为什么要还原国标测试/浸水试验
[汽车之家 电动车技术] 纯电动车是不是动不动就自燃？下雨天开电动车会不会漏电？电动车是不是一撞就爆炸？这些都是平日里网友或者身边的小伙伴向我们询问的话题。我们秉承着没有实践就没有发言权，这次打算直接从在售车型上拆下两块电池包，通过浸水、跌落、温度冲击、火烧甚至是针刺五大“暴力”测试，用实测来回答大家的疑虑。
●需要一把尺
一面是纯电动车安全事故的报道，一面是厂家宣传纯电动车通过某某安全测试的广告，对立的两者很容易让人产生类似“宣传那么好还不是起火、爆炸了？”的想法。现实状况让人们对于纯电动车的安全，尤其是动力电池的安全产生深深的疑虑，也让人们对于动力电池安全测试误解颇深。为了打破这种偏见，我们决定实打实地进行一系列测试。不过究竟选择什么样的测试方法才能解除人们的疑虑，才能模拟大部分人的真实用车场景？我们急需要一把尺子。
这把尺子不应该用所谓的“大场面“或者“刺激性”来做刻度，它的测试方法应该是可量化、可复制性的，于是国家标准这把尺子出现在我们面前。
国家标准《GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求》当中有多达22项测试，涉及电池单体、模组、电池包三大试验对象，涵盖机械冲击类、环境类、过充过放等测试项目。我们选择了这些项目当中考核综合维度相对比较高、相对更“暴力”的电池包测试，同时也是还原大多数人们担心状况的测试来做。
在此需要说明的是电池包测试过程危险系数极高，任何一个不当的操作就会酿成巨大的安全事故，所以我们的测试全程有国家汽车质量监督检验中心（广东）的专业工作人员进行陪同，从而确保测试的专业性和安全性。
●测试项目一：温度冲击试验
第一项测试还原的是大家雨季用车中比较高频的场景，经过积水路段或者车辆进水的情况。电动车遭遇雨水是否会漏电？车辆经过积水时电池包内部是不是也会进水？相信抱有这些担心的大有人在。于是我们将电池包沉入水中，看看电池包的防水性好坏是如何衡量的。
所以现在不少电动车企业选择自己组装电动包时，在内部设计密封条，而且在其生产工序的检测中，气密性检查也是非常重要的一项检测工序，目的就是为了保证电池包良好的密闭性。
日常生活中除非遇到特大暴雨或者积水非常严重的情况，电池包才会被泡在1米左右的水中，而这种状况，车辆大概率是处于泡水报废状态，所以我们还原的浸水项试验比日常用车遇到的涉水环境更加严苛。通过这项测试的电池包，其防水等级已经达到了IPX7的级别，即在至少1米深的水中浸泡一定时间，没有引起损害的水量进入电池包内部。当然，即便这样依然还会有人担心，车辆涉水后的腐蚀性，对此国标也有类似在3.5%氯化钠的盐水中测试的试验，以此来检测电池包的抗腐蚀性。
温度冲击/跌落试验
●测试项目二：温度冲击试验
看的这里可能有人会发问，车辆进水的情况相对小概率，但有些对电池包的侵害可能是“无声无息”的，我们国家幅员辽阔，用车环境复杂，高温、高湿、严寒，甚至是盐雾环境可都是车主每天都要面对的情况。面对这些复杂的用车环境，电池包是否能稳定地工作？
在做这项电池包测试时，我们没有简简单单地考察电池包在某一个温度环境中的状态，而是选择了在两种极端温度之间横跳的温度冲击试验，是因为实际的用车环境更为复杂。例如我国北部地区冬季，电动车在外停放，电池完全冻透后，大电流充放电，电池包迅速达到较高温状态，然后又再次停放在户外，这样短时间内电池包的温度变化、突变可能导致电池内部的各种结构件由于迅速热胀冷缩而发生变形、相互挤压造成结构损坏，从而导致危险发生。
所以温度冲击试验并不是单科测试，而是综合测试，考验的是电芯本身的耐高温、耐寒性，还需要考验电池结构件的稳定性。 温度冲击试验和浸水实验都要求企业在“看不见”的地方用功，虽然它无法直观展示给消费者，但电动车使用时间一久，电池是否耐用、是否有严重衰减，是否安全，都会直观反映一家车企的品质把控。
●测试项目三：跌落试验
做完上面两项测试，我们的暴力手段再次升级，从“魔法”攻击上升到物理攻击，对电池做出破坏性的测试。因为现在依然有不少人对电池包有很深的误解，认为电池包比较脆弱，怕碰怕撞。尤其再加上一些交通事故中电动车碰撞后起火的报道，进一步加剧了人们对于电动车的恐惧。所以我们选择将电池包升起，做跌落试验，看看冲击之下电池包的稳定性。
外力冲击的状态下，电池包外壳很有可能发生变形，入侵电池内引起安全隐患，如果内部模组稳定性、内部连接件抗冲击能力不够，发生松动，在随后的用车过程中很容易引起内短路从而导致事故的发生。在不少电动车自燃事故中，电动车曾经遭受到碰撞，后期又发生事故的比比皆是。
实际上，像跌落测试这样电池包直接遭到外力冲击的情况并不多，因为电池包被安装在车辆上，很多车企会做一些吸能、防撞设计，减缓对电池包的冲击。此外，电池包的壳体还能再低挡一些冲击力，这也是为什么市面上很多车型都会采取钢制或者铝制壳体，就是为加强抗冲击性。
