联合发布单位:奇瑞汽车火灾安全全国重点实验室中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司国家市场监督管理总局重点实验室(储能与动力电池安全) 参编人员: 孙金华王青松 中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司:高继东刘磊常沛祥韩丽琼孙洪睿 国家市场监督管理总局重点实验室(储能与动力电池安全): 技术交流:wangxiaoyal@mychery.com 01动力电池安全成为行业关注重点0102动力电池全生命周期安全风险特征0203动力电池安全标准体系梳理与解析0604动力电池产品安全理念0805动力电池全架构安全与全生命周期数字化设计0906动力电池九维度安全测试体系1107动力电池全链路安全管控体系1308动力电池安全量化评估(分级)体系1609倡议与展望19 01 动力电池安全成为行业关注重点 新能源汽车是新能源领域新质生产力的典型代表,受国家高度重视。在政策与市场双重驱动下,我国新能源汽车发展迅猛。自2014年明确发展方向以来,车用锂离子动力电池等核心技术持续突破,销量快速攀升。2025年,我国车用动力电池销量达1200.9GWh,同比增51.8%;汽车产销3453.1万辆、3440万辆,连续17年全球第一;新能源汽车产销1662.6万辆、1649万辆,同比增29%、28.2%。国内销量占比超50%,出口261.5万辆,同比翻倍。我国已然从燃油车跟随者转变为新能源汽车全球引领者。 然而,随着新能源汽车在全球范围内的加速普及以及动力电池装车量的持续增长,安全问题愈发成为行业关注的焦点。近年来,全球新能源汽车安全事故数量持续攀升,由此引发的安全风险与社会关注度日益凸显。通常电动汽车起火事故,涵盖正常行驶、充电、静置停放及高速撞击等多种场景。 02动力电池全生命周期安全风险特征 2.1动力电池热失控诱因 电池安全问题的本质是防止热失控。现有研究表明,机械滥用、电滥用、热滥用是引发锂离子电池热失控的三大主要诱因。(如图2所示) 指电池受到外部机械力作用,引发结构变形或内部损伤,进而触发安全风险。典型场景包括车辆碰撞、底盘托底等,易造成隔膜破损、正负极短路,最终引发电池热失控。 机械滥用 指电池在超出正常电气参数范围下运行,导致内部电化学反应异常,进而触发安全风险。典型场景包括车辆充电或行驶中过充、过放等,易引发锂枝晶生长并刺破隔膜,造成正负极内短路,最终引发电池热失控。 电滥用 指电池长期暴露于高温环境,导致组分材料热失稳,形成化学反应释热,内部隔膜热收缩,正负极之间内短路,进而触发安全风险,引发电池起火爆炸。 热滥用 此外,以下常见的三种极端环境也会对动力电池安全性造成比较显著的影响: 易引发电芯胀气、壳体鼓包,加剧密封失效与电解液泄漏;同时导致连接件接触不良、松动甚至结构失效。 低气压环境 水分侵入电气系统,破坏绝缘性能,引发漏电、短路,诱发热失控与安全事故。 涉水潮湿环境 加速导电部件电化学腐蚀,造成触点氧化锈蚀、接触电阻升高,引发打火、电弧放电等安全隐患。 高盐雾环境 2.2动力电池产品各层级安全风险源 动力电池系统的安全性贯穿电芯、模块及电池包全层级,各层级的失效特征与风险成因各不相同。为有效识别与管控风险,以下将逐层拆解各层级安全风险源。 ?电芯风险源 电芯是动力电池最小储能单元,内短路引发的热失控是电池安全核心风险。该风险由材料热稳定性、制造缺陷、设计余及全生命周期析锂等因素共同诱发,过充、低温快充、机械挤压/穿刺等易直接触发内短路,进而引发热失控,成为模组热蔓延的起始源头。 ?模块风险源 模块是电芯成组的核心环节,风险集中在电气连接、热蔓延阻断与结构完整性,多由焊接、绝缘、隔热及结构强度问题引发,易使单电芯失效扩大为模块级热失控。无模块化设计虽提升体积利用率,但热隔离难度加大,扩散风险进一步上升。 ?