從TES測試看車用鋰電池組安全標準發展 - 材料世界網

TES為國內首創，也是國際間第一套專為鋰電池電動機車設計的性能及安全規範。

自2009年公布以來，TES不僅為消費者的安全把關，也連帶提升國內電動機車的 ... 首頁 文章瀏覽 TES為國內首創，也是國際間第一套專為鋰電池電動機車設計的性能及安全規範。

自2009年公布以來，TES不僅為消費者的安全把關，也連帶提升國內電動機車的性能及安全品質。

目前ISO等國際組織及國內的CNS也開始制訂EV或HEV等車用鋰電池相關的安全標準，相信對於未來使用鋰電池的安全將更有保障。

TES經濟部電動機車性能及安全測試規範為推動四年16萬輛電動機車政策，2009年3月經濟部公布國際第一套專為鋰電池電動機車設計的安全標準「經濟部電動機車性能及安全測試規範(TaiwanElectricScooters;TES)」，內容涵蓋整車、電池及充電系統等，如圖一所示。

「電動機車二次鋰電池組安全試驗方法(TES-0B-01-01)」為TES測試規範內專用於電動機車鋰電池組的安全試驗方法，包括電性、機械、環境等三種試驗類型共九項安全試驗。

其中電性試驗屬於誤用(Abuse)性質的安全試驗，包括過充電、外部短路及部分短路等三項，目的在於驗證電池在使用過程中發生過充電等誤用或濫用時的安全性；機械試驗及環境試驗則歸屬於可靠性(Reliability)的安全試驗，包括壓毀、衝擊、掉落、振動、低壓及溫度循環等六項，目的是確保電池安裝在電動機車內，經過日曬雨淋的冷熱變化、行車時產生的振動、路面坑洞造成的衝擊等使用情況，仍能維持正常功能及安全性。

圖一、TES電動機車性能及安全測試項目 TES驗證及修訂試驗方法係透過科學的方法，模擬樣品可能遭受的使用情況，並評估其產生的結果。

因此試驗的條件及內容必須合情合理，同時經過反覆驗證，才能確保達到試驗的目的。

不合情理的模擬情境可能導致試驗條件設定不足，使產品上市後發生危險，也可能導致產品過度設計而造成不必要的浪費。

經過一年多時間驗證後，我們同樣發現TES-0B-01-01部分試驗方法不足或不合情理之處，目前正進行內部修訂作業，預計於2010年內完成修訂公告。

其修訂方向茲舉例簡要說明如下。

1.過充電試驗測試方法係將充滿電且跳過主動式保護裝置的電池組，以不超過1小時率之最大可能電流進行定電流充電，最低工作電壓為電池組內串聯單電池數量之6倍。

然而經過多次實際驗證並與業界先進們討論，發現現有過充電模式類似模擬主動式保護裝置及充電器同時失效的情況，不僅過於嚴苛，且6倍串聯單電池數量的工作電壓沒有合理依據，同時也不符合實際使用可能發生的情況。

因TES在充電系統測試(TES-0A-09-01及TES-0A-09-02)已要求充電器必須符合UL1012或UL1310的安全規範，並有完整的試驗方法進行把關，且充電器失效屬外部失效，而非電池組內部失效的評估，所以應排除充電器失效而造成過電壓及過電流充電的假設。

建議改為電池組充電中發生部分單電池短路，造成充電器對其餘單電池進行充電的過充電模式。

3.壓毀測試測試方法係以最大100kN的力量，分別對電池組的兩個方向進行壓縮深度30%的壓毀，以評估電池遭受如交通事故、運輸意外或廢棄物處理設備擠壓的情況。

然而以壓毀試驗模擬的情境而言，無論交通事故或運輸意外，道路上並不至於出現單輪荷重達到100kN（約9.8公噸）的超重型車輛，因此應適度修正，以避免電池過度設計而產生浪費。

建議應依據道路上可能出現的最大車重，加上適當的安全係數來設定最大的試驗力量條件。

另外，國內外環保法規均規定鋰電池廢棄時必須回收處理，不該出現鋰電池任意丟棄而遭受如垃圾車等廢棄物處理設備擠壓的情況，因此試驗目的也應修正為宜，目前建議修改為最大45kN的壓毀力量。

國內外電動車輛用鋰電池試驗規範之發展為因應電動車輛產業的蓬勃發展，近幾年國際上對車用電池等儲能系統已陸續發展出相對應的安全試驗規範，大多屬於建議性的產業標準，而非強制性的要求。

主要有「汽車工程師協會(SocietyofAutomobileEngineers;SAE)」的SAEJ2464、美國能源部(DoE)及USCAR的SAND2005-3123FreedomCAR、國際標準組織(ISO)的ISO/DIS12405-1與ISO/AWI12405-2、UL的ULSubject2271與ULSubject2580、電池安全組織(BATSO)的BATSO01、中華人民共和國國家標準(CCC)的GB/Z18333.1，另外還有專供鋰電池運輸所使用的「聯合國危險貨物運輸建議書－測試及標準手冊」第38.3節（簡稱UN38.3）。

國內目前除經濟部公布的TES-0B-01-01外，標準檢驗局也正積極進行CNS國家標準的修訂，修定範圍包含二次鋰電池、機車鋰電池、車輛電池等，從2010~2012年分三年完成，相關標準如表四所示……以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文 作者：吳育欣、蔡復興、林炳明/工研院材化所★本文節錄自「工業材料雜誌284期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8750 加入會員 分享 轉寄 聯絡我們 延伸閱讀 利用鈮鈦氧化物之車用LiB可望於2023年商業化 為確保EV電池材料供應穩定，Panasonic將投入鋰資源開採 NanoGraf開發世界最高能量密度之LiB，促EV續航力提升28% 因應EV需求大增，住友金屬鑛山擬倍增正極材料產能 車載LiB加速脫鈷，GM減少70%促低成本化，Panasonic預計2～3年後鈷零使用 熱門閱讀 台灣高階PCB技術發展趨勢 邁向全固態鋰電池：固態電解質之傳輸動力學 車用顯示面板發展趨勢 磷酸鋰鐵(LiFePO4)4680電池，昇陽已經準備好了 3D封裝：低溫燒結銅接合技術 相關廠商 金屬3D列印服務平台 2022TouchTaiwan系列展 名揚翻譯有限公司 捷南企業股份有限公司 大東樹脂化學股份有限公司 東海青科技股份有限公司 台灣大金先端化學股份有限公司 友德國際股份有限公司 喬越實業股份有限公司 台灣鑽石工業股份有限公司 正越企業有限公司 誠企企業股份有限公司 桂鼎科技股份有限公司 高柏科技股份有限公司 銀品科技股份有限公司 專家現場 更多