要应对这一系列的冲击测试需要厂家对电池包做足够多的冗余设计，电池包内的框架、连接构件、上下壳体，甚至电池包外壳周围的吸能装置，都需要起到保护内部电芯不受外部力量冲击的作用。
火烧试验
●测试项目四：火烧试验
电池包内部都是由单体电芯组成，电芯内部的电解液都是易燃的，如果外部起火或者线路短路引起起火后，电池包会不会成为二次火源，甚至引起爆炸？我想这个场景，包括下面我们要介绍的内部短路引起的自燃，应该是大部分人最为担心的场景。
如果将这次的五项试验排个段位，上面几个测试可能是“黄金”段位，下面的测试则是“钻石”或者“星耀”级别的。因为它本身极具破坏力和危险性，做完测试，电池包基本需要按照报废进行处理。
在用车过程中，万一因为车内物品或者其他线路发生起火意外，电池包是绝对不能够成为二次助燃剂的，这是我们做这项测试的目的。它考验的是电池包阻隔外部高温、燃烧的能力。当我们提出烧烤的时间应该更长一些，工作人员也向我们解释称这样级别的大火首先要保证的是在有效逃生时间内，电池包不爆炸。当然也有的企业对其电池包自身要求更高，可以做到更长时间的不起火不爆炸。
要通过这个测试依然是对电芯、电池模组和整个电池包发出综合挑战。首先电池包外部应有有效的阻燃设计，如果电池包离开火焰后，它的外部如果还有可燃材料长时间持续燃烧，必将导致内部电芯发生热失控。电池包内部也应该具有合理的隔热设计，因为汽油火焰温度接近1000℃，万一引起内部热失控，也需要降低热失控扩散的风险和范围，比如给电芯增加涂层、隔热材料都是现在车企采用的方法。
针刺试验
●测试项目五：针刺试验
除了外部火烧，日常用车中因过充、过放、一些其他滥用的场景引起的电芯单体、模组热失控扩散也是大家非常害怕的场景，因为这样“病变”往往发生到内部，等到人们反应过来，已经是热失控扩散的时候了，比如大量烟雾出现，而这时也离起火、爆炸也不远了。因此，我们打算用钢针刺穿电池包中的单体电芯引起热失控，来还原大家这种情况。
针刺试验也是网络上比较“火爆”的一项试验，原因是它本身的目的就是为了引起电池包内单体电芯短路和热失控，所以它的场面通常会伴随着冒烟、起火。但我们的测试中，针刺并不是目的，它是手段，国标对这项试验主要考察的是单体电芯热失控后，电池包是否能有效控制热失控扩散、给予警报和逃生时间。
最后读取数据发现，在引发热失控的同时，电池管理系统立即发出热事故信号，信号发出后仅出现了短暂的冒烟，电池包并未发生起火和爆炸现象，满足了国标对电池单体发生热失控后5分钟内不能起火爆炸的要求，为乘员预留出了逃生时间。
为了更好地观察电池的“心理活动”，在静置24小时并对其进行放电处理后，被刺电芯的电压已经降至0V时，我们打开了电池包。
针刺试验对电池包的要求也是综合维度的，电芯的耐高温、模组之间的阻燃性自然是考核的主体之一，其次是对电池管理系统发出挑战，不仅要及时给内部的模组冷却，还要第一时间发现异常发出警报。
随着电池包放入水中做放电处理，我们也完成了这次还原国标的测试，包括浸水、温度冲击、跌落冲击、火烧、热失控这五大类实验，也还原了大家日常用车对电动车担心的几大场景。但我们不得不承认，国标测试依然无法还原所有的用车场景，小概率事件、极端天气、交通事故、滥用等等依然有可能引发电动车发生安全事故。这也能从一个侧面也回答，“为什么通过了这些测试，电动车在使用中仍会发生各种事故？”
好在这个门槛还在不断修正，之前的国家标准是在行业标准的基础上形成的推荐要求，如今国标已经从GB/T 31484-2015、GB/T 31485-2015升级到GB38031-2020，从“选做题”升级到了“必考题”，在优化电池单体、模组安全要求的同时，重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求。就像高考一样，单科满分并不能上一个好大学，考核的是综合实力。
也正因为如此，汽车厂商也更需要担负起企业责任，设计更多的安全冗余和措施来提升这道门槛，即便遭遇了比国标测试更极端的情况，也依然可以确保乘客安全逃生。同时也需要厂商进行正确的安全科普知识，引导用户正确使用车辆，这样才能共同扭转"电动车不安全"这一被动的局面。
写在最后：
在完成一系列测试后，我们发现国标的每一项测试起码做到了测试方法、测试手段的可量化、可复制性，而且其中大部分测试都比我们预想的要“暴力”。电动车目前还在发展阶段，市面上也确实有不少鱼目混珠的企业存在，但随着国家标准、行业认知的共同进步，这些车企一定会被市场和行业所淘汰。而对于我们消费者来说，带着偏见是永远无法解决问题，只有正确看待电动车，看待动力电池，我们才能做出正确的选择。（文、图、摄/汽车之家 姜田双 孙一超 姚嘉）
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