ISO 6469-12019Amd 12022 电动道路车辆.安全规范.第1部分可再充电能量存储系统（RESS）.修改件1热传播的安全管理标准立项发展报告

电动道路车辆安全规范第1部分：可再充电能量存储系统（RESS）修改件1：热传播的安全管理标准立项发展报告英文标题：StandardizationDevelopmentReport:ElectricallyPropelledRoadVehicles—SafetySpecifications—Part1:RechargeableEnergyStorageSystem(RESS)—Amendment1:SafetyManagementofThermalPropagation摘要关键词：电动道路车辆；可再充电能量存储系统；热传播；热失控；安全管理；ISO标准Keywords:ElectricallyPropelledRoadVehicles;RechargeableEnergyStorageSystem(RESS);ThermalPropagation;ThermalRunaway;SafetyManagement;ISOStandard一、引言1.1标准立项背景全球汽车产业正经历以电动化、智能化、网联化为核心的深刻变革。中国、欧盟、美国、日本等主要经济体纷纷将新能源汽车产业列为战略性新兴产业，制定了明确的电动化时间表和路线图。据国际能源署（IEA）统计，2022年全球电动汽车销量突破1000万辆，保有量超过2600万辆，电动化进程显著提速。然而，随着电动汽车保有量的快速增长，动力电池安全事故亦呈多发态势。锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命等优势成为当前电动汽车动力电池的主流技术路线，但热失控问题始终是其安全应用的最大挑战。热失控是指电池在机械滥用、电滥用或热滥用条件下，内部发生不可逆的放热连锁反应，导致电池温度急剧升高、甚至引发起火爆炸的极端现象。更为严峻的是，热失控一旦在单体电池中发生，极易通过热传导、热辐射等方式传播至相邻电池，形成热扩散（热传播）效应，最终导致整个电池包的热失控蔓延，造成严重的车辆火灾事故。近年来，国内外已发生多起电动汽车起火事故。根据应急管理部消防救援局数据，2022年中国新能源汽车火灾事故报告数量同比明显上升。美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）和欧洲NCAP等机构也持续关注电动汽车碰撞后起火及静置起火问题。这些事故暴露出热传播防护技术的不足，亟需系统性的安全管理标准和规范。在此背景下，ISO/TC22/SC37（道路车辆—电气电子部件及通用系统分技术委员会）及下属WG5（电动车辆安全工作组）启动了ISO6469-1的修订工作，专项研究热传播安全管理问题，并于2022年11月正式发布了修改件1。1.2标准修订的必要性与紧迫性ISO6469-1:2019作为电动汽车可再充电能量存储系统安全的基础性国际标准，在电击防护、功能安全等方面作出了系统规定，但原标准在热传播安全方面的要求存在空白和不足。具体而言：-技术层面：随着高镍三元、硅碳负极等高比能电池材料的规模化应用，电池热稳定性面临更大挑战。NCM811、NCA等高镍正极材料体系的热分解温度降低、放热量增大，热失控后的热传播风险显著上升。与此同时，CTC（CelltoChassis）、CTB（CelltoBody）等高度集成化电池系统架构的兴起，使得电池包内部热耦合更加紧密，热传播路径更加复杂，对热安全管理提出了更高要求。-市场层面：各主要市场对电动汽车安全性能的要求日趋严格。中国已发布GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，明确要求电池包或系统在单体热失控后5分钟内不起火、不爆炸，为乘员预留逃生时间。