五大酷刑拷問安全 解讀電池暴力測試

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純電動汽車容易自燃嗎？下雨時電動車會漏水嗎？電動車一撞就爆炸嗎？這些都是我們身邊的網友或者朋友平日問我們的話題。我們堅持沒有實踐就沒有發言權的原則。這一次，我們打算直接從正在銷售的車型上拆下兩個電池組，通過泡水、跌落、溫休克、灼燒甚至針刺這五個“暴力”測試來解答大家的疑惑。

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●需要尺子。

一方面是純電動汽車安全事故的報告，另一方面是廠家宣傳純電動汽車通過了一定的安全測試。相反的兩個很容易導致類似“宣傳這么好，不是火就是爆炸？”這個想法。現實讓人們對純電動汽車的安全性，尤其是動力電池的安全性產生了深深的懷疑，也讓人們對動力電池的安全性測試產生了深深的誤解。為了打破這種偏見，我們決定在現場進行一系列測試。但是，我們可以選擇什么樣的測試方法來打消人們的疑慮，模擬大多數人的真實用車場景呢？我們急需一把尺子。

這把尺子不應該用所謂的“大場景”或“刺激性”來校準，但它的測試方法應該是可量化和可再現的，所以國標尺子出現在我們面前。

國家標準《GB38031-2020電動汽車動力電池安全要求》中的試驗多達22項，涉及電池單元、模塊和電池組三個試驗對象，包括機械沖擊、環境、過充過放等。我們在這些項目中選擇了綜合維度相對較高、相對比較“暴力”的電池組測試，也是還原大多數人擔心的情況的測試。

這里需要說明的是，電池組檢測的風險系數極高，任何操作不當都會導致巨大的安全事故，所以我們的檢測過程由國家汽車質量監督檢驗中心的專業人員全程陪同，確保檢測的專業性和安全性。

●測試項目1:溫度沖擊測試

第一個測試還原了雨季人們使用汽車的相對高頻場景，當他們經過積水路段或車輛進入水中時。電動車遇到雨會漏電嗎？車輛通過死水時，電池組內部也會被淹嗎？我相信有很多人有這些顧慮。所以我們把電池組沉入水中，看看電池組的水電阻是如何測量的。

所以很多電動車企業在選擇自行組裝電袋時，都是在內部設計密封條，在對其生產過程的檢測中，氣密性檢查也是一個非常重要的檢測過程，目的是保證電池組的氣密性良好。

日常生活中，除非遇到大暴雨或者積水非常嚴重的情況，電池組只會浸泡在1米左右的水中。在這種情況下，車輛很可能處于浸水報廢狀態，所以我們恢復的浸水試驗比日常車輛遇到的涉水環境更為嚴峻。通過本次測試的電池組防水等級達到了IPX7級別，即在至少1m深的水中浸泡一定時間，不會造成損壞的水量進入電池組內部。當然，即便如此，還是有人會擔心涉水后車輛的腐蝕性。為此，國家標準也有類似于在3.5%氯化鈉鹽水中測試的測試，以測試電池組的耐腐蝕性。

●測試項目2:溫度沖擊測試

在這里，有人可能會問，車輛進水的概率比較小，但對電池組的一些損害可能是“無聲的”。我國幅員遼闊，車輛環境復雜，高溫、高濕、嚴寒，甚至有鹽霧，這些都是車主每天都要面對的情況。面對這些復雜的汽車環境，電池組能否穩定工作？

在做這個電池組測試的時候，我們并沒有簡單的考察電池組在某個溫度環境下的狀態，而是選擇了在兩個極端溫度之間水平跳躍的溫度沖擊測試，因為實際的車輛環境比較復雜。比如我國北方的冬天，電動車停在室外，電池完全結冰后，用大電流對電池組進行充放電，電池組迅速達到較高的溫度狀態，然后再停在室外。這樣，電池包在短時間內的溫度變化和突然變化，可能會導致電池內部的各種結構部件因快速熱脹冷縮而變形和相互擠壓，造成結構損傷，從而引發危險。

因此，溫度沖擊試驗不是單一的試驗，而是綜合試驗，既測試電芯本身的耐高溫、耐寒性，也測試電池結構的穩定性。無論是溫度沖擊試驗還是水浸試驗，都要求企業在“看不見”的地方下功夫。雖然無法直觀地向消費者展示，但電池是否耐用、嚴重腐朽、長時間使用電動車后是否安全，將直接反映一家車企的質量控制。

●測試項目3:跌落測試

經過以上兩次測試，我們的暴力手段再次升級，從“魔法”攻擊升級為物理攻擊，對電池進行破壞性測試。因為還有很多人對電池包有很深的誤解，認為電池包易碎，怕磕碰。尤其是交通事故中電動車碰撞后起火的一些報道，進一步加劇了人們對電動車的恐懼。所以我們選擇抬起電池組，做跌落測試，看看電池組在沖擊下的穩定性。

在受到外部沖擊的情況下，電池組的外殼很可能會變形，侵入電池內部，造成安全隱患。如果內部模塊的穩定性和內部連接器的抗沖擊能力不夠，很容易導致汽車后續使用中出現內部短路和事故。在很多電動車自燃事故中，電動車都發生過碰撞，后來的事故比比皆是。

