摘要
随着新能源利好政策的推出，电动汽车行业发展迅速。其中动力电池被视作新能源汽车的“心脏”，其安全性引起了行业和消费者的广泛关注，因而越来越多的检测实验室开展了动力电池的电性能和安全性的检测业务。
从管理制度、人员、设备、环境和储存等方面,提出动力电池实验室安全风险管理的解决方案,以降低风险,保证试验室运行安全。
01
常见检测标准及项目
为了评估动力电池在存储、运输和使用等条件下是否会引发过热、起火、爆炸及有害气体溢出等危害人员安全的情况，常见的动力电池标准如表1：
表1.动力电池相关标准
依据上述标准，动力电池检测项目可分为电性能试验、电安全试验、机械安全试验和环境可靠性试验等4大类。涉及试验内容有：
电性能试验:容量测试、各种倍率下的充放电性能、自放电特性、循环寿命和工况放电等。
电安全试验:过充电、过放电、外部短路、强制内部短路、 热失控、热扩散和绝缘性能等。
机械安全试验:振动、模拟碰撞、机械冲击、重物冲击、自 由跌落、翻转、挤压和针刺等
环境可靠性试验:加速老化、温湿度循环、高低温循环、 加热、低气压、盐雾、浸水试验、海水浸泡、外部火烧和抛射等。
上述检测项目也可以分为常规试验和滥用试验,具体分类如表2所示。
表2.动力电池检测项目风险分类
02
风险防范重点及措施
动力电池检测主要潜在风险有冒烟、着火、爆炸、排放有毒气体、废液污染、高压触电、噪声伤害、高温烫伤和低温冻伤等。
1. 冒烟、着火、爆炸
防范重点：保证压力要有足够的释放空间；采用防爆房间或装置测试。
加装必要的快速泄压装置；通过多传感器融合技术(如摄像监控、温感和烟感)进行预警检测，及时化解风险扩散。
2. 有毒气体排放
防范重点：加装有害气体检测传感器,监测有害气体含量；加装抽风装置和无害化处理装置,将有毒气体抽离实验室；对测试区域和控制区域进行隔离,避免操作人员与有害气体的接触。
3. 废液污染
防范重点：安装废液收集装置；及时清理废液；人员和设备做好防范，将废液的污染性侵害降至最低。
4. 高压触电
防范重点：考虑加装异常自动 警、自动停机等装置；通过严格操作流程管理和规范, 实行专机专人操作管理；设立测试禁区和安全警示牌；测试人员做好绝缘防护措施；安装实时监控和定期安全巡查；及时发现和处理突发事故。
5. 噪音伤害
防范重点：对测试场地进行分隔；安装隔音装置, 使噪声控制在独立的测试区间；通过人机隔离,避免人员长时间处于高噪声环境,减少噪声影响。
6.高温烫伤和低温冻伤
防范重点：做好设备的隔热保护；对测试区域进行警戒隔离；测试人员操作时带好隔热手套；试验区域做好相应的警示标识；大型步入室环境设备或测试室内外都能打开门，并装有 警装置,防止测试人员被困在里面发生危险。
03
安全风险控制机制
1. 功能分区、合理布局
为保障实验人员人身安全和仪器设备财产安全,可规划成如下功能分区:电性能测试区、机械性能测试区、环境性能测试区、防爆测试区、辅助功能区和样品存放区(包括普通测 试样品区和高危样品观察区),如图1所示。
图1 动力电池实验室布局图
防爆测试区和机械性能测试区尽量远离实验室人员聚集和高精密设备摆放的区域。高危险性项目应在带有防爆、烟雾处理、泄压装置、监控设施和消防灭火功能的区域内测试。
2. 人机分离、远程实时监控和24 h巡查制度
动力电池实验室的总体规划提倡人机分离,远程控制, 实时监控：
过充、过放、短路、针刺和挤压等滥用试验,需在足够大的防爆间内进行，并配备防爆灯、摄像装置、消防栓、泄压口和抽风装置;
控制室设置在防爆间外并配备足够的安全防护措施,尽量远离防爆间,保护测试人员安全。
（图片源自 络，侵删）
在进行电性能和环境可靠性测试时,应将设备的控制电脑、监控系统等部分集中设置在远离测试区域的地方；
试验人员除在准备试验和试验后拆除样品期间外,尽量不要长时间处于测试区域，防止试验过程中发生意外情况。
另外,动力电池试验测试周期比较长，实验室应制定远程实时监控和24h巡查制度，及时发现测试过程中出现的安全风险,及时排除风险。
3. 加强人员培训,提高人员技术水平
实验室应对所有测试人员进行岗前技术培训和仪器操作授权,不达要求绝不能上岗操作,并定期对测试人员进行技术培训和考核,不断提高测试人员的技术水平。
测试人员应对使用的设备进行定期保养维护和设备故障排查，使设备保持良好的状态进行试验。
实验室应对每个岗位设立AB岗,防止人员疏忽、误操作或处理不及时等导致发生安全事故。
（图片源自 络，侵删）
4. 编写作业指导书(SOP)和操作规程
针对试验的标准和测试项目要求编写详细的作业指导书(SOP)，试验项目所使用的仪器设备需编写相应测操作规程。
指引相关测试人员严格按照SOP和仪器操作规程进行规范试验,并对试验人员定期开展培训和考核工作。
5. 样品分类管理
动力电池样品的能量高、体积大，在接收样品时需对样品状态进行安全评估：如样品是否完好、样品测试参数是否正常,电池管理系统(BMS)软件功能验证等。
样品存放期间，要保持环境干燥，温度稳定且适中；要做好电极的绝缘保护，防止意外短路；要定期巡查，发现隐患立即排除。
实验室可按照动力电池种类(磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂、钴酸锂和 三元材料等)和最终形式(电池材料、单体、模组和电池包) 等进行分区存放。
对于未测样品和已测不同项目的样品进行分类隔离，防止相互影响。已进行过破坏性测试的样品, 需要单独存放在独立区域,并定期监控样品状态,直至度过危险观察期。
6. 建立实验室应急预案管理机制
应制定实验室安全应急预案，对人员定期进行应急预案培训和演练，不断提高人员安全意识和处理安全事故的能力和水平。
动力电池实验室最大的危险是动力电池测试过程中冒烟、起火和爆炸，必须制定相关的应急预案措施，包含：实验室强排风、电源和设备紧急切断、人员疏散和消防灭火等方面。
对于高压电设备使用过程中可能出现的触电事故，要制定合理的应急预案。在运行前，还要对应急预案开展演练，确保预案的可行性、有效性。
小 结
同时总结了通过实验室的硬件条件升级、风险识别和风险管理,树立全员风险意识,最大限度地控制各种风险隐患。
安全无小事,只有在硬件、人员技术水平和制度上做到安全风险的防范和控制,动力电池实验室才能开展检测工作。
· 章仅作为知识分享，侵删：
《动力电池实验室检测安全风险控制》——莫梁君，陆瑞强，叶中轩（广州海关技术中心）；张海娟（黄埔海关）
声明：本站部分 章内容系出于传递信息之目的源自于第三方 站转载，行业企业、终端用户投稿。若对稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与本 站联系，本 站将迅速给予回应并第一时间做出处理（联系邮箱：jinwei@zod.com.cn）。