联合国欧洲经济委员会（UNECE）R100法规（关于电动车辆安全认证的统一规定）也在不断修订完善热安全相关条款。在此背景下，国际标准化组织有必要出台统一的热传播安全管理标准，协调各国技术要求和测试方法。-产业层面：热传播安全管理涉及电池材料、电芯设计、模组结构、系统集成、热管理策略、主动预警与被动防护等多个技术环节，上下游产业链各环节需有统一的技术语言和评价基准。制定国际标准有助于凝聚产业共识、引导技术方向、规范市场秩序。二、标准制定过程概述2.1标准制定机构ISO6469-1:2019/Amd1:2022由国际标准化组织（ISO）下设的ISO/TC22/SC37分技术委员会负责制定。ISO/TC22负责道路车辆领域的标准化工作，SC37则专门负责道路车辆电气电子部件及通用系统的标准化。WG5工作组（电动车辆安全工作组）具体承担电动车辆安全相关标准的制修订工作，汇集了来自全球主要汽车制造商、电池供应商、科研机构和检测认证机构的数十位专家。2.2标准编制历程该修改件的编制工作自2019年ISO6469-1:2019正式发布后即行启动，经历了预研、立项、草案编制、征求意见、委员会审议、FDIS投票和正式发布等阶段。受全球疫情影响，标准编制工作大部分通过线上会议方式推进，历时约两年半。值得关注的是，中国在该标准制定过程中发挥了重要作用。中国专家团队基于GB38031的制定经验和中国企业在热传播防护方面的技术实践，积极贡献技术方案和试验数据，有力推动了标准的制定进程。三、标准主要技术内容3.1标准框架与核心修订要点ISO6469-1:2019/Amd1:2022作为修改件，其核心工作是对ISO6469-1:2019标准中有关热传播安全管理的条款进行补充和修订。本修改件的发布并不意味着对原标准主体框架的推翻或重构，而是针对热传播这一专项安全议题进行了系统性的条款扩充和技术深化。主要修订内容涵盖以下几个方面：-明确了热传播安全管理的总体要求：确立了热传播安全管理的目标导向——在单体电池发生热失控后，应有效延缓或阻止热传播的扩展，为车辆乘员提供足够的逃生时间。这一总体要求为后续具体条款的制定提供了技术逻辑起点。-丰富和完善了相关术语定义：增加了热传播（thermalpropagation）、热失控（thermalrunaway）、热屏障（thermalbarrier）等基础性术语的规范定义，并清晰界定了各术语之间的逻辑关系，统一了行业各方的技术语言。-提出了系统的安全设计要求：从电芯选型、模组结构设计、电池包布局、热管理策略、隔热材料选择、排气通道设计等多个维度，对热传播的预防与延缓措施提出了具体的系统设计要求，全面覆盖了从电芯到系统的各个层级。-规定了对乘员保护的功能要求：明确要求在发生热失控并引发热传播的情况下，电池系统应能保证车内乘员有足够的时间安全离开车辆。这一要求从人员安全底线出发，为热传播安全管理指标（如预警时间、起火爆燃延迟时间等）的确定提供了功能基准。3.2热传播安全管理技术框架3.2.1热传播机理与防护策略热传播的物理本质是热量的产生、传递与积累过程。锂离子电池热失控产生的热量通过以下途径向周围传播：（1）电芯间的热传导——通过电池壳体、极耳、汇流排等金属部件的直接接触传热；（2）热辐射——高温电芯表面向相邻电芯表面的辐射传热；（3）热对流——通过电池包内部气体流动传递热量；（4）热烟气扩散——热失控产生的可燃气体和高温烟气在电池包内的扩散与传播。针对上述传播途径，标准从以下几方面提出了防护策略：电芯层级的固有安全设计：从材料体系选择和电芯设计层面降低热失控发生的概率和烈度。包括选用热稳定性更好的正极材料体系，优化电解液配方和阻燃添加剂，采用陶瓷涂覆隔膜提升隔膜的热收缩温度和机械强度，以及控制电芯容量和设计冗余等。模组层级的隔热与热管理设计：在模组内部设置热屏障材料，阻断或延缓单体电池热失控向相邻电池的传播；合理设计散热通道和导热路径，将局部热点产生的热量及时导出；采用相变材料、导热胶等热管理辅助手段优化模组内温度场分布。