全球電動(dòng)汽車（EV）、儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）、消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)配套電池的落地規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，電池安全管控成為電芯廠商、整車 OEM、監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要持續(xù)應(yīng)對(duì)的技術(shù)難點(diǎn)。

鋰離子電池憑借穩(wěn)定的能量密度與綜合使用性能被大范圍普及，但在過充、內(nèi)外短路、高溫環(huán)境、機(jī)械外力損傷、制程缺陷等異常條件下，會(huì)出現(xiàn)各類安全隱患；故障持續(xù)發(fā)展后，可能引發(fā)熱失控、起火甚至爆燃現(xiàn)象。

行業(yè)需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分不同電池失效現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)程度，歐洲汽車研究與發(fā)展委員會(huì)推出通用 EUCAR 0-7 級(jí)危險(xiǎn)分級(jí)體系。目前主流整車制造企業(yè)、電芯工廠、科研院所、第三方檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室均采用這套分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)完成鋰電安全性能評(píng)定，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同電池技術(shù)路線測(cè)試數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ取?/span>

本文完整梳理 EUCAR 危險(xiǎn)分級(jí)體系定義、在鋰離子電池安全測(cè)試中的落地方式，講解環(huán)境應(yīng)力測(cè)試、濫用測(cè)試對(duì)于優(yōu)化電池系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)的實(shí)際作用，并介紹 KOMEG 科明配套環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備如何支撐標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)檢測(cè)工作。

一、EUCAR 基礎(chǔ)概念說明

歐洲汽車研發(fā)委員會(huì)（EUCAR）由歐洲多家主流車企聯(lián)合組建，核心職能是推動(dòng)汽車行業(yè)聯(lián)合研發(fā)、共享新型車輛技術(shù)研發(fā)成果。

伴隨電動(dòng)汽車行業(yè)落地提速，行業(yè)工程師需要一套統(tǒng)一判定標(biāo)準(zhǔn)，量化電池濫用試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)，EUCAR 分級(jí)體系由此落地。

該體系不局限于判定電池是否通過測(cè)試項(xiàng)目，而是按照故障影響輕重劃分 8 個(gè)梯度，區(qū)間從 0 級(jí)無明顯影響至 7 級(jí)爆燃失效，便于研發(fā)人員量化電池故障帶來的實(shí)際后果，對(duì)比不同電芯配方、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、保護(hù)電路方案的安全表現(xiàn)。

二、EUCAR 危險(xiǎn)分級(jí)的行業(yè)應(yīng)用價(jià)值

傳統(tǒng)電池檢測(cè)多聚焦電池能否完成整套試驗(yàn)流程，但在實(shí)際裝車、儲(chǔ)能使用場(chǎng)景中，故障帶來的風(fēng)險(xiǎn)輕重與故障發(fā)生本身具備同等參考意義。 舉幾組典型對(duì)比場(chǎng)景：

1. 僅輕微電解液滲漏的電池，與出現(xiàn)明火燃燒的電池風(fēng)險(xiǎn)差異明顯；

2. 僅內(nèi)部泄壓排氣的電池，與發(fā)生爆燃的電池風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)分清晰；

3. 電池模組輕微形變可通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)改善，但持續(xù)性明火燃燒基本無法滿足車載設(shè)備使用要求。

EUCAR 分級(jí)體系搭建起全行業(yè)通用的故障風(fēng)險(xiǎn)判定口徑，落地價(jià)值包含以下幾點(diǎn)：

1. 統(tǒng)一全行業(yè)電池安全評(píng)估判定邏輯；

2. 方便不同廠商、不同電池方案之間做性能對(duì)比；

3. 輔助產(chǎn)品迭代開發(fā)，針對(duì)性優(yōu)化薄弱結(jié)構(gòu)；

4. 打通電芯供應(yīng)商與整車 OEM 之間的技術(shù)溝通標(biāo)準(zhǔn)；

5. 輔助企業(yè)匹配行業(yè)監(jiān)管合規(guī)要求；

6. 支撐項(xiàng)目全流程風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)研判。

三、EUCAR 0 至 7 級(jí)危險(xiǎn)分級(jí)詳細(xì)說明（文字替代表格）

整套 EUCAR 分級(jí)共設(shè)置 0、1、2、3、4、5、6、7 八個(gè)梯度，按照故障嚴(yán)重程度由低到高排序，各等級(jí)現(xiàn)象與風(fēng)險(xiǎn)程度說明如下：

