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针刺测试为什么被誉为电池测试试验的“珠穆朗玛峰”?

作者:机械网
文章来源:本站

  首先,目前电动车出现自燃的主要因素是电池内部短路,大家在平时生活之中也明白,一旦电路出现短路会将会造成危险。而针刺测试是一种传统的模拟电池内短的测试手段,通过一个金属针刺穿电池,在极端情况下观察电池内部发生短路时的电池表现。

  电池被刺穿发生自燃的原理如下:当钢针刺入时,钢针提供了电池内部短路的通路,电池的电能转化为热能,而内部短路造成短时间内能量的集中爆发和释放,有可能产生冒烟、漏夜,甚至起火爆炸。

  在业内,针刺测试业界公认是所有电池安全测试中最严酷的。因为实际使用情况下出现短路的时候都不会把电池贯穿,而针刺测试直接刺穿电池,如果能在这样极端的情况下,电池仍能保持稳定,可以说明电池万一出现内部短路时的安全性更高。

  如果参考一下国际和国内对电池安全性的标准,你会更加了解针刺测试严酷性,IEC62660-4标准把针刺条件改为电压下降5mv作为停止条件,新国标直接取消了针刺测试。

  针刺测试跟现实场景是存在关联的,大家不要以为用针把电池贯穿是试验中才发生的,其实电动车在实际驾驶过程中,存在异物刺入电池包内部导致电池发生短路的可能。只要电池能通过针刺测试,即可证明电池的安全性更好。

  因此,针刺测试被誉为电池测试试验的“珠穆朗玛峰”。

  当然了比亚迪新能源汽车向来是把安全性放在第一位,敢于拿新一代的刀片电池去做真诚测试也是验证了他们对安全性的重视。截止到2022年,比亚迪新能源动力电池装机量高达70万辆,却没有出现一辆因为电池问题导致的安全事故。

  提到珠穆朗玛峰我们就知道这件事不是那么容易了,并且是非常难,不是所有的人都能够登上珠穆朗玛峰,自然也不是所有的新能源电池可以通过“针刺测试”

  针刺测试,是电池行业里面一个难度最高的测试,其测试的过程非常的复杂,而且非常的苛刻,所有的三元锂电池都通不过这个测试,所以说新能源行业内人士都认为电池的针刺测试,基本上犹攀登如珠穆朗玛峰一样,非常难通过。

  具体来讲,针刺测试是模拟锂离子电池内部短路、导致热失控、进而爆炸起火的试验方法。现行的推荐性国家标准是《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》,这次比亚迪采用的方法也是这个方法,而且这次的电池针刺测试用的是直径5毫米左右的钢针,然后以20毫米每一秒的速度垂直穿过电池板,而且要把钢针放在里面停留其中观察1小时。

  如果电池不爆炸,不起火,则视为通过安全要求。对于锂电池安全测试试验而言,针刺测试是最为复杂的,这是因为整个锂电池的能量都会通过内短路点在短时间内快速释放,导致温度在短时间内急剧上升,继而引发连锁反应,从而导致热失控。严重的会导致爆炸,三元锂电池在测试的时候就容易产生爆炸。

  为什么要做这个测试?因为在动力电池在实际应用当中有可能会被其他的异物插入电池内部,导致电池短路,而这个针刺测试就能够很好的模拟电池短路的发生情况,当钢针刺入的时候,钢针提供了电池内部短路的通路,电池的电能转化为热能,并存储在电池内部,短路造成短时间内能量的集中爆发和释放,有可能产生冒烟、漏夜,甚至起火爆炸。通过电池材料、结构设计的改进,高能量的锂离子电池是能够通过针刺测试的。当针刺入电池时,电池内部形成很对短路通路,它实际上同时模拟了内短路和外短路两种过程。

  但是即使这么难的针刺测试,作为比亚迪新开发的:刀片电池,却通过了这个测试,比亚迪新一代的电池技术已经是走在了世界的前列!

  首先我们要搞懂什么叫做针刺测试。针刺测试就是将电池充满电用直径5~8毫米耐高温钢针以25毫米的速度从垂直于电池及板的方向贯穿,贯穿位置,易靠近所次面的几何中心,将钢针停留在电池中观察一个小时,不起火不爆炸才算合格。

  那么我们可以试想一下,一个电池刺穿一个钢针。如果这个电池的整体性能和质量不过关,那么是很难抗击穿刺测试的,所以能够拿上去做穿刺测试的电池基本上都是比较质量过关的电池,所以说能做这样的实验也被誉为是非常好的电池,那么这个测试可以说是整个检验电池最难的一环,所以也被誉为是珠穆朗玛峰。

  针刺测试是针对电池测试的,很多人可能并没有听说过其实在业内针刺测试是鼎鼎有名的。

  首先我们得知道针刺测试的背景主要是针对电池来进行的。特别是对于装配于新能源汽车的电池,因为在汽车行驶过程当中,可能会遇到碰撞和撞击,从而形成对于电池组的伤害。

  在极端的情况之下,对于电池可能会形成刺透的效果。而一旦形成对于电池的伤害之后,很可能所引发的就是电池组造成的短路。从而形成高温,并由高温引发电池的起火。这样会对于电动汽车的使用者和汽车本身造成很大的伤害。也具有相当的隐患。