系统层级的热扩散防护设计：在电池包内优化模组间隔热设计和布局，设置定向排气通道和防爆阀，确保热失控产生的气体和热量能够安全定向排出；电池包上盖采用耐高温阻燃材料，防止热失控产生的火焰和高温烟气直接灼烧乘员舱地板；底部设置防护板和热阻隔层等。3.2.2热传播试验方法与评估修改件对热传播试验方法和评估指标进行了规定，核心要点包括：热失控触发方式：规定了电芯热失控的试验触发方法，常用的触发方式包括针刺、过充、局部加热等。标准要求在热传播试验中，应选择能代表实际使用中最恶劣情况的触发方式，确保试验结果的保守性和代表性。试验条件：规定了试验环境温度、电池荷电状态（SOC）、冷却系统状态等试验条件。通常要求电池系统在较高SOC（如≥50%）和规定温度条件下进行试验，以模拟较为严苛但实际可能出现的工况。安全评价指标：热传播安全管理的主要评价指标包括：（1）热失控预警时间——从热失控起始到预警信号发出的时间间隔；（2）乘员安全时间——从热失控起始到火焰蔓延至乘员舱或电池包外部的时间。标准建议这一时间应确保乘员能够安全撤离车辆。通过/失败准则：在规定的试验条件下，若电池系统发生的热失控和热传播未对乘员安全构成直接威胁（即火焰或有害气体未进入乘员舱，或乘员有足够时间撤离），则可以判定满足热传播安全管理要求。四、标准实施意义与行业影响4.1对电动汽车安全水平的提升ISO6469-1:2019/Amd1:2022的发布实施，从以下方面系统性提升了电动汽车安全水平：-填补国际标准空白：首次在国际标准层面建立了热传播安全管理的标准化框架，弥补了ISO6469-1原标准在热扩散安全方面规定的不足，使电池热安全管理从企业自发行为上升为国际共识和统一规范。-统一全球技术评价基准：通过统一的术语定义、试验方法和评价准则，为全球范围内电动汽车动力电池热安全性能的测试、评估和比较提供了技术基准，有助于消除贸易技术壁垒。-推动安全技术持续进步：标准明确了热传播安全管理的目标和底线要求，为电池材料创新、结构设计优化、热管理技术进步提供了明确的技术导向，引导行业从被动防护向主动安全转变。4.2对各相关方的影响对整车企业：整车企业需要按照修改件的技术要求，在整车开发早期就将热传播安全管理纳入设计输入条件，在电池包选型和系统集成过程中严格把关热安全设计。同时，需要建立覆盖研发验证—生产一致性—售后监控的全生命周期热安全管理体系。这对企业的技术能力和管理体系提出了更高要求，同时也为具备先进热安全技术的企业提供了差异化竞争优势。对电池制造企业：电池企业需要从电芯材料体系选择、电芯结构设计、生产工艺控制等源头环节做好热安全管控。高比能电池的发展路径需要重新审视——在追求能量密度提升的同时，必须同步保证热安全性能不低于标准底线。这将推动电池企业加大安全技术研发投入，开发不牺牲安全性的高比能电池技术方案。对检测认证机构：检测机构需要根据修改件的规定建立热传播安全试验能力和评价体系。热传播试验对试验环境、测试设备、测量仪器均有较高要求，检测机构需加大软硬件投入，培养专业技术人才，确保检测结果的准确性、重复性和可比性。对各国法规制定：ISO6469-1:2019/Amd1:2022将为各国制定和完善电动汽车安全法规提供重要的技术参考。中国GB38031、UNECER100等法规和标准在后续修订时，可参考该修改件的技术框架和要求，协调国际技术标准，推动全球电动汽车安全法规趋同。五、主要参与制定单位介绍5.1中国汽车技术研究中心有限公司中国汽车技术研究中心有限公司（简称“中汽中心”）成立于1985年，是隶属于国务院国有资产监督管理委员会的中央企业，总部位于天津市，是国内外公认的综合性汽车科研检测认证机构。中汽中心拥有国家轿车质量检验检测中心、国家汽车新产品申报受理中心等权威资质，业务范围涵盖汽车政策研究、标准法规、检测认证、工程技术研发、信息服务、咨询培训等全产业链领域。