0 級(jí)：無任何影響，風(fēng)險(xiǎn)程度極低，測(cè)試后電芯無異常，屬于理想測(cè)試結(jié)果；

1 級(jí)：被動(dòng)防護(hù)裝置啟動(dòng)，風(fēng)險(xiǎn)程度很低，電池本體無安全隱患；

2 級(jí)：電芯出現(xiàn)破損、形變但無電解液滲漏，風(fēng)險(xiǎn)程度偏低；

3 級(jí)：電芯出現(xiàn)電解液滲漏現(xiàn)象，風(fēng)險(xiǎn)程度中等；

4 級(jí)：電芯內(nèi)部壓力升高發(fā)生泄壓排氣，風(fēng)險(xiǎn)程度中等偏高；

5 級(jí)：出現(xiàn)火花、短時(shí)明火，風(fēng)險(xiǎn)程度偏高；

6 級(jí)：明火持續(xù)燃燒，易引燃周邊電芯，風(fēng)險(xiǎn)程度高；

7 級(jí)：電芯劇烈破裂、爆燃并飛濺碎片，風(fēng)險(xiǎn)程度最高。

0 級(jí) 無影響

電芯完成測(cè)試后無任何可視異常，判定標(biāo)準(zhǔn)包含：無電解液滲漏、無內(nèi)部泄壓排氣、無電芯鼓包、電池性能無衰減、測(cè)試全程溫度無異常波動(dòng)，是各類安全測(cè)試中預(yù)期的理想狀態(tài)。

1 級(jí) 被動(dòng)保護(hù)裝置觸發(fā)

電芯本體無安全風(fēng)險(xiǎn)，內(nèi)部配套防護(hù)結(jié)構(gòu)自動(dòng)啟動(dòng)，典型場(chǎng)景包含保險(xiǎn)絲熔斷、電流切斷裝置動(dòng)作、電池管理系統(tǒng)主動(dòng)斷電、保護(hù)電路閉合切斷回路，電芯停止輸出，但不會(huì)產(chǎn)生起火、滲漏等危險(xiǎn)現(xiàn)象。

2 級(jí) 無滲漏型結(jié)構(gòu)損壞

電芯承受外力或電應(yīng)力后出現(xiàn)內(nèi)部、外部物理損傷，但電芯密封結(jié)構(gòu)完好，不會(huì)流出電解液，常見表現(xiàn)為電芯殼體形變、內(nèi)部極組受損、充放電性能下降、內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)故障。

3 級(jí) 電解液滲漏

電芯密封結(jié)構(gòu)失效，內(nèi)部電解液向外滲出，會(huì)帶來化學(xué)品外露、金屬結(jié)構(gòu)腐蝕、線路短路等衍生隱患；相較明火、爆燃故障，滲漏帶來的即時(shí)危險(xiǎn)性相對(duì)可控，但仍需優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)。

4 級(jí) 內(nèi)部泄壓排氣

電芯內(nèi)部產(chǎn)氣導(dǎo)致腔體壓力升高，泄壓結(jié)構(gòu)自動(dòng)排出內(nèi)部氣體，常伴隨少量煙霧產(chǎn)生；多數(shù)整車廠商將 4 級(jí)設(shè)定為部分濫用測(cè)試場(chǎng)景下可接受故障表現(xiàn)的上限標(biāo)準(zhǔn)。

5 級(jí) 出現(xiàn)火花或短時(shí)明火

測(cè)試過程電芯出現(xiàn)點(diǎn)火現(xiàn)象，可觀測(cè)到零星火花、局部短時(shí)火焰，該等級(jí)代表存在明顯安全隱患，企業(yè)一般需要針對(duì)電芯結(jié)構(gòu)、防護(hù)方案重新迭代優(yōu)化。

6 級(jí) 持續(xù)性燃燒

電芯引燃后火焰長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)，熱量會(huì)傳導(dǎo)至周邊相鄰電芯，引發(fā)連鎖失效，屬于需要重點(diǎn)規(guī)避的故障模式。

