安全且可靠的電動車電池大戰開啟

隨著電動車產業蓬勃發展,想在這場競賽中奪得先機,至關重要的決勝點就是電池。此外,為滿足電動車持續增加的新車訂單與電池更換的需求,各家車廠也開始拓展電池產量。特斯拉(Tesla)積極打造超級電池工廠自製電池。豐田(Toyota)也宣布將要大規模投資電池生產與研發並且在2025年前再擴增10條產線。然而,電池的研發已不僅僅是專注於儲能和能量,要如何確保電池的可靠性和安全性,正成為產業發展的新課題。因此,每一個電動車電池出廠前都需要通過電氣安全測試,來確保其安全且合乎安規規範。

 

電動車電池相關法規

為了提升續航力,電動車需要使用數顆電池串並聯組成300V以上的電池包。遠高於安全電壓(< 60Vdc),因此需要格外重視電池包的電氣安全。而一個電池包是由數個電池模組組成,而每個電池模組又由數個電芯組成,若電池模組與電芯有任何問題,將造成電池包的損壞還會帶來潛在的安全疑慮。因此,大多數的製造商在組成電池包前對電芯進行絕緣測試,判斷內部是否存在異物顆粒以及內部絕緣層是否有損傷。並對電池模組正負端對外殼的耐壓測試,確保其組裝與結構安全無虞。

而完整的電池包則需通過UL 2580的電氣安全測試,以下為電氣安全測試項目:

 

  • 耐壓測試
    檢測電池包內的組裝和結構是否正確,避免絕緣失效發生。使用2倍額定直流電壓(600Vdc 至 1200 Vdc)進行60秒的耐壓測試,測試結束不能發生絕緣崩潰的情況。

測試方法如下圖所示,測試電壓輪流施加於電池包正/負極與外殼

圖一: UL 2580電池測試接線配置

在中國,電動車電池包則需符合GB 38031,電氣安全測試的項目為絕緣阻抗測試,對電池包的正負兩端對外殼進行絕緣阻抗值測量,如圖二。施加500 Vdc或是1.5倍額定電壓(一般測試電壓最高為900Vdc)進行60秒的測試,測量結果需大於100 Ω/V (通常為30000Ω至60000Ω)。

圖二: GB 38031電池測試接線配置

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