（1）整车/电池包要能检测到热失控；（2）要能发出警告信号；（3）要能够留出5分钟以上的逃生时间。规范中的“危险”指起火、爆炸，两种现象，暂时没有把烟雾进入乘员舱作为危险，企业可以把它作为一个要求。

从上面两点来看，整个规范的要求可以概括为以下所示：

企业需要提供的相关文件主要集中在规范的第2章节，第3章节，详细来说主要就是包括报警信号以及说明电池包和系统安全性的技术文件，包括对风险的分析，以及应对风险的策略，包括结构上的设计、功能上的设计，以及这些功能的实现途径等等，如下所示。

对热扩散测试本身的理解

从技术角度来看，企业关注的重点应该是热扩散测试如何进行，以及通过的标准。标准推荐了针刺和加热两种方法，如下，制造商可以选择其中一种方法，也可自行选择其他方法来触发热失控。

无论是哪个测试方案，对于评判不测试是否通过，总的来说，会有5种可能的情况如下图。从电芯开始，如果电池本身通过不同的触发方法并不能触发热失控的话，基本可以认为是测试通过；如果电芯可以触发热失控，又分为几种情况，电芯检测到热失控，发出报警信号，只有一个电芯发生热失控，但是没有扩散，没有产生危害，没有发生起火和爆炸，这种情况是通过的；如果发出报警信号，也发生了热扩散，但同样没有发生危害，也是通过的；另外，就是发出警报，发生热扩散，发生了危害，此时就需要依靠5分钟来进行判断，低于5分钟的不能通过，大于或等于5分钟的可以通过。

两个关键的现象的判断：热失控、报警信号

可以发现，整个热扩散测试是建立在“热失控”和“报警信号”的判断之上的。因此，如何界定这两个现象就非常重要，也是较难实施之处。对电芯来说，影响热失控的因子很多，如不同的材料不同的体系不同的设计，电芯的表现差别就会很大；热失控时温度会急剧变化，但如果定量进行分析，这里面又会有很多不同，无法统一规定，等等。因此，规范给出了推荐的热失控触发判定条件，个人的理解是这块标准当中给了一个开口，这个热失控定义也可以由企业自己来定义。

另外一个就是“报警信号”的判断，因为5分钟的逃生时间是根据报警信号来计算的，能不能通过报警信号从热失控的什么时候发出就显得格外重要。一般来说，企业报警信号的发出，通常有4种情况，如下图：（1）在热失控之前发出，但实际没有发生热失控，即所谓的误判，这个是不允许的；（2）在热失控之前发出，发生了热失控，这对测试来说是可以接受的；（3）热失控发生过程中，发出；（4）热失控发生后，发出。后面这两个情况都是可以接受的。

总的来说，就是发出报警的时间没有明确要求，但测试中应保证在发出报警后电芯应发生热失控；从实际产品应用来看，误报警对用户的使用也是不利的。

最后再多说两点个人认为比较重要的，一是规范中有要求“风险降低分析”，这个有点类于功能安全中的材料论证，规范中也提到了可以参考的相关方法，比如GB/T 34590、ISO 26262、GB/T 20438、IEC 61508中的故障分析或类似的方法，这是从正向开发角度要求企业在产品开发时要充分进行安全分析和设计，是一种很好的导向作用，估计后面是每家企业都要做的一份工作；二是规范没有明确提及实际产品下的热失控预防与检测，这块在其他标准中有涵盖，热扩散测试的提出，对防护和检测后面应该也会加强。

好了，以上是个人的见解，不作为规范的官方解读，供参考。

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