7 級(jí) 電芯爆燃失效

整套分級(jí)中風(fēng)險(xiǎn)最高的故障狀態(tài)，電芯殼體劇烈開裂、發(fā)生爆燃，高溫碎片向外飛濺、腔體壓力瞬時(shí)大幅釋放；商用車載、儲(chǔ)能電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段需通過結(jié)構(gòu)、防護(hù)電路、多重測(cè)試手段完全規(guī)避該等級(jí)失效。

四、熱失控與 EUCAR 分級(jí)的關(guān)聯(lián)邏輯

行業(yè)內(nèi)大部分 5 級(jí)及以上高風(fēng)險(xiǎn) EUCAR 失效現(xiàn)象，根源均為電芯熱失控。

電芯內(nèi)部產(chǎn)熱速率超出散熱系統(tǒng)承載上限后，會(huì)形成自加速鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，依次出現(xiàn)電解液分解、隔離膜破損、內(nèi)部短路、大量產(chǎn)氣、燃燒等連鎖現(xiàn)象；熱失控可由 3 級(jí)、4 級(jí)滲漏排氣快速升級(jí)至 6 級(jí)持續(xù)燃燒、7 級(jí)爆燃。 解析電芯熱失控演化規(guī)律，是當(dāng)前鋰離子電池安全檢測(cè)的核心研發(fā)目標(biāo)之一。

五、適用 EUCAR 分級(jí)判定的主流電池測(cè)試項(xiàng)目

EUCAR 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)多用于電芯、模組、電池包濫用測(cè)試與環(huán)境模擬測(cè)試的結(jié)果評(píng)定，主流測(cè)試項(xiàng)目分類說明如下：

1. 熱濫用測(cè)試

將電芯置于持續(xù)高溫環(huán)境驗(yàn)證熱穩(wěn)定性能，核心測(cè)試目標(biāo)：記錄熱失控觸發(fā)溫度區(qū)間、觀測(cè)電芯耐火表現(xiàn)、測(cè)算安全冗余區(qū)間。

2. 溫度循環(huán)測(cè)試

電芯反復(fù)交替承受高低溫環(huán)境，驗(yàn)證材料冷熱伸縮穩(wěn)定性、密封結(jié)構(gòu)耐久度、長(zhǎng)期使用可靠性；常規(guī)試驗(yàn)溫區(qū)分為 - 40℃至 + 85℃、-40℃至 + 100℃兩類。

3. 熱沖擊測(cè)試

試驗(yàn)設(shè)備快速切換高低溫環(huán)境，短時(shí)間內(nèi)給電芯施加大幅溫差，典型溫變區(qū)間 - 40℃與 + 150℃交替切換；用于驗(yàn)證電芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性、內(nèi)部接線耐久、材料熱應(yīng)力耐受能力。

4. 過充測(cè)試

電芯充電電壓、容量超出額定限值，檢驗(yàn)內(nèi)置保護(hù)裝置響應(yīng)速度、失效發(fā)展路徑、明火產(chǎn)生概率。

5. 外部短路測(cè)試

模擬線路意外短接工況，記錄短路產(chǎn)熱速率、保護(hù)電路響應(yīng)效果、電芯抵抗熱失控的能力。

6. 擠壓破碎測(cè)試

對(duì)電芯施加定向機(jī)械外力，是電動(dòng)汽車安全驗(yàn)證常規(guī)項(xiàng)目，評(píng)估外力誘發(fā)內(nèi)部短路的風(fēng)險(xiǎn)、電芯殼體機(jī)械強(qiáng)度。

7. 鋼針穿刺測(cè)試

導(dǎo)電鋼針刺穿電芯極組，模擬電芯內(nèi)部重度損傷場(chǎng)景，觀測(cè)熱失控完整演化過程。

8. 高海拔模擬測(cè)試

低壓艙復(fù)刻高空運(yùn)輸、航空使用低壓環(huán)境，多用于執(zhí)行 UN38.3 標(biāo)準(zhǔn)、航空配套電池安全驗(yàn)證。