其實像跌落試驗這種電池包直接受到外力沖擊的情況并不多，因為電池包是安裝在車輛上的，很多車企會做一些吸能防撞的設計來減少對電池包的沖擊。另外，電池包的外殼可以降低沖擊力，這也是為什么市面上很多車型會采用鋼或鋁外殼，只是為了增強抗沖擊性。

為了應對這一系列的沖擊測試，制造商需要為電池組做足夠多的冗余設計。框架、連接件、上下殼體，甚至電池組殼體周圍的能量吸收裝置都需要保護內部電池單元免受外力的沖擊。

●測試項目4:火災測試

電池組內部由單體電池組成，電池內部的電解液易燃。如果外部起火或短路引發火災，電池組會不會成為二次火源甚至引發爆炸？我覺得這個場景，包括我們下面要介紹的內部短路引起的自燃，應該是大多數人最擔心的場景。

如果把這一次的五個測試排在一個級別，那么最上面的測試可能在“黃金”級別，而最下面的測試則在“鉆石”或者“星榮”級別。因為極具破壞性和危險性，經過測試，電池組基本上需要作為廢品處理掉。

在汽車使用過程中，如果因車內物品或其他線路發生火災事故，電池組永遠不能作為二次助燃劑使用，這也是本次試驗的目的。它測試電池組阻擋外部高溫和燃燒的能力。當我們建議燒烤時間要長一些時，工作人員也向我們解釋，對于這種級別的火災，首先要保證的是電池組在有效逃生時間內不會爆炸。當然，有些企業對自己的電池組有更高的要求，可以更長時間的防火防爆。

通過這次測試，對電芯、電池模組以及整個電池組來說，仍然是一個全面的挑戰。首先，電池組的外部要有有效的阻燃設計。如果電池包離開火焰，如果外面有可燃物質長時間燃燒，肯定會導致內部電芯熱失控。電池組內部也要有合理的隔熱設計，因為汽油的火焰溫度接近1000℃。在內部熱失控的情況下，也有必要降低熱失控擴散的風險和范圍。比如給電芯加涂層和隔熱材料，就是現在汽車公司采用的方法。

●測試項目5:針灸測試

除了外部火災之外，日常車輛中因過充、過放等一些濫用場景導致的電池單體和模塊的失控熱擴散也是大家非常害怕的場景，因為這樣的“病變”往往發生在內部，當人們反應過來的時候，已經到了失控熱擴散的時候，比如大量冒煙，離火災爆炸不遠了。因此，我們打算用鋼針刺穿電池組中的單體電池，造成熱失控，從而恢復這種情況。

針刺試驗也是網絡上流行的一種試驗，因為其目的是引起電池組中單個電池短路和熱失控，所以其場景通常伴隨著煙霧和火災。然而，在我們的測試中，針灸不是目的，而是手段。國家標準主要考察電池組是否能有效控制熱量失控擴散，在單個電池單體熱量失控后給出報警和逃逸時間。

最后在讀取數據時發現電池管理系統在造成熱失控的同時立即發出熱事故信號。信號發出后，只有短暫的煙霧，電池包內沒有起火爆炸現象，符合國家標準要求電池單元熱失控后5分鐘內不能起火爆炸，并為乘客預留了逃生時間。

為了更好地觀察電池的“心理活動”，在靜置24小時并放電后，我們在刺破的電芯電壓已經降至0 V時打開電池組。

針灸對電池組的要求也是全面的。電池單元的耐高溫性和模塊之間的阻燃性自然是評估的主要主題之一。其次，它對電池管理系統提出了挑戰，不僅要及時冷卻內部模塊，還要在第一時間發現異常時報警。

隨著電池組放入水中進行放電處理，我們也完成了恢復國標的測試，包括浸水、溫度沖擊、跌落沖擊、燃燒、熱失控等五種實驗，也恢復了大家日常使用中擔心電動車的幾大場景。但我們不得不承認，國標測試依然無法還原所有的汽車場景，小概率事件、極端天氣、交通事故、濫用等仍有可能引發電動車安全事故。這也可以從一個側面回答，“為什么電動車通過這些測試后，還會發生各種事故？”

幸運的是，這一門檻仍在修訂中。以前的國家標準是在行業標準基礎上形成的推薦要求。現在國家標準已經從GB/T 31484-2015和GB/T 31485-2015升級到GB38031-2020，從“選擇題”升級為“必考題”。在優化電芯和模組安全要求的同時，重點是就像高考一樣，單科滿分進不了好大學，但綜合實力是考核出來的。

正因如此，汽車廠商也需要承擔起企業責任，設計更多的安全冗余和提高這一門檻的措施，即使遇到比國標測試更極端的情況，也依然能保證乘客安全逃生。同時，也需要廠家進行正確的安全科普知識，引導用戶正確使用車輛，共同扭轉“電動車不安全”這種被動局面。

寫在最后:

在完成一系列測試后，我們發現國標中的每一項測試至少都達到了可量化、可重現的測試方法和手段，而且大部分比我們預期的更暴力。目前電動汽車還處于發展階段，市場上確實有很多企業。但是，隨著國家標準和行業意識的共同進步，這些汽車企業肯定會被市場和行業淘汰。對于我們的消費者來說，偏見永遠解決不了問題。只有正確對待電動汽車和動力電池，才能做出正確的選擇。