5.1.1在电动车辆安全标准化方面的工作中汽中心是中国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）秘书处承担单位，长期深度参与国际汽车标准法规的制修订工作。在电动车辆安全领域，中汽中心是中国参与ISO/TC22/SC37工作的核心支撑单位，组织国内专家团队参加了ISO6469系列标准、ISO12405系列标准等多项国际标准的制修订工作。5.1.2在本标准制定中的具体贡献在ISO6469-1:2019/Amd1:2022制定过程中，中汽中心发挥了三方面关键作用：技术方案贡献：中汽中心牵头组织了中国汽车行业热传播安全技术联合攻关，汇集了国内主要整车企业、电池企业和科研院所在热失控及热传播防护方面的试验数据和技术经验。基于中国GB38031体系中有关热扩散试验的方法学基础，中汽中心向ISO/TC22/SC37提出了多项技术建议，包括热失控触发条件选择、热传播评价指标设定、乘员安全时间确定方法等建议方案，多数建议被标准制定工作组采纳。试验验证支撑：中汽中心依托其国家级检测实验室的先进试验能力，组织开展了多轮热传播安全验证试验，针对不同电池材料体系、不同电芯封装形式（方形、圆柱、软包）和不同系统集成方案进行了系统性的试验比对，为标准技术指标的确定提供了翔实的科学数据支撑。国际协调沟通：中汽中心积极履行中国代表团职责，在标准讨论中注重维护中国产业利益、反映中国技术实践。热传播安全管理涉及电池安全性能与能量密度的平衡，不同国家和地区对此有不同立法关切和技术偏好。中汽中心在ISO会议中开展了富有成效的协调沟通工作，推动各国专家就关键技术指标达成共识，为标准的顺利发布发挥了重要的建设性作用。六、结论与展望6.1总结ISO6469-1:2019/Amd1:2022《电动道路车辆安全规范第1部分：可再充电能量存储系统（RESS）修改件1：热传播的安全管理》的发布实施，是国际电动汽车安全标准化进程中的重要里程碑。该修改件首次在国际标准层面系统性地建立了电动汽车动力电池热传播安全管理的技术框架，明确了从电芯到系统的多层级安全设计要求、热传播试验方法和评价准则，填补了国际标准在动力电池热扩散防护领域的空白。该标准的实施将从技术、产业、市场三个层面产生深远影响：在技术层面，有力推动热传播主动防护和被动防护技术的创新与进步；在产业层面，为全球电动汽车产业链提供了统一的技术规范和评价基准，有助于优化产业资源配置、促进优胜劣汰；在市场层面，有效提升消费者对电动汽车安全性的信心，助力电动化交通战略的深入推进。6.2展望展望未来，随着电动汽车产业的持续发展和技术水平的不断提升，热传播安全管理标准将不断演进和完善。结合ISO6469-1:2019/Amd1:2022的技术框架和当前产业发展趋势，未来的标准发展方向可以从以下维度进行展望：-技术维度：随着固态电池、锂硫电池等下一代电池技术的逐步成熟和商业化应用，热安全管理技术需求将发生根本性变化。固态电池因使用不可燃或难燃固态电解质，在固有安全性上具有显著优势，但固-固界面问题、锂枝晶生长等新挑战也将带来新的安全风险。标准体系需要前瞻性地考虑新电池体系的安全评价方法。-管理维度：随着云计算、大数据、人工智能等数字技术与汽车产业的深度融合，基于云端监控和数据分析的电池全生命周期热安全管理将逐步成为重要趋势。通过车联网实现电池状态的实时监测与热失控风险的大数据分析预警，与国际标准体系的融合与补充，也是未来标准的发展方向之一。-协调维度：ISO6469标准体系与UNECE法规、各国国家标准之间的协调一致也将持续推进。中国作为全球最大的新能源汽车市场，将持续在ISO/IEC等国际标准化平台发挥积极作用，推动中国技术和经验融入国际标准体系，为提升全球电动汽车安全水平贡献中国智慧和中国方案。可以预见，随着ISO