工業(yè)和信息化部公開(kāi)征求《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》等五項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的意見(jiàn),征求意見(jiàn)截止日期為2024年7月27日。

電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求

5月27日,按照《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》和《強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》,工業(yè)和信息化部公開(kāi)征求《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的意見(jiàn)(以下簡(jiǎn)稱“《征求意見(jiàn)稿》”),征求意見(jiàn)截止日期為2024年7月27日。

GB 38031—2020《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》作為我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域首批強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之一,自2020年5月發(fā)布以來(lái),在規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)、引導(dǎo)技術(shù)進(jìn)步、支撐政府管理等方面起到了重要作用。GB 38031—2020從實(shí)際應(yīng)用工況場(chǎng)景出發(fā),加強(qiáng)了對(duì)電池包和系統(tǒng)的安全要求,并提出了熱擴(kuò)散安全要求,提升了企業(yè)對(duì)于電池單體熱失控引發(fā)危險(xiǎn)的重視程度,對(duì)降低產(chǎn)品熱失控事故起到了積極作用。隨著新能源汽車(chē)保有量快速增加,電動(dòng)汽車(chē)起火事故仍時(shí)有發(fā)生。通過(guò)對(duì)近年來(lái)電動(dòng)汽車(chē)安全事故的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),行業(yè)對(duì)于動(dòng)力電池在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的失效機(jī)制也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。基于此,有必要修訂完善GB 38031《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》,進(jìn)一步提升安全要求,筑牢動(dòng)力電池安全底線,維護(hù)消費(fèi)者生命財(cái)產(chǎn)安全。

《征求意見(jiàn)稿》顯示,新國(guó)標(biāo)將代替GB 38031—2020《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》,主要技術(shù)變化如下:

(1)范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池的安全要求和試驗(yàn)方法,適用范圍也應(yīng)明確為動(dòng)力蓄電池,不包括不為電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力的蓄電池,如12V低壓輔助電源。此外,考慮到行業(yè)技術(shù)發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)范圍應(yīng)能涵蓋鈉離子電池、鋰金屬電池等新型動(dòng)力蓄電池。因此將原文中“本標(biāo)準(zhǔn)適用于電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子電池和鎳氫電池等可充電儲(chǔ)能裝置”改為“本文件適用于電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池”。

(2)異常終止條件要求

在高海拔安全要求(5.2.10)和試驗(yàn)方法(8.2.10)中,為保護(hù)試驗(yàn)操作人員和實(shí)驗(yàn)室安全,規(guī)定了需要制造商提供異常終止條件,且要求不能觸發(fā)異常終止條件。為了保持試驗(yàn)項(xiàng)間的統(tǒng)一,對(duì)濕熱循環(huán)(5.2.5、8.2.5)、溫度沖擊(5.2.8、8.2.8)、鹽霧(5.2.9、8.2.9)等環(huán)境類(lèi)安全測(cè)試均做了相同要求。

(3)溫度沖擊試驗(yàn)

在溫度沖擊試驗(yàn)(8.2.8)中未規(guī)定先低溫還是先高溫,在實(shí)際測(cè)試執(zhí)行時(shí)流程無(wú)法統(tǒng)一,對(duì)此,補(bǔ)充了溫度沖擊試驗(yàn)溫度示意圖,供研發(fā)及測(cè)試人員執(zhí)行。

(4)鹽霧試驗(yàn)

在鹽霧試驗(yàn)(8.2.9)中,原標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試方法參考了GB/T 28046.4—2011中5.5.2的測(cè)試方法,規(guī)定了在一個(gè)循環(huán)的第4小時(shí)和第5小時(shí)之間進(jìn)行低壓上電監(jiān)控。但GB/T 28046.4—2011中鹽霧試驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)是考察在第4小時(shí)和第5小時(shí)之間按照規(guī)定的工作模式下,裝置/系統(tǒng)的功能狀態(tài),而GB 38031的側(cè)重點(diǎn)是考察產(chǎn)品試驗(yàn)后的安全狀態(tài),因此,第4小時(shí)和第5小時(shí)之間的低壓上電監(jiān)控并無(wú)實(shí)質(zhì)性意義,經(jīng)工作組討論確定,刪除此條件。

(5)電池系統(tǒng)保護(hù)類(lèi)試驗(yàn)

