关于动力电池标准的一些认识

2020-05-26 23:25:34·  来源:宁德时代新能源  
 
2020年5月12日,工业和信息化部组织制定的GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》和GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要
2020年5月12日,工业和信息化部组织制定的GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》和GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布,将于2021年1月1日起开始实施。

近几年,在工业和信息化部与全国汽标委的统筹组织下,宁德时代和其他企业一起,有幸参与了国内标准制定,也参与了国际法规起草。一路走来,我们对标准工作也有不少感悟和体会。
 
技术路线是市场和用户的共同选择。汽车应用领域广、应用场景多,对动力电池需求也是多元的。铁锂电池是我国的特色,具备高安全和长寿命的特性,是目前电动客车、物流车等商用车应用主流;三元电池能量密度高,可有效解决私家车用户的里程焦虑,成为全球新能源乘用车的主流方案。同时,钛酸锂、锰酸锂等其他技术路线也有一定应用,一些新体系电池也在研发。

宁德时代目前铁锂和三元两种路线并重,市占率均处在行业前列。我们提倡各种技术路线在竞争中百花齐放、持续创新,解决用户应用痛点,这是行业共同的使命。
 
早在2017年之前,欧洲某著名车企,向我们提出能通过针刺测试的高能量密度三元电池单体技术要求。我们团队做了大量的针对性开发,在全球率先攻克了高能量密度三元电池针刺问题,并由客户送到TÜV检测认证。TÜV报告结果显示,在针刺实验中,三元电池实现了不起火、不爆炸,电池温度只有35.1℃。

作为带头吃螃蟹的人,为什么我们没有把针刺方案量产呢?原因很简单:首先,从观念上说,国外整车厂对于整车安全的共识已由单体安全转向系统安全。电池的安全贯穿在电池的整个使用过程中,是一项系统工程,包括电池的单体设计、系统集成、动态监控和系统防护等。因此,我们把重点放在了电池的整体安全上,确保产品在生命周期的每一个阶段都是安全的,从实际意义上真正提高电池的安全性能。

其次,从技术上说,电池包层面有更优化的安全解决方案,单体电池针刺测试的实际需求已不复存在。
 
中国的动力电池安全标准,从2006年的汽车行业标准QC/T 743,到2015年的国家推荐性标准GB/T 31485和GB/T 31467,再到今年刚刚发布的国家强制性标准GB 38031,见证和支撑了中国新能源汽车产业的发展和进步。

1、2006年发布QC/T 743行业标准时,产业处于培育期,大家关注的是样品研发和示范。内容上主要参考消费电子锂电池测试要求。

2、2015年发布GB/T 31485和GB/T 31467时,行业已经积累了10年的研发示范经验,安全认识不断加深。这两项标准在单体/模块测试基础上,增加了电池系统层级安全要求,对引导系统集成开发起到重要作用。

3、近两年制定GB 38031时,我国新能源汽车年产销量已经突破百万辆,成绩举世瞩目,欧美日邀请中国作为副主席国家,主导电动汽车安全全球技术法规(UN GTR 20)中的动力电池部分。GB 38031和GB 38032(客车特殊安全要求)、GB 18384(整车安全要求)相互配合,形成了强制性安全标准体系。GB 38031基于我国新能源汽车大规模推广应用经验,与UN GTR20同步制定、充分协调、全面接轨,技术内容更加科学合理。该标准强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求,模拟了外部火烧、机械冲击、湿热循环、振动泡水、过温过充等实际场景。单体针刺测试作为独立项目,在该标准中被正式取消,仅作为单体热失控的触发条件,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。也就是说针刺是否通过已不重要,关键要看单体热失控后,系统是否可以控制热失控的蔓延,为各类电池的安全应用设定了基本门槛。

这三期动力电池安全标准的发展特征非常明显,从点到面,从面到体,强调电池的整体、系统性安全。

下一步,我们将继续在产品研发方面加大投入,满足客户需求。我们也希望与行业携手并肩、共同努力,不断提高动力电池安全性、能量密度、循环寿命等核心技术,解决用户的安全焦虑、里程焦虑、寿命焦虑等应用痛点,让新能源汽车进入寻常百姓家,实现汽车全面电动化。

附:TÜV 测试报告——CATL三元电池针刺实验
 
 
 
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