电池包风险源 电池包是动力电池系统集成的终端载体,也是整车安全最后一道防线。核心风险包括高压电气失效、热失控蔓延、结构防护不足,任一环节失效都会引发系统性安全风险,进而威胁整车安全。 2.3动力电池全链路安全风险源 除电芯本体的技术研发风险外,物料采购、生产制造、供应链管理、整车集成、全领域安全管控等任一环节的疏漏均可能引发系统性风险。各环节核心风险源如下: ●研发环节风险源 研发设计是动力电池安全的顶层设计防线。电芯化学体系匹配不当、热管理系统架构缺陷、安全穴余阅值设置不足,叠加设计验证不充分,易引发电芯局部过充、过热或机械应力集中,从设计源头埋下热失控隐患,直接决定电池系统的安全上限。 ●采购环节风险源 原材料采购是动力电池安全的源头防线。正负极主材、辅材质量缺陷,叠加供应商准入与批次管控失效,易引发电芯一致性劣化,从源头理下微短路、热失控等先天隐患,直接决定电池系统安全上限。 生产制造环节风险源 动力电池生产制造是研发产业化的关键环节,若生产管理与过程管控缺位,造成来料失控、工艺不达标,会直接带来安全与一致性风险,让前期技术攻关与设计优化成果失效。 ?供应链环节风险源 供应链环节易因供应商管控不足、物流运输防护不到位及仓储环境失稳,造成电芯物理损伤与内部微短路,加上全程监控缺失、违规装卸及混存管理不规范,出现异常电芯难以排查识别、风险持续积聚等问题,导致电芯突发热失控、火灾爆炸乃至电池系统失效的严重后果。 >整车装配环节风险源 发电池系统的高压连接失效、绝缘下降、热管理衰减等问题,进而增加电池内部短路与热失控风险,威胁整车高压安全与结构完整性。 ○全域安全风险源 全域安全风险是动力电池安全的系统集成防线。跨环节风险叠加、全生命周期安全监控缺失、故障预警与热蔓延防护能力不足,叠加各环节信息孤岛与应急联动失效,易引发电芯由单一异常升级为不可控热失控事件,从系统层面理下连锁失效、起火爆炸等灾难性隐患,直接影响整车与人员的全域安全。 2.4动力电池行业痛点与风险管控困境 新能源汽车产业正从政策驱动转向市场驱动,动力电池技术已迈入工业化应用阶段。随着产业规模从GWh向TWh跃升,庞大的应用样本量使得原本属于小概率的质量缺陷也必然转化为不容忽视的安全风险。在材料创新与规模扩张的博奔下,动力电池行业面临三重核心挑战。 测试验证的样本局限与量产偏差困境 困境:研发样本有限、工况理想,无法覆盖量产工艺波动,易出现可靠性预测偏差。 解决方案:1、ABC样多阶段验证;2、量产工艺质量审核及抽样监控;3、全生命周期安全管理与风险预警系统;4、全生命周期抽样风险识别机制。 >安全评估的通过性导向与概率风险困境 困境:安全评估重通过性测试、轻概率风险,缺少全生命周期风险定量分析。 解决方案:1、建立风险及安全性分级评价体系;2、执行高于国家标准的严苛管控体系;3、AI全时预警+大数据监控;4、基于FMEA/FTA概率风险分析构建覆盖全生命周期全场景的功能安全体系。 供应链溯源与全生命周期数据孤岛困境 困境:供应链各环节数据割裂,缺乏跨链追溯,阻碍数字化管理,加大国际合规风险。解决方案:1、以电子护照为载体,构建覆盖材料供应、生产、检验、应用的全生命周期数据管理及溯源系统;2、构建数据管理及溯源系统与风险预警的耦合应用;3、构建数字化的全球化供应链质量管理系统。 通过建立完整的验证体系、超越国标的安全标准,以及数字化的溯源系统,全面解决动力电池行业的上述困境。 03 动力电池安全标准体系梳理与解析 3.1国际动力电池安全标准体系 全球能源转型与动力电池产业升级背景下,安全标准是产业高质量发展、保障人身安全与行业信任的关键支撑。动力电池向高能量密度、高集成度、高复杂性发展,全生命周期安全风险加剧,传统单一测试已无法满足需求。ISO、IEC、SAE、UL、UNGTR等国际机构围绕本征安全,构建覆盖电芯、模块、电池包、整车的全层级标准体系,推动安全从被动合规转向主动防护。 