随着GB38031-2025《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的发布,我国动力电池安全标准迈入“零容忍”时代。新国标首次将“不起火、不爆炸”作为强制性要求,该标准将于2026年7月1日起正式施行。
新国标升级安全要求,热失控预警成关键突破点
相比于2020年版的国家标准,新修订的版本还新增底部撞击测试,考查电池底部受到撞击后的防护能力,要求无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象,且满足绝缘电阻要求。在新增的快充循环后安全测试项目中,300次快充循环后进行外部短路测试,要求不起火、不爆炸,这一调整对电池系统的主动安全技术提出了更高要求。
锂电池热失控是电动汽车安全的核心威胁,在电池技术未能达到本质安全前,有效的逃生时间是单颗电芯热失控到全面失控这一段宝贵的时间。电芯在热失控早期电压并无明显变化,测温存在盲区过多,存在严重的滞后性,同时气压传感器在热失控事件中存在信号持续时间短暂,敏感度低的问题,很多场景都有可能导致气压传感器误报,所以气压传感器常常用于电状态下唤醒BMS,再通过BMS测量电压和温度,而不是直接报热事件。
图1.气压传感器误报模型
戴勒姆电池研究院早期的电池热失控研究文献中提到电池在热失控过程中会释放大量气体,检测气体被证实是一种更为高效且准确的手段。那么如何进行气体种类的选择,作为热失控预警的组分必须满足作为标志物的特征,具有明显的物化性质和成分特异性,方便检测和鉴定,同时在所有组分中占有较高比例,且含量应具有一定的稳定性和可重复性。从最新发布的《锂离子电池热失控监测与预警的气敏技术研究进展》的文献中可以了解到无论何种热失控方式,排气气体主要成分为CO、CO2、H2等。H2在NCA和LFP电池体系中,在50%SOC以上的情况下,热失控释放的含量均超出了最小爆炸下限,容易导致电池燃爆,CO在LFP中的释放量不足以引起燃爆现象,所以检测氢气更有普适性和危险的预警性。
图2. 热失控释放气体组分
精准预警,车规品质筑牢安全防线
电芯在过充鼓包的过程中,氢气通过外壳渗透出来,芯镁信自主研发的热失控氢浓度预警传感器可提前400分钟发现电芯故障,实现热失控早期预警的功能。同时该产品还兼顾冷却液泄露检测判断,通过测量包内的水蒸气含量进行综合分析可更好的区分锂电池产气和冷却液产氢。
图3. 热失控早期氢气探测数据
芯镁信自主研发的车规级MEMS氢气传感器,通过全球权威的AEC-Q100认证,填补了国内技术空白,打破了传统催化燃烧氢气传感器寿命短,响应时间慢,容易受到有机硅中毒,难以满足车规级要求的困境。其自主研发的MEMS热导氢气传感器凭借高灵敏度和快速响应能力,成为热失控预警系统中的核心技术突破点,彻底解决了催化燃烧氢气传感器对有机硅中毒以及寿命短的问题,可以实现包级探测零误报,在可靠性上150℃高温环境下连续运行1000小时无失效,寿命达15年,完美适配车载严苛环境,同时单个电池包仅需安装1只传感器就可实现热失控早期预警及冷却液泄露检测的功能,具有极高的性价比,为电池热失控预警提供了高效解决方案,成为新国标落地的重要技术支撑。
图4.芯镁信BMS板载级热失控预警传感器模组
技术赋能新国标,推动行业协同发展
随着全球新能源汽车渗透率持续提升,电池安全已成为产业可持续发展的基石。芯镁信以技术创新为核心驱动力,通过车规级氢气传感器这一“安全卫士”,不仅助力中国车企应对新国标挑战,更为全球新能源行业的高质量发展提供了中国方案。
国标的实施将加速行业淘汰低安全性能产品,推动车企与供应链企业技术升级。芯镁信总经理沈方平表示:“我们的传感器技术不仅满足新国标对热扩散预警的严苛要求,更通过主动安全策略,为电池系统提供‘防患于未然’的保障。未来,我们将深化与主机厂、电池企业的合作,共同构建更安全的新能源生态。
未来芯镁信将计划进一步拓展国际市场,推动氢能监测技术在储能、锂电池汽车、氢能汽车、航空等领域的应用,为清洁能源安全保驾护航