  所以,针刺测试就是针对这种极端情况之下所进行的测试的方法。

  而我们看到的普通的电池来说,由于设计和制造方面的原因,当在进行针刺试验的时候,大多都引发了起火高温这样的后续结果。所以从实验结果来看,在很大程度上对于新能源汽车和行车人都有着巨大的安全隐患。

  而这次能够通过针刺测试的刀片电池来说,首先从结果上来看,它的电池的电压有所下降表面的温度小幅的上升。最关键的是穿刺的位置没有火花出现那也没有,通常我们会想象到我的烟雾和电溶液出现。而且在穿刺了一个小时之内,被穿刺的这个刀片电池的电压和表面温度都非常的问题。

  这也就意味着当在行驶过程当中新能源汽车出现突发的事故和危险的时候。在电池性能上来说是非常重要的部分,而刀片电池或许可以给我们更多的安全选择。

  自然是因为通过针刺测试对电池来说很重要,所谓针刺测试是指用一根针缓慢的插入电池中,造成短路,从而在短路处会产生大量热量,容易引起起火,导致安全问题。

  而对于车辆来说,安全问题始终是首要问题,因此通过针刺测试是所有技术的前提。

  因为在电池测试试验中,针刺测试的要求最严苛,最难通过,所以被誉为业内的“珠穆朗玛峰”。

  所谓“针刺测试”,实际上就是人为模拟电池内部短路的一种实验。它要求测试电池是满格电力的状态,然后用1根直径为5-8mm的耐高温钢针,从垂直于电池极板的方向贯穿,贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心。钢针贯穿电池后,试验人员要观察足足1小时,电池必须不起火、不爆炸,才算通过试验,而没能通过试验的电池,显然不够安全。

  上述通过标准对电池来说非常困难:你自己或许经历过,或许在影视剧里看到过,一旦电池短路,便会在短时间内冒烟,这是因为短路会产生热量,升高电池的温度,而电池温度一旦过高,很容易便会起火、爆炸。

  值得一提的是,比亚迪新推出的刀片电池,在针刺测试中始终维持着30-60摄氏度,其安全性可见一斑。

  个人认为针刺测试并不是电池测试实验的“珠穆朗玛峰”。对于这个形容,我认为是不对的。关于实验测试,每一项都是“珠穆朗玛峰”,每一项也是极为重要的。我们还是先来谈一下电池的针刺策略。

  近些年,很多针刺试验都是被强调,一旦成功就广泛认为具有十分安全的效果。可是,电池的针刺测试争议性是存在的,有的认为十分有必要,有的认为应当不执行。毕竟,异物进入电池内部,是电池稳定性测试之一,但还有其他的性能,比如使用期间的温度、能量密度等等。

  

针刺测试为什么被誉为电池测试试验的“珠穆朗玛峰”?

  对于电池而言,异物进入稳定与否、不稳定与否,并不能充分说明这个电池的好与坏、能量密度的高与低。相对稳定会更好,但不稳定或在其他方面有着更为凸显的性能。所以,争议性是存在的,不能以单一项的试验来说产品突破了“珠穆朗玛峰”的高度。我认为是不对的。

  

针刺测试为什么被誉为电池测试试验的“珠穆朗玛峰”?

  针刺测试主要是测试电池在异物刺穿的时候起不起火、爆不爆炸、温度几何。因为锂电池的能量在针刺的时候都会通过内短路点在短时间内快速释放,最多会有70%的能量在一分钟内市场,导致温度在短时间内急剧上升,继而引发连锁反应,从而导致热失控。

  对于针刺测试而言,个人的观点则是,针刺测试的反应为稳定,不起火、不爆炸、温度平稳,电池的稳定性会更强。但其他的测试,同样也是“珠穆朗玛峰”,电池应当注重的是各项指标,而不是单一指标。

  新能源汽车最重要的动力电池的安全性和稳定性,针刺试验就在于通过对钢针刺穿电池后了解电池内部变化来进行跟踪电池是否存在热失控引起的起火或者爆炸的风险,能经受住针刺试验考核很显然质量就没有大问题,就是合格的电池。

  电池因为内部化学反应较多,在极端情况下极易不稳定发生事故,因此对电池包的测验十分必要。对电池的测试一般有高温、挤压等,但在电池外包的保护下,这些测试很难触及电池内部,然而针刺测试目的就是要干扰电池内部情况,用钢针刺穿电池,能在这种情况下保持稳定才能说明可靠的品质。

  在回答这个问题之前,先给大家简单说一下针刺测试是什么,针刺主要是模拟电池内部短路的测试手段,而且模拟的主要是极端情况电池内部短路的测试方法,通过一个金属针刺穿电池,模拟电池内部发生短路时的电池表现,被业界公认是电池安全测试最严酷的,也被行业形象的誉为电池测试试验的”珠穆朗玛峰”。

  由于针刺测试条件过于严酷(考虑的出发点是一般内部短路情况不会把电池贯穿),IEC62660-4标准把针刺条件改为电压下降5mv作为停止条件,新国标直接取消了针刺测试。

  针刺测试虽然是一种极端的测试,但是的确是能够模拟最极端情况电池的内部短路的表现,基于此所做的设计也能够提高电池在内短时的安全性,因此通过针刺可以说明电池万一出现内部短路时的安全性更高。

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