由中国化学与物理电源行业协会主办的“第十七届深圳国际电池技术交流会/展览会”(CIBF2025)将于2025年5月15-17日在深圳国际会展中心隆重举办，TüV 南德将携最新技术和产品将亮相12号馆12T127号展位。2025年5月15日-16日，由中国化学与物理电源行业协会指导，动力电池应用分会联合电池中国网共同主办的“电动航空及下一代电池技术(CIBF2025深圳)交流会”，也将在深圳召开。在16日的【下一代电池创新技术与产业化】主题论坛上，南德意志集团大中华区TRN产品服务部经理徐霁旸将作题为《eVTOL电池的国际符合性挑战》的演讲。

　　在今年的政府工作报告中，“低空经济”被多次提及。与此同时，响应国家“双碳”号召，飞机电动化进程也逐步开启。作为飞机电动化关键一环的eVTOL(electric vertical take-off and landing，电动垂直起降飞行器)，随着电池技术的飞速发展，衍生出多种纯电驱动和混合动力的设计架构。在eVTOL的适航认证过程中，电池热失控作为安全评估的重点项目，成为了一个无法回避的技术难题。本文将依据欧洲航空安全局(EASA)与美国联邦航空局(FAA)对eVTOL电池热失控的技术要求，探讨热失控测评技术的发展方向。

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eVTOL热失控测试背景

　　近年来，大型锂电池在新能源汽车和储能领域得到广泛应用。然而，在低空领域，作为推进系统核心部件的锂电池技术仍相对新颖。一方面，低空领域的安全要求更高，应用场景更为复杂;另一方面，现有的航空用锂电池测试方法，大多是基于以往备用电源、启动电源等用途制定的，并不直接适用于推进系统电池。

　　目前，被广泛参考的基础标准是美国航空无线电技术委员会(RTCA)于2017年12月发布的RTCA DO 311A《可充电锂蓄电池和电池系统最低运行性能标准》。该标准适用的电池产品范围广泛，内容完备详尽，将设备的技术要求与具体测试方法分开阐述。其中，最显著的是考虑了一系列安全性要求和测试方法，对热失控测试也提出了较为详细的要求，如2.4.5.4 单电芯热失控测试、2.4.5.5 电池热失控测试。该标准中热失控测试的基本思路如下：

　　第一步：将电池组充满电;

　　第二步：加热整个电池组到恶劣环境的高温;

　　第三步：用过充或加热方式触发电池热失控;

　　通过条件：无碎片释放、无外部火焰(通过设计的排气方式除外)、气体释放符合设计归类要求(A/B/C)。

　　不难看出，依据这样的热失控测试要求，几乎需要电池系统内的所有电池同时热失控，这对电池设计提出了极高的要求。对于容量和体积较小的电池而言，通过技术手段实现这一要求相对可行。但对于体积庞大的推进用电池来说，若再考虑牺牲空间和重量来实现防护，显然极不现实。因此，如何在eVTOL领域对电池热失控进行有效评估，成为了各方关注和讨论的焦点。EASA在2023年发布的符合性方法中，介绍了新的热失控测评方法，而FAA则以DO311A为基准，针对具体项目展开评估。

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热失控测评考量

　　不论EASA还是FAA，在热失控测评方面存在一些共同的认知。两者都认为，针对热失控问题，应采取多层级的安全策略，具体包括以下三个层级：

　　第一层：基于安全评估的预防

　　需要进行全面的安全评估，并将其细化到系统层面，以明确每个功能的安全水平。FAA和EASA均认为，热失控可能对飞机造成灾难性影响。因此，应将其作为动力系统安全评估的重要组成部分，必须开展综合的安全评估。飞机级、系统级、推进系统级等不同层级的安全评估应保持一致，且相关假设需具备连贯性和可追溯性。

　　第二层：电芯间的热扩散评估

　　EASA主张避免电芯间发生热失控扩散，若无法满足这一要求，则需提供与设计相关的缓解措施，如隔离、排气等。FAA则认为，单电芯测试有助于深入了解电芯特性，并可根据测试结果决定是否实施进一步的隔离或排气措施。但双方均强调，电芯级别的热失控验证至关重要，不可或缺。

　　第三层：模组/电池组层级的遏制

　　在考虑这一层级时，需要引入多个场景要素：

　　最高温度;

　　最高压力;

　　确保CSFL(continued safe flight and landing，继续安全飞行和降落)的最长热传递时间。

　　总之，基于现阶段的行业经验，至少有以下3个层级的测试需要考虑：

　　上述思路还将在未来进一步有所完善和细化，最终形成标准化指导文件。

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热失控测评发展

　　回顾大型锂电池热失控测评在新能源汽车和储能领域的发展历程，过去十多年间已取得了显著进展。早期，热失控引发的明火难以控制。此后，行业逐渐突破了热失控后5分钟不起火的基础门槛。如今，越来越多的“无热扩散”技术不断涌现。尽管电池能量密度的持续提升带来了更高的安全风险，但热失控防护技术也在同步进步。

　　总结当前行业对于热失控测评的考量要点：

　　建立单电芯层面的热失控特性认知;

　　验证多层级遏制措施与功能实现;

　　开展全应用场景的分析与模拟。

　　从整体来看，热失控测评已经从单一的热失控测试，发展为多层级、全场景的安全评价。对应用场景的深入分析，进一步提升了热失控测评的全面性。在测评过程中，需要考虑电池的安装环境、热失控产生的烟气对周围环境的影响，以及潜在的爆炸和火灾风险等。相应地，电池设计也不再单纯追求过度防护，而是基于实际的安全需求和功能实现进行优化。

　　TüV南德常州电池实验室在新能源领域，积累了丰富的热失控相关测试经验，充分理解主流热失控测试的需求，尤其关注不同组装层级的失效特性、复杂的环境网络建设以及可靠的信息采集。展望未来，实验室希望与行业的合作伙伴在该领域展开更深入的探索。