原標(biāo)準(zhǔn)中五大保護(hù)類(lèi)試驗(yàn)方法轉(zhuǎn)化自UN GTR 20,安全要求中規(guī)定了試驗(yàn)后的絕緣電阻應(yīng)不小于100 Ω/V,而在ISO 6469-1: 2019中,規(guī)定了若電池系統(tǒng)包含交流電路,且沒(méi)有符合 ISO 6469-3的額外交流保護(hù),絕緣電阻應(yīng)不低于500Ω/V;GB 18384—2020中也規(guī)定了直流電路絕緣電阻應(yīng)不小于100Ω/V,交流電路絕緣電阻應(yīng)不小于500Ω/V。因此,在保護(hù)類(lèi)測(cè)試中增加“若有交流電路,絕緣電阻應(yīng)不小于500Ω/V”的要求。另外,在過(guò)溫保護(hù)(8.2.11)中,未規(guī)定試驗(yàn)對(duì)象SOC,因此在試驗(yàn)前,樣品SOC默認(rèn)參考6.1.10中規(guī)定的最高工作荷電狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。但由于過(guò)溫保護(hù)試驗(yàn)條件中規(guī)定了通過(guò)連續(xù)充放電使試驗(yàn)對(duì)象溫度盡可能快地升高,因此試驗(yàn)前的SOC調(diào)整必要性較低,經(jīng)工作組討論確認(rèn),對(duì)過(guò)溫保護(hù)試驗(yàn)對(duì)象的SOC不作限定,只要符合正常的工作范圍即可。

(6)電池包或系統(tǒng)擠壓試驗(yàn)

對(duì)于安裝在車(chē)廂內(nèi)的電池包或系統(tǒng),如HEV電池,通過(guò)車(chē)輛本體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可在一定程度上保障電池包或系統(tǒng)免受碰撞或減弱對(duì)電池包或系統(tǒng)的碰撞。在EVS GTR及UN R100中,均規(guī)定了可以選擇電池包或車(chē)輛進(jìn)行試驗(yàn)。因此,在8.4.2.1試驗(yàn)對(duì)象中,增加了“對(duì)于安裝在車(chē)廂內(nèi)的電池包或系統(tǒng),允許帶有車(chē)身結(jié)構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)”。此外,對(duì)于帶車(chē)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試的情況,由于車(chē)身結(jié)構(gòu)不規(guī)則,以30%形變量作為截止條件對(duì)于測(cè)試執(zhí)行存在難度,因此對(duì)于帶車(chē)身結(jié)構(gòu)件進(jìn)行擠壓的情況,明確應(yīng)以擠壓力達(dá)到100 kN作為截止條件。另外,對(duì)于原標(biāo)準(zhǔn)中達(dá)到截止條件后保持10min的表述,未明確保持力還是位移,經(jīng)工作組討論后確認(rèn),修改為保持當(dāng)前位移10min,電池單體層級(jí)表述也保持同步。

(7)外部火燒試驗(yàn)

原標(biāo)準(zhǔn)中定義了直接燃燒70s+間接燃燒60s,然而在測(cè)試執(zhí)行過(guò)程中,對(duì)于燃燒開(kāi)始及結(jié)束的計(jì)時(shí)存在理解上的偏差,部分企業(yè)認(rèn)為應(yīng)由樣品剛開(kāi)始接觸/離開(kāi)火焰時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始/結(jié)束,導(dǎo)致實(shí)際燃燒時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)要求不符。對(duì)此,在8.2.7.1.3中補(bǔ)充了“燃燒時(shí)間應(yīng)在試驗(yàn)對(duì)象與油盤(pán)均處于靜止?fàn)顟B(tài)下計(jì)時(shí)開(kāi)始或結(jié)束”。

(8)熱擴(kuò)散分析及驗(yàn)證,包括安全要求、觸發(fā)方法、判定邏輯等。(詳情可查看附件)

(9)電池單體充電后安全

自2022年起,專(zhuān)題研究組圍繞充電后安全開(kāi)展多次專(zhuān)題討論。對(duì)于充電樁、電池管理系統(tǒng)失效導(dǎo)致的過(guò)充、過(guò)流,在現(xiàn)行GB 38031中已有單體過(guò)充、系統(tǒng)過(guò)充保護(hù)、過(guò)流保護(hù)測(cè)試予以考查。對(duì)于長(zhǎng)期循環(huán)是否導(dǎo)致電池額外安全風(fēng)險(xiǎn),行業(yè)存在一定分歧。部分企業(yè)提供了快充循環(huán)后電池安全邊界縮窄,安全性降低的測(cè)試數(shù)據(jù)。部分企業(yè)認(rèn)為電池的設(shè)計(jì)端均已考慮使用場(chǎng)景中充放電工況,在預(yù)留出足夠保護(hù)區(qū)間后釋放產(chǎn)品應(yīng)用區(qū)間。老化狀態(tài)下電池活性物質(zhì)部分消耗,且電池能量降低。因此認(rèn)為充電循環(huán)后電池相比常規(guī)電池,無(wú)額外安全風(fēng)險(xiǎn)。起草組綜合考慮長(zhǎng)期快充對(duì)于動(dòng)力電池可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn),結(jié)合現(xiàn)有研究數(shù)據(jù),起草了征求意見(jiàn)稿方案:

