全球主要市場(chǎng)鋰電池安全性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比：越嚴(yán)苛越好？
2019年夏季，電動(dòng)汽車鋰電池安全事故頻發(fā)。
有一種聲音認(rèn)為：電動(dòng)汽車與鋰電池產(chǎn)業(yè)拔苗助長(zhǎng)了，發(fā)展過于迅速而產(chǎn)生了問題。其中一個(gè)論據(jù)是：你看，中國(guó)的鋰電池標(biāo)準(zhǔn)中，竟然取消了穿刺測(cè)試！這不是置人民群眾利益不顧嗎？
這種論調(diào)，不禁讓人想起幾年前的一句雞湯金句：中國(guó)請(qǐng)放慢你的腳步，等等你的國(guó)民……
咱們還是先看看今天導(dǎo)讀的論文：——《國(guó)際車用鋰電池安全性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的綜述》<A review of international abuse testing standards and regulations for lithium ion batteries in electric and hybrid electric vehicles>[1]
各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)概覽
這篇論文投稿于2016年6月，發(fā)表于2017年3月，所以2017年之后的新標(biāo)準(zhǔn)肯定是沒收錄的。
導(dǎo)讀這篇論文，必須要到提國(guó)內(nèi)鋰電池學(xué)術(shù)大神馮旭寧的博士論文[2]，發(fā)表于2016年10月。
他在博士論文中，在文獻(xiàn)調(diào)研章節(jié)也花了一小節(jié)來綜述安全性標(biāo)準(zhǔn)，大概長(zhǎng)下面這個(gè)樣子：
本文導(dǎo)讀的Review，可以和馮旭寧的博士論文一起來看，二者互有補(bǔ)充。我整理了一下二者綜述范圍的不同：
看到這里，大家會(huì)有兩個(gè)疑問——
第一， 為啥沒有日本？雖然日本沒啥政治地位，但它畢竟是新能源汽車大國(guó)、汽車強(qiáng)國(guó)啊!
答案是，在這篇Review中，日本被歸在了“其它地區(qū)”。另外一個(gè)可能的原因是，日本的企標(biāo)較多，而且是作為技術(shù)秘密處理，在公開場(chǎng)合找不到。上次我想找日產(chǎn)電池的安全性測(cè)試企標(biāo)，就沒找到。
第二， 這篇Review為啥不包括中國(guó)國(guó)標(biāo)GB/T 31845-2015呢？咱們中國(guó)雖然還不是汽車強(qiáng)國(guó)，但絕對(duì)是電動(dòng)汽車的大本營(yíng)啊，難道不值得關(guān)注一下嗎？
為什么會(huì)這樣，我也不太清楚。猜測(cè)的一個(gè)原因是，也許2016年時(shí)候GB/T 31845還沒有英文版？
Review內(nèi)容概述
這篇Review，根據(jù)SAE J2464:2009的定義將測(cè)試對(duì)象劃分為4個(gè)層級(jí)——
√ Cell(C): 至少包含1個(gè)正負(fù)極的能量存儲(chǔ)裝置。
√ Module(M)：將Cell串聯(lián)或并聯(lián)起來的裝置。
√ Pack(P)：將Module連接起來，并包含熱管理、電控制等完整附件子系統(tǒng)的裝置。
√ Vehicle(V)：裝有Pack的車。
然后從機(jī)械(Mechanical)、電氣(Electrical)、溫度(Environmental)、化學(xué)(Chemical)4個(gè)大類、17個(gè)小類進(jìn)行了對(duì)比。下圖是一個(gè)概覽：
每一大類下，還有詳細(xì)的對(duì)比。例如下表是機(jī)械大類的安全性測(cè)試：
每一小類下，還有更加直觀的比較與分析。例如下圖就是機(jī)械沖擊(Mechanical shock test)小類下的加速度與持續(xù)時(shí)間的對(duì)比：
再如振動(dòng)試驗(yàn)的參數(shù)對(duì)比：
除了這種抽象表達(dá)的，還有畫試驗(yàn)示意圖的直觀表達(dá)對(duì)比。例如下圖就是兩種不同的火燒試驗(yàn)(Fire)的試驗(yàn)臺(tái)：
學(xué)術(shù)論文中，也只能直觀到這個(gè)程度了。更直觀的，我再補(bǔ)一張GIF圖吧：
