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電池安全性能測試新標(biāo)準(zhǔn)-GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》
2020年5月12日，組織制定的GB 18384-2020《電動汽車安全要求》、GB 38032-2020《電動客車安全要求》和GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)由國家批準(zhǔn)發(fā)布，將于2021年1月1日起開始實施。
近幾年，在與全國汽標(biāo)委的統(tǒng)籌組織下，寧德時代和其他企業(yè)一起，有幸參與了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定，也參與了國際法規(guī)起草。一路走來，我們對標(biāo)準(zhǔn)工作也有不少感悟和體會。
技術(shù)路線是市場和用戶的共同選擇。汽車應(yīng)用領(lǐng)域廣、應(yīng)用場景多，對動力電池需求也是多元的。鐵鋰電池是我國的特色，具備高安全和長壽命的特性，是目前電動客車、物流車等商用車應(yīng)用主流；三元電池能量密度高，可有效解決私家車用戶的里程焦慮，成為新能源乘用車的主流方案。
同時，鈦酸鋰、錳酸鋰等其他技術(shù)路線也有一定應(yīng)用，一些新體系電池也在研發(fā)。
寧德時代目前鐵鋰和三元兩種路線并重，*均處在。我們提倡各種技術(shù)路線在競爭中百花齊放、持續(xù)創(chuàng)新，解決用戶應(yīng)用痛點，這是行業(yè)共同的使命。
早在2017年之前，歐洲某車企，向我們提出能通過針刺測試的高能量密度三元電池單體技術(shù)要求。我們團(tuán)隊做了大量的針對性開發(fā)，在攻克了高能量密度三元電池針刺問題，并由客戶送到TüV檢測認(rèn)證。報告結(jié)果顯示，在針刺實驗中，三元電池實現(xiàn)了不起火、不爆炸，電池溫度只有35.1℃。
作為帶頭吃螃蟹的人，為什么我們沒有把針刺方案量產(chǎn)呢？原因很簡單：
首先，從觀念上說，國外整車廠對于整車安全的共識已由單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全。電池的安全貫穿在電池的整個使用過程中，是一項系統(tǒng)工程，包括電池的單體設(shè)計、系統(tǒng)集成、動態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)防護(hù)等。因此，我們把重點放在了電池的整體安全上，確保產(chǎn)品在生命周期的每一個階段都是安全的，從實際意義上真正提高電池的安全性能。
其次，從技術(shù)上說，電池包層面有更優(yōu)化的方案，單體電池針刺測試的實際需求已不復(fù)存在。
中國的動力電池安全標(biāo)準(zhǔn)，從2006年的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 743，到2015年的性標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485和GB/T 31467，再到今年剛剛發(fā)布的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 38031，見證和支撐了中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。
1、2006年發(fā)布QC/T 743行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，產(chǎn)業(yè)處于培育期，大家關(guān)注的是樣品研發(fā)和示范。內(nèi)容上主要參考消費電子鋰電池測試要求。
2、2015年發(fā)布GB/T 31485和GB/T 31467時，行業(yè)已經(jīng)積累了10年的研發(fā)示范經(jīng)驗，安全認(rèn)識不斷加深。這兩項標(biāo)準(zhǔn)在單體/模塊測試基礎(chǔ)上，增加了電池系統(tǒng)層級安全要求，對引導(dǎo)系統(tǒng)集成開發(fā)起到重要作用。
3、近兩年制定GB 38031時，我國新能源汽車年產(chǎn)銷量已經(jīng)突破百萬輛，成績舉世矚目，歐美日邀請中國作為副主席國家，主導(dǎo)電動汽車安全技術(shù)法規(guī)（UN GTR 20）中的動力電池部分。GB 38031和GB 38032（客車特殊安全要求）、GB 18384（整車安全要求）相互配合，形成了強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)體系。GB 38031基于我國新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用經(jīng)驗，與UN GTR20同步制定、充分協(xié)調(diào)、全面接軌，技術(shù)內(nèi)容更加科學(xué)合理。
該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求，模擬了外部火燒、機(jī)械沖擊、濕熱循環(huán)、振動泡水、過溫過充等實際場景。單體針刺測試作為獨立項目，在該標(biāo)準(zhǔn)中被正式取消，僅作為單體熱失控的觸發(fā)條件，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時間。也就是說針刺是否通過已不重要，關(guān)鍵要看單體熱失控后，系統(tǒng)是否可以控制熱失控的蔓延，為各類電池的安全應(yīng)用設(shè)定了基本門檻。
這三期動力電池安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展特征非常明顯，從點到面，從面到體，強(qiáng)調(diào)電池的整體、系統(tǒng)性安全。下一步，我們將繼續(xù)在產(chǎn)品研發(fā)方面加大投入，滿足客戶需求。我們也希望與行業(yè)攜手并肩、共同努力，不斷提高動力電池安全性、能量密度、循環(huán)壽命等核心技術(shù)，解決用戶的安全焦慮、里程焦慮、壽命焦慮等應(yīng)用痛點，讓新能源汽車進(jìn)入尋常百姓家，實現(xiàn)汽車全面電動化。