電池的安全性能對(duì)電動(dòng)汽車(chē)平穩(wěn)可靠運(yùn)行具有很大的影響，因此需要對(duì)電池進(jìn)行詳細(xì)的安全性能檢驗(yàn)。電動(dòng)汽車(chē)電池安全性能檢驗(yàn)包括過(guò)充過(guò)放測(cè)試、短路測(cè)試、高溫測(cè)試、針刺沖擊測(cè)試、力學(xué)性能測(cè)試、抗腐蝕性能測(cè)試等項(xiàng)目。
一、電動(dòng)汽車(chē)電池耐過(guò)充過(guò)放能力的測(cè)試
對(duì)密閉性二次電池來(lái)說(shuō)，在過(guò)充過(guò)放的情況下，都會(huì)引起氣體在密閉容器內(nèi)的迅速積累，從而導(dǎo)致內(nèi)壓迅速上升，如果安全閥不能及時(shí)開(kāi)啟，可能會(huì)使電池發(fā)生爆裂。在通常情況下，安全閥在一定壓力作用下會(huì)開(kāi)啟釋放掉多余的氣體，氣體泄出后，會(huì)導(dǎo)致電液量減少，嚴(yán)重時(shí)使得電液干涸，電池性能惡化，直至失效。并且，在氣體泄出過(guò)程中帶出一定量的電解液，而一般的電解液均是濃酸或濃堿，對(duì)用電器有腐蝕作用。因此，一個(gè)性能優(yōu)良的電動(dòng)汽車(chē)電池應(yīng)有良好的耐過(guò)充能力，不會(huì)容易有爆裂的現(xiàn)象出現(xiàn)，而且在一定的過(guò)充放程度下，不會(huì)容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，電池外形也不容易發(fā)生變化。
電池在設(shè)計(jì)中，一般采用負(fù)極過(guò)量的方式來(lái)避免氣體在電池內(nèi)部的過(guò)度積累。為避免過(guò)放電時(shí)反極現(xiàn)象的出現(xiàn)，一般是在正極中接入反極物質(zhì)，實(shí)行反極保護(hù)。
進(jìn)行過(guò)充電測(cè)試時(shí)，可根據(jù)具體的電池種類(lèi)及型號(hào)選用適當(dāng)?shù)臈l件。以MH-Ni電池為例，過(guò)充電流的選擇可根據(jù)恒流源的輸出功率確定，對(duì)一些大容量的電池(D型、SC型)，一般的恒流源都不能輸出1C的大電流，并且，在大電流情況下，應(yīng)考慮有足夠的安全防護(hù)措施。對(duì)于容量相對(duì)較小的電池，則可選用較大的電流倍率。不同的放電制度下，判斷電池過(guò)充電能力的標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)的有一定的區(qū)別，實(shí)際工作中采用以下兩種過(guò)充制度。
01)、以0.1C的電流恒流充電28天，試驗(yàn)過(guò)程中電池不得爆炸泄漏，并且充電后以0.2C放電其容量應(yīng)不低于標(biāo)稱(chēng)容量。
02)、以1C的電流恒流充電5h，試驗(yàn)過(guò)程中前75min應(yīng)無(wú)泄漏現(xiàn)象，此后允許有泄漏現(xiàn)象發(fā)生，但不得爆炸，并且充電后以0.2C放電，其容量應(yīng)不低于其標(biāo)稱(chēng)容量。
在充電過(guò)程中，對(duì)泄漏的檢測(cè)可通過(guò)封口處滴加液來(lái)進(jìn)行檢定。溶液變紅或有氣泡產(chǎn)生均視為發(fā)生泄漏。
對(duì)電池進(jìn)行過(guò)放電測(cè)試時(shí)，首先應(yīng)將電池充足電，然后選擇適當(dāng)?shù)臈l件進(jìn)行放電。常用測(cè)試條件有以下兩個(gè)。
01)、將電池與一標(biāo)準(zhǔn)電阻(10Ω左右，根據(jù)電池型號(hào)選用)串聯(lián)，連續(xù)放電24h，電池在放電過(guò)程中應(yīng)無(wú)爆炸、無(wú)泄漏，在過(guò)放電后電池的容量應(yīng)不低于標(biāo)稱(chēng)容量的90%。
02)、將電池首先以1C放電到0V，再以0.2C放電至0V，然后以1C的電流強(qiáng)制過(guò)放電6h，電池應(yīng)無(wú)爆炸，但允許有泄漏或變形，測(cè)試后電池不能再被使用。
對(duì)于一次電池，一般都采用種方式測(cè)試其耐漏液的能力。
二、電動(dòng)汽車(chē)電池短路測(cè)試
電動(dòng)汽車(chē)電池在短路情況下，會(huì)產(chǎn)生很大的電流，瞬間就可以使電池溫度升高，甚至可使電解液沸騰或使密封圈熔化。因此，在短路測(cè)試中，電池可能會(huì)出現(xiàn)噴堿、泄漏等情況。通常應(yīng)有較好的防護(hù)措施。常見(jiàn)的測(cè)試條件為將電池充足電，在室溫下將電池兩極短接1h，允許有泄漏發(fā)生，但電池不得起火或爆炸。
三、電動(dòng)汽車(chē)電池耐高溫測(cè)試