六、車企采用 EUCAR 分級(jí)開展電池驗(yàn)證的原因

車載動(dòng)力電池存儲(chǔ)能量高于常規(guī)消費(fèi)類電池，失效后風(fēng)險(xiǎn)影響范圍更廣，整車 OEM 在電芯選型、模組驗(yàn)證、電池包整機(jī)檢測(cè)、供應(yīng)商準(zhǔn)入審核環(huán)節(jié)，均需要依托 EUCAR 分級(jí)做標(biāo)準(zhǔn)化判定。

EUCAR 分級(jí)為各類濫用測(cè)試劃定清晰風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)，多數(shù)車企研發(fā)目標(biāo)為：各類極限測(cè)試場(chǎng)景下，電芯失效等級(jí)控制在 4 級(jí)及以下。

七、適配 EUCAR 分級(jí)檢測(cè)的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備品類

精準(zhǔn)完成 EUCAR 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判定，需要穩(wěn)定、可控、安全的環(huán)境模擬設(shè)備支撐，行業(yè)常用試驗(yàn)腔體分為以下幾類：

1. 電池溫度循環(huán)試驗(yàn)箱：開展冷熱循環(huán)、加速老化、長(zhǎng)期可靠性驗(yàn)證；

2. 冷熱沖擊試驗(yàn)箱：實(shí)現(xiàn)快速溫差切換，加速暴露電芯潛在失效缺陷；

3. 高海拔低壓試驗(yàn)艙：復(fù)刻運(yùn)輸?shù)蛪涵h(huán)境，完成 UN38.3 運(yùn)輸安全測(cè)試；

4. 防爆電池測(cè)試腔體：專為高風(fēng)險(xiǎn)鋰電濫用測(cè)試設(shè)計(jì)，標(biāo)配泄壓結(jié)構(gòu)、煙霧感應(yīng)、氣體監(jiān)測(cè)、自動(dòng)滅火配套；

5. 步入式大型電池測(cè)試室：適配大容量電池模組、整車電池包、儲(chǔ)能成套系統(tǒng)整機(jī)驗(yàn)證。

八、KOMEG 科明鋰離子電池安全測(cè)試配套解決方案

伴隨鋰電技術(shù)迭代升級(jí)，各類環(huán)境、濫用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)細(xì)化，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備控制精度、防爆安全、數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)性提出更高要求，KOMEG 科明可提供覆蓋全流程鋰電可靠性檢測(cè)的成套環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，適配車載動(dòng)力電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電芯單體、電池模組、成套電池包全品類測(cè)試需求。

KOMEG 科明主流鋰電測(cè)試設(shè)備型號(hào)及用途

1. 電池溫度循環(huán)試驗(yàn)箱：用于電芯加速老化、長(zhǎng)周期冷熱交替耐久測(cè)試，溫濕度控制均勻穩(wěn)定，保障 EUCAR 分級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)可重復(fù)比對(duì)；

2. 冷熱沖擊試驗(yàn)箱：快速切換高低溫區(qū)間，完成電芯熱應(yīng)力耐受驗(yàn)證，捕捉熱沖擊誘發(fā)的各類分級(jí)失效現(xiàn)象；

3. 高海拔低壓模擬艙：滿足 UN38.3 運(yùn)輸安全測(cè)試、航空電池低壓工況驗(yàn)證需求；

4. 溫濕度綜合電池試驗(yàn)箱：同步模擬溫度、濕度交變環(huán)境，驗(yàn)證密封、腐蝕相關(guān) 3 級(jí)滲漏類失效；

5. 步入式大型電池測(cè)試室：大腔體空間容納整車電池包、儲(chǔ)能大型模組，支持整機(jī)多工況濫用測(cè)試；

6. 定制化防爆測(cè)試腔體：配置分級(jí)泄壓系統(tǒng)、煙霧傳感、可燃?xì)怏w實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、聲光報(bào)警、二氧化碳自動(dòng)滅火集成模塊，適配 5 至 7 級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)失效場(chǎng)景的安全試驗(yàn)操作。

整套 KOMEG 科明鋰電測(cè)試設(shè)備可支撐企業(yè)安全開展全品類環(huán)境、濫用試驗(yàn)，采集精準(zhǔn)、可復(fù)現(xiàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，為研發(fā)人員完成標(biāo)準(zhǔn)化 EUCAR 危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估提供硬件支撐，匹配車企、儲(chǔ)能企業(yè)、第三方檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)期驗(yàn)證需求。