說到這里，實(shí)際上就把本篇Review的內(nèi)容結(jié)構(gòu)講得差不多了。復(fù)習(xí)一下，就是十幾個(gè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試對(duì)象的4個(gè)層級(jí)(C/M/P/V)、4個(gè)測(cè)試大類、17個(gè)測(cè)試小類的比較。
如果你恰好是這個(gè)研究方向的工程師或研究生，建議直接下載全文閱讀。
最后，我們討論一個(gè)有趣的問題——
鋰電池安全試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，是越嚴(yán)越好嗎？
車企常用的一個(gè)宣傳角度是：我不僅滿足了國(guó)標(biāo)，還滿足了更為嚴(yán)格的企標(biāo)，所以產(chǎn)品好啊！潛移默化之中，消費(fèi)者可能會(huì)產(chǎn)生這樣一種觀念：測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格，對(duì)消費(fèi)者越好！取消穿刺試驗(yàn)，是相關(guān)機(jī)構(gòu)與企業(yè)相對(duì)勾結(jié)，對(duì)消費(fèi)者不負(fù)責(zé)的表現(xiàn)！
真的是這樣嗎？
咱們看看這篇Review中的觀點(diǎn)。首先它指出，明確要求穿刺試驗(yàn)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，本來就是少數(shù)。
然后指出，即便在這些少數(shù)穿刺試驗(yàn)中，試驗(yàn)的有效性也受到廣泛的質(zhì)疑：
1.與現(xiàn)實(shí)不符：穿刺試驗(yàn)的現(xiàn)象，與真實(shí)發(fā)生事故的現(xiàn)象，差別很大。（現(xiàn)在很少有事故可以穿刺到電芯）；
2.不能代表內(nèi)短路：穿刺導(dǎo)致的后果，不能代表內(nèi)短路的后果；
3.試驗(yàn)參數(shù)不清晰：穿刺物的材料、速度、直徑與電池SOC都會(huì)大大影響試驗(yàn)結(jié)果。
所以，用穿刺試驗(yàn)做個(gè)視頻去宣傳，是可以。但如果真的要寫到國(guó)標(biāo)里，有可能會(huì)成為國(guó)家電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的阻礙。例如，曾經(jīng)電動(dòng)汽車銷量冠軍日產(chǎn)聆風(fēng)，最近就遇到了能量密度不足、充電速度慢的問題，第一的寶座已經(jīng)被特斯拉搶掉。
從立法者的角度來說，將標(biāo)準(zhǔn)立嚴(yán)一些是最保險(xiǎn)的、最容易免除自己責(zé)任的；但誰來承擔(dān)阻礙國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的責(zé)任呢？ 立法過嚴(yán)不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，過松則容易引發(fā)事故、危險(xiǎn)消費(fèi)者安全，最終也會(huì)阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如何準(zhǔn)確拿捏這個(gè)度，真不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題。
參考文獻(xiàn)：
[1] Ruiz V , Pfrang A , Kriston A , et al. A review of international abuse testing standards and regulations for lithium ion batteries in electric and hybrid electric vehicles[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, 81:1427.
[2] 馮旭寧. 車用鋰離子動(dòng)力電池?zé)崾Э卣T發(fā)與擴(kuò)展機(jī)理、建模與防控[D]. 清華大學(xué).
作者簡(jiǎn)介：
張抗抗，清華大學(xué)2004級(jí)汽車工程系本科、博士，期間在清華大學(xué)經(jīng)管學(xué)院拿到本科第二學(xué)位。博士畢業(yè)后就職上汽乘用車功能安全工程師，2015年選擇自主創(chuàng)業(yè)，目前為北京紫晶立方科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人。
