星云股份邓秉杰：如何“约束”锂电池“肆意发泄”能量？

图为福建星云电子股份有限公司精密仪器产品研发部总监邓秉杰发表主题演讲

“锂电池能量比较高，一般比铅酸电池高6-7倍。越是活跃的东西越是需要受到控制，不能让它肆无忌惮地去‘发泄’自己的能量，两轮电动车用锂电池也是如此，故安全性能测试成为重中之重，以便更好地“约束”它，实现锂电池的安全使用。”

在日前由电池中国网联合广东省电动车商会共同主办的“2022轻型电动车用锂电池技术及应用国际峰会（BLEV2022）”上，福建星云电子股份有限公司精密仪器产品研发部总监邓秉杰，形象地道破锂电池安全性能测试之重要性。

邓秉杰在主题为“智能化测试系统助力轻型电动车锂电池安全性提升”的发言中指出，根据我国两轮电动车《新国标》要求，全国各地“非标”车辆过渡期相继到期，较大替换需求或将从2022年开始密集释放，预计到2030年我国每年约有6000万辆市场需求，两轮电动车市场发展正迎来黄金时期。

与此同时，在以锂换铅、轻量化、长续航、高功率、高性能的电池需求影响下，给电池的安全性能提出了新的难题和挑战。

邓秉杰分享了一组数据，从2021年统计数据来看，全国近1.8万起火灾事件由两轮车引起，57人死亡，近200人受伤。中国电动自行车保有量达3.5亿辆，产量仍在快速增长，两轮车用电池安全问题成为限制行业快速发展的重要原因之一。

生活中报道的两轮电动车电池自燃、爆炸事件让大家心存余悸，而对于锂电池测试企业来说，则需要透过现象，逐本求源地寻找锂电池安全事故的原因，并通过安全测试，为锂电池技术升级、结构设计优化等提供依据。

邓秉杰认为，锂电池发生安全事故的主要原因有四个方面：

第一，电池自身品质问题或者外力导致电池内部短路，电池跌落、震动、挤压、穿刺等。

第二，对于电池保护板，电池过充、过热失控、过流、短路；BMS冗余设计和散热设计不够；各类保护检测失效；过低温充电等情况均可能伤及电池保护板。

第三，PACK方面，布线干涉、绝缘设计、ESD防护、气密性、结构防护等不佳也可能引起不良后果。

第四，充电器滥用和违规改装电池包，可能导致锂电池原有安全保护功能失效。

那么，锂电池在安全和性能上需要测试哪些项目呢？

在深度技术研发和验证的基础上，邓秉杰认为，主要需要智能化测试外部短路、强行放电、连续充电、过量充电、大电流充电条件下的电池电性能；高温储存、热量冲突、低压、热量升温、水中的电池环境性能；振动、加速、掉落、针刺、挤压、撞击条件下的电池机械性能。

由此进行电池一致性、功能性、安全性、可靠性和工况模拟的评估。经过一系列智能化系统测试，能够筛选出电压、内阻及其他性能接近的电芯，组成电池模组或电池组；检测电池的自身功能是否实现；检测电池在经受不同的外部环境后能否正常工作；甚至提前发现电池在异常时能否在规定的时间内断开电流回路；还可以测试或评价电池组实际应用时电流和功率快速变化对电池组的性能和使用寿命的影响。

邓秉杰提示需要注意的是，“测试电芯一致性是至关重要的一个指标。即使单体电芯性能再优良，质量再好，若配组后同组内各单体电芯特性不一致或者组合封装时初始状态不一致，都会导致各单体电芯的性能得不到充分发挥，发生单体电芯间的相互‘牵制’或者‘拖后腿’现象，使电池组整体特性急剧衰退或部分电芯加速损坏。”

另外，以针对过充的测试为例，过充是两轮电动车用户使用过程中经常碰到的问题，通过智能化电池检测，可以提前发现电池在过充、过放电、外部短路等异常时能否在规定的时间内断开电流回路，从而大幅减少危险事故的发生。

整体上，星云股份通过上述智能化测试系统，对电芯、电池组成品、保护板、BMS和工艺进行较为全面的安全和性能测试。

从2005年成立至今，经过17年的耕耘，星云股份已发展成为一家以检测技术为核心的智慧能源关键部件专业提供商，目前主要提供锂电池组检测设备、锂电池组智能制造解决方案、锂电池测试服务、储能变流器及充电桩、智慧能源管理云平台等产品及服务。

截至2022年6月，星云股份持有270项授权专利，预计接下来每年新增专利数还将快速增长。在产业链布局方面，邓秉杰透露，星云产业生态链已覆盖从电芯化成分容开始，到模组自动化产线，经过BMS自动化测试系统和保护板自动化测试系统的测试，再到组成模组的自动化生产线，接下来还提供电池包测试系统等。

除了涉足部分电池制造和测试环节，星云股份还提供电动汽车充电桩、电芯平衡修复技术。而电芯平衡修复为电池拆解回收利用提供有利支持，再经过电池拆解破碎自动化生产线，进行电池材料回收，使星云股份实现电芯及材料循环产业链。

星云股份的特点在于更懂电池安全和性能测试，集电池组制造和测试于一体，或将进一步提高其市场竞争力。