一般電池都禁止投入火中，因?yàn)檩^高溫度下，電池會(huì)發(fā)生一定變化，并可能出現(xiàn)爆炸等情況，因此，有必要對(duì)電池在適當(dāng)溫度下的安全性能進(jìn)行測(cè)試。一般的測(cè)試溫度區(qū)間分為高溫區(qū)與低溫區(qū)，高溫區(qū)即投入火中進(jìn)行測(cè)試，低溫區(qū)為100～200℃。常見(jiàn)的低溫區(qū)測(cè)試條件如下。
01) 滿充態(tài)的電池(100℃)保持2h，電池應(yīng)無(wú)爆炸、泄漏。
02) 滿充態(tài)的電池在150℃的恒溫箱中10min，電池應(yīng)無(wú)爆炸、泄漏。
通過(guò)低溫區(qū)的測(cè)試后的電池內(nèi)阻及開(kāi)路電壓均會(huì)發(fā)生一定的變化，但電池應(yīng)仍能繼續(xù)使用。
電池在高溫區(qū)的測(cè)試是具有破壞性的，測(cè)試后的電池將不能繼續(xù)使用，電池投入火中后，溫度可達(dá)800℃，密封圈及電池內(nèi)的其他塑料都會(huì)全部熔化，并且會(huì)著火，允許有氣體析出，但不得發(fā)生爆炸。
四、電動(dòng)汽車(chē)電池刺穿沖擊實(shí)驗(yàn)
電動(dòng)汽車(chē)電池在受到外界尖銳物體的沖擊時(shí)，可能會(huì)將外殼刺破，如刺入物為導(dǎo)電性的，則正負(fù)極片之間會(huì)發(fā)生短路，帶來(lái)一定的危險(xiǎn)，因此，對(duì)在一些特殊場(chǎng)合使用的電池還應(yīng)進(jìn)行刺穿實(shí)驗(yàn)，電池在進(jìn)行鉆孔測(cè)試前應(yīng)處于滿充態(tài)。測(cè)試條件如下：針刺直徑為φ1.0mm，將電池從直徑方向刺穿，刺穿后電池應(yīng)不爆炸，但允許有漏液、發(fā)熱。
五、電動(dòng)汽車(chē)電池力學(xué)性能
力學(xué)性能包括耐碰撞、耐沖擊和耐振試驗(yàn)等，常用的力學(xué)性能測(cè)試方法有碰撞試驗(yàn)和振動(dòng)試驗(yàn)等。
1、碰撞試驗(yàn)
先將電池充電，試驗(yàn)后以0.2C電流恒電流放電，方法一要求試驗(yàn)后放電容量不低于標(biāo)稱(chēng)容量;方法二要求試驗(yàn)后電池容量虧試驗(yàn)前無(wú)明顯區(qū)別。試驗(yàn)后電池不變形，不泄漏。
用作碰撞試驗(yàn)的樣品電池應(yīng)按半數(shù)垂直軸向，半數(shù)平行軸向固定在沖擊臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)。
力學(xué)性能檢測(cè)也可以做簡(jiǎn)單碰撞試驗(yàn)，即可將電池隨機(jī)地以不同方向從1m高處跌落至2cm厚的橡木板上4次。試驗(yàn)后從視覺(jué)上觀察電池外形應(yīng)無(wú)變化及漏液現(xiàn)象，此外電池電壓、電池內(nèi)阻均不應(yīng)發(fā)生變化。
2、振動(dòng)試驗(yàn)
振動(dòng)試驗(yàn)是將電池充電后按下列條件進(jìn)行。試驗(yàn)后以0.2C電流恒流放電的放電容量與試驗(yàn)前應(yīng)無(wú)明顯區(qū)別，電池不得變形或泄漏。振動(dòng)試驗(yàn)條件如下。
其試驗(yàn)樣品應(yīng)半數(shù)按垂直軸向，半數(shù)按平行軸向進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，電池應(yīng)該用專(zhuān)門(mén)的夾具固定。
較小加速度：2.94m*S-2(0.3g)；
較大加速度：98m*S-2(10g)；
波形：簡(jiǎn)單諧波運(yùn)動(dòng)；
頻率：10～500Hz；
時(shí)間：15min；
測(cè)試次數(shù)：3次。
六、電動(dòng)汽車(chē)電池抗腐蝕性能測(cè)試
常用的腐蝕測(cè)試方法有電化學(xué)測(cè)試方法、鹽霧試驗(yàn)法等。試驗(yàn)在鹽霧箱中進(jìn)行。將電池暴露于測(cè)試箱中，噴入經(jīng)霧化的試驗(yàn)溶液，細(xì)霧在自重作用下均勻地沉降在試樣表面，試驗(yàn)溶液為5%NaCl(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))溶液，其中總固體含量不超過(guò)20/(μg/g)，pH6.5～7.2。試驗(yàn)時(shí)鹽霧箱內(nèi)溫度恒定保持(35±1)℃。電池在鹽霧箱內(nèi)保持的時(shí)間為48h。
試驗(yàn)后電池的容量應(yīng)無(wú)明顯差別，在電池的頂部(封口處)和底部允許有少量銹跡，但應(yīng)無(wú)穿孔或非常明顯的點(diǎn)蝕。電池不得泄漏、爆炸。
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