結(jié)合《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0》對(duì)于快充型動(dòng)力電池充電倍率要求,將試驗(yàn)對(duì)象設(shè)定為20%SOC-80%SOC充電時(shí)間小于15分鐘的電池單體(不含用于不可外接充電混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的電池單體);循環(huán)次數(shù)以12萬(wàn)公里,快充電量對(duì)應(yīng)里程400公里計(jì),設(shè)定為300次。考慮到快充循環(huán)后內(nèi)部副反應(yīng)加劇甚至出現(xiàn)析鋰問(wèn)題,存在局部的性能劣化。這種局部性能劣化在大電流放電過(guò)程中表現(xiàn)為高阻抗部分(即副反應(yīng)嚴(yán)重區(qū)域)升溫顯著,外部短路測(cè)試時(shí),長(zhǎng)期快充循環(huán)的電池內(nèi)部副反應(yīng)聚集區(qū)或析鋰區(qū)域會(huì)在溫升較高的情況下加劇反應(yīng)速度,進(jìn)而導(dǎo)致電池起火,因此設(shè)定在快充循環(huán)后的進(jìn)行外部短路測(cè)試,并通過(guò)征求意見(jiàn)階段進(jìn)一步收集行業(yè)意見(jiàn),并開(kāi)展驗(yàn)證測(cè)試,進(jìn)一步確認(rèn)或優(yōu)化征求意見(jiàn)稿方案。

(10)電池包或系統(tǒng)底部防護(hù)

近年來(lái),新能源汽車(chē)底部撞擊導(dǎo)致的動(dòng)力電池起火事故中占比較高,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中并無(wú)針對(duì)該場(chǎng)景的測(cè)試項(xiàng)目。目前,行業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可的底部碰撞工況分為兩類(lèi),即刮底工況(X向)和托底工況(Z向)。刮底工況對(duì)應(yīng)車(chē)輛正面撞擊障礙物的場(chǎng)景,托底工況主要是對(duì)應(yīng)飛石、地面障礙物等異物從車(chē)輛下方撞擊的場(chǎng)景。多數(shù)企業(yè)認(rèn)同以上兩種工況試驗(yàn)的必要性,前期主要分歧在于測(cè)試對(duì)象是電池還是整車(chē)。整車(chē)測(cè)試更符合實(shí)際場(chǎng)景,但測(cè)試費(fèi)用、周期較長(zhǎng)。電池測(cè)試更加簡(jiǎn)便,但較難體現(xiàn)整車(chē)實(shí)際底盤(pán)布置、掛載剛度、質(zhì)量分布特征。經(jīng)行業(yè)多次討論,一致認(rèn)為需要根據(jù)整車(chē)實(shí)際工況開(kāi)發(fā)電池底部碰撞試驗(yàn)方案。刮底工況試驗(yàn)結(jié)果與整車(chē)底部護(hù)板、懸架、離地間隙、防撞梁等因素強(qiáng)相關(guān),建議通過(guò)整車(chē)級(jí)別測(cè)試實(shí)施,在后續(xù)相關(guān)整車(chē)標(biāo)準(zhǔn)修訂中進(jìn)一步研究。基于托底工況的底部撞擊試驗(yàn)可允許制造商選擇在電池包或整車(chē)級(jí)別實(shí)施。

在底部撞擊試驗(yàn)方案前期討論中,行業(yè)內(nèi)針對(duì)考核目的(安全測(cè)試/可靠性測(cè)試)、撞擊能量等存在一定的分歧。起草組針對(duì)前期行業(yè)討論情況,基于目前已收集到的實(shí)車(chē)和電池包數(shù)據(jù)以及驗(yàn)證測(cè)試情況起草了征求意見(jiàn)稿方案,計(jì)劃在征求意見(jiàn)階段進(jìn)一步收集實(shí)車(chē)數(shù)據(jù)和行業(yè)意見(jiàn),并開(kāi)展驗(yàn)證測(cè)試,進(jìn)一步確認(rèn)或優(yōu)化征求意見(jiàn)稿方案。

如有意見(jiàn)和建議,請(qǐng)以書(shū)面(個(gè)人需署名,單位需加蓋公章,并留聯(lián)系方式)或電子郵件形式進(jìn)行反饋。

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附件:《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》(征求意見(jiàn)稿).docx

《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》(征求意見(jiàn)稿)編制說(shuō)明.docx

[責(zé)任編輯:張倩]

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