第十二章：安全和滥用测试

安全和滥用测试可以涵盖各种各样的条件，具体取决于应用的特定要求，从对单个电池过度充电到对整个电池组过度充电，到将钉子插入电池或电池组以评估其失效方式，进行冲击和振动测试以查看电池如何随着时间的推移而疲劳，用腐蚀性盐雾和砾石喷雾喷洒外壳，以及高压水侵入测试以复制在汽车应用中的使用。并非所有这些测试都需要每个应用程序，因此重要的是要注意您的产品打算在哪个市场，应用和地理区域进行操作，以确定正确的安全和滥用测试集。

由美国桑迪亚国家实验室出版的《电动和混合动力汽车应用自由汽车能量储存系统滥用测试手册》（2006）很好地概述了应该对汽车电池进行何种滥用测试，并列出了测试条件和数据记录。自由汽车测试手册将滥用测试分为三个主要类别。它们是:

•机械滥用测试，包括粉碎，渗透，跌落，浸泡，翻滚和冲击测试

•热滥用测试-包括热稳定性，模拟燃料火灾，高温储存，快速放电和充电，以及热冲击循环测试

•电气滥用测试-包括过充电和过压，短路，过放电和电压反转，和部分短路（桑迪亚国家实验室，2006年）。

本文档基于美国先进电池联盟有限责任公司所做的工作，该公司是一个由美国原始设备制造商、政府实验室和能源部组成的行业组织，他们的“电化学存储系统滥用测试程序手册”（1999年）提供了最早的滥用测试手册之一。

FredomCAR手册中包含的许多测试也包含在USCAR滥用测试方案中，其中包括：

•机械滥用测试——冲击、跌落、穿透、侧翻、浸泡和碾压测试

•热滥用测试-辐射热，热稳定性，隔热的妥协，过热/热失控，热冲击循环，高温储存测试和极冷温度测试

•电气滥用测试-短路，部分短路，过充电，过放电，和交流暴露

•电化学存储系统振动测试（美国先进电池联盟，1999年）。

美国和欧洲的许多汽车原始设备制造商使用欧洲汽车研发委员会（EUCAR）（欧洲汽车研发委员会，2014年）制定的FreedomCAR危险严重程度等级或EUCAR危险等级来评估滥用测试的结果（表2）。这两个评级系统是相同的，FreedomCAR系统是基于EUCAR系统，所以在本质上这两个群体有一个共同的滥用测试严重程度评级系统。在实际使用中，大多数其他全球原始设备制造商也认可该系统用于识别故障级别。该评级系统的范围从0到7,0表示对电池或电池系统没有影响，7表示电池系统爆炸和/或快速释放能量。最理想的结果当然是0，但1级或2级，被动保护已被激活，缺陷和损坏已被识别，但没有排气，火灾，破裂或泄漏发生的是设计目标。然而，4到7有点令人困惑，更难以区分，通常需要更多额外的系统级保护，以减轻这些类型事件中的故障。当电池排气并失去超过50%的电解质时发生4级，当检测到火焰或火灾时发生5级；当电池破裂时发生6级，有或没有火焰，但没有飞行部件；最后是第7级，当发生爆炸时，定义为部件飞行和电池解体（FreedomCARProgram电化学能源储存团队，2003）。

我们应该简要讨论的另一个安全文件是太平洋西北国家实验室的“能源储存系统安全相关规范和标准清单”（太平洋西北国家实验室，2014）。这是一份非常包罗万象的文件，涵盖了与工业、电网、固定和家庭应用的储能系统（ess）的开发、测试、认证和安装相关的所有法律、规则、规范、标准和法规。随着越来越多的锂离子ESS装置继续安装，法律和监管环境往往仍在努力赶上这项技术。这份报告很好地评估了美国市场的具体需求。