老王在之前的文章中曾对电动汽车起火、自燃及电池热失控的原因做了详细的分析。
针对电动汽车热失控的安全性预防设计，
博士针对电动汽车的复杂性，从电芯、电池PACK、系统、功能安全4个层面做了分析和探讨。
光设计还不够，如何有效测试更加关键！在当前锂离子电池广泛应用的技术条件下，如何设计开发出更加安全、可靠的电池包和整车产品，在很大程度上决定了企业未来的发展。产品的研发投入成本有很大一部分都用在了新产品开发过程中的测试验证上面。今天，我们就来聊聊电动汽车锂离子动力电池电芯热扩散安全测试的方法都有哪些？这些干货，相信能满足你！
一、锂离子电池的安全风险
过去的2019年电动汽车行业可谓热火朝天，据官方可查的自燃事故就不下百起，市场在售品牌几乎无一幸免。活性更高的811三元锂离子电池的应用更是使该问题变得异常敏感，作为电动汽车安全从业人员，为即将到来的夏天倍感压力！
锂离子电池的安全风险主要由于电池过充、外部加热、物理结构受损、内部缺陷等原因导致电芯内/外短路导致不可控的产热，最终引起电芯起火燃烧，导致热蔓延、有毒有害气体和烟雾的泄放造成人员或者财产的重大损失。
热扩散小知识：
当电芯的热稳定性超过其最大极限时会发生热失控并迅速释放电芯内部的能量，热失控时根据电芯化学体系表现不一；磷酸铁锂电芯通常产生大量的白烟，三元电芯剧烈燃烧并伴有熔融物和烟雾喷发。通常可通过检测电芯电压是否快速跌落为0V或者电芯温升速率dT/dt＞1℃/s（持续3s）等条件来判断。二、锂离子电池热失控安全测试方法
目前行业内针对锂离子电池热失控安全测试的方法多种多样，其基本原理都是通过不同方法触发电芯内短路，从而引发电芯热失控。主要有：
1、过充（电解质分解、枝晶形成）
充电倍率：1/10C，1/3C，1C，5C
电压限制：5V，1.2Vcharge，2Vcharge，20V，无限制
初始SOC：0%~100%
初始温度：~60℃
截止条件：电压跌落，SOC限制，发生热失控
存在问题：有的电芯设计有过充保护设计（CID,OSD等），如果采用该方法需要提前处理测试样品。同时，由于过充需要用到额外的充电设备，因此要求具备必要的保护措施或设备。
2、碰撞（跌落或模拟碰撞）（电芯电极之间、电芯电极与其他结构件应撞击接触）
SOC：100%
测试条件：直径为150mm的圆柱体，50%的变形量
说明：碰撞并非电芯热失控的专用触发方式，由于碰撞过程中结构件发生相对复杂的变形，通常用于评估电芯-模组-电池-整车结构的可靠性，碰撞也不能保证一定会触发热失控。3、加热（通过加热导致电芯隔膜收缩，触发内短路发热）
SOC：100%
加热功率：采用500W~2000W加热片或加热丝持续快速加热直到触发热失控
说明：经大量验证，加热可有效触发电芯热失控，但是由于加热需要额外的加热设备；针对已成组的电芯加热需要选择合适的加热点，避免加热过程中邻近的电芯异常发热。4、外短路（内短路和外短路有时候短路电流不高不足以触发热失控）
SOC：100%，RT~55℃
短路电阻：0.3mΩ~100mΩ
说明：电芯的内阻在短路大电流的作用下发热从而触发热失控，外短路可能触发热失控，但是由于短路电流取决于电芯内部和外部的电阻值，有的电芯有短路保险丝设计，该方法就不适用了。5、模拟电芯内短路
模拟电芯内短路相对上面几种方法来说不需要太多的外部控制条件和因素。
多种内短路因素：锂或铜枝晶，电芯隔膜破损，Particles杂质，机械冲击等等模拟内短路测试方法：
UL blunt nail test针刺测试NASA round rod crush test圆柱体冲击测试Incorporation of Particles and pressing电芯内置杂质后挤压测试Incorporation of metals with low melting points 内置低熔点金属后加热SMA ISCr trigger method内置记忆合金加热三、总结
随着行业的发展，在当前锂离子电化学体系未发生重大突破的情况下，对电池热失控安全的研究仍然是非常有必要的。针对电芯热失控的外部触发方式相对来说已经比较固定了，目前企业最常用的加热、过充、针刺三种方法相对来说都能有效的触发电芯的热失控，但是这三种方法都比较依赖外部控制设备的控制，对于电芯本体的破坏相对于电芯内短路来说更为严重，因外部因素的作用导致测试结果随机性高的缺点，最终对于内短路的测试、研究和验证不一定可靠。模拟电芯内短路可有效避开外部触发方式所存在的缺点，尽可能的减少电芯结构的变形，模拟真实的电芯内短路场景。
因篇幅有限，针对锂离子动力电池热失控安全测试方法分享暂且到这，下一次再给大家进一步分享5种有效的模拟电芯内短路的测试方法，未完待续~
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