立足整车工况,核心为IS06469、IS012405系列,聚焦热失控、电气安全与系统性能管控。 IEC采用层级化管控,IEC62133、IEC62660系列为锂电基础安全与认证提供统一依据。 贴近实际应用,以滥用测试与道路振动测试,还原真实工况极端场景。 UNGTR联合国法规以及各地区法规,立足电池使用、运输等过程中的基本安全要求,如UN38.3,UNGTRNO.20、ECER100等。 五大体系各有侧重,共同构成全链条、全场景安全防护网络。推动全球标准协同升级,将助力产业从规模扩张迈向安全提质,支撑全球可持续发展。 3.2国内动力电池安全标准体系 我国已建成覆盖材料至整车、多层次全链条的动力电池安全标准体系,以国标统领、行标支撑、地标补充,保障全生命周期安全。 以GB38031强标为纲领,覆盖单体、电池包、系统,聚焦热扩散防护,划定行业安全准入底线,实现安全从被动承受向主动防控升级。 国家标准(底线) 作为国标补充,QC/T1264-2025与强标深度耦合,构建全层级测试体系,实现从静态到动态真实验证;QC/T743-2019覆盖电、机械、热、环境全维度,提供全流程规范。 行业标准(细化) 团标(如T/CAAMTB系列)填补新技术空白,量化热失控、燃烧与整车安全验证;地方标准适配区域产业。 团体与地方标准(创新) 依托企业自身技术积淀与产品特性,精准匹配研发、生产及使用场景需求,形成差异化安全策略与全生命周期质量管控体系,实现标准从通用普适向精准适配落地。 最终形成“国标定底线、行标补细节、团标与地标拓前沿、企标强适配”的协同闭环,支撑产业安全高质量发展。 3.3国内外标准差异对比与适配性分析 新能源汽车全球化背景下,动力电池安全标准是技术博奔与市场准入核心。中、欧、美三大体系(GB38031、UNR100、UL2580)目标一致,但测试逻辑、严苛度与场景覆盖差异显著,是企业出海与国际互认的关键。 UNR100、UL2580以通过性测试为主;我国GB38031-2025立足复杂工况、对标国际升级,从电气、热、环境、机械四大维 3.4动力电池安全标准发展趋势与完善建议 双碳与能源转型背景下,动力电池安全是新能源汽车产业高质量发展的基石与底线。随着动力电池向高能量密度、超快充、长寿命快速发展,传统“通过性测试、事后防护”已难以适配,函需体系化、前瞻性的安全标准。 动力电池安全标准正实现三大转变:被动防护→主动防控、单一场景→全工况覆盖、新品准入→全生命周期管控,呈现四大发展趋势。 04 动力电池产品安全理念 秉持动力电池安全理念,为全面筑牢动力电池安全底线,确立全维度防护闭环、全场景覆盖、全生命周期安全三大核心原则 全维度防护闭环原则:构建三重防线 构建由内至外、层层设防的三重防护体系,从电芯本源、系统结构到智能监测形成纵深防御布局,实现从源头防控、过程防护到异常预警的完整闭环。通过多维度、多层次、多手段的协同防护,全面提升电池系统抵御各类风险的能力,推动安全保障从被动响应向主动预防、全程可控升级。 ●全场景覆盖原则:通过六大场景验证 以用户实际使用场景为导向,模拟动力电池全生命周期内可能遭遇的各类极端环境,是检验电池安全性能的关键标准。覆盖高温、高寒、涉水、碰撞、托底、高盐等典型工况,采用远超国标与行业标准的严苛条件确保电池在任何极端环境下均能提供一致、可靠的安全表现。 ?全生命周期安全原则:贯彻“零妥协”的品质追求 覆盖研发、生产、使用、回收全流程,通过严苛验证、精密管控、主动预警与绿色资源化,实现全过程安全闭环。 动力电池全架构安全与全生命周期05数字化设计 5.1动力电池产品全架构安全设计 动力电池安全事故呈多阶段演变,各阶段主导反应与关键因素不同。需针对性优化、阻断演化路径,构建全架构安全设计,涵盖主动安全、本征安全、被动安全三大维度。 依托多维度传感(电压、温度、压力、气体等)+云边协同+BMS+AI诊断算法,提前识别早期异常,并通过电、热、化学主动调控,阻断失效劣