王彩娟，宋 楊，秦劍峰，呂媛媛

(中華人民共和國(guó)吳江海關(guān)，江蘇 蘇州 215200)

近年來(lái)，鋰離子電池的應(yīng)用拓展到儲(chǔ)能和車用領(lǐng)域。車用鋰離子電池的能量密度高，安全性能成為關(guān)注的焦點(diǎn)[1-2]。車用動(dòng)力電池首個(gè)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》[3]已于2021年1月1日實(shí)施，并替代GB/T31485-2015《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》[4]和GB/T 31467.3-2015《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng) 第3部分：安全性要求與測(cè)試方法》[5]。該標(biāo)準(zhǔn)與車用動(dòng)力電池現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62660-1：2018《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池 第1部分：性能試驗(yàn)》[6]、IEC 62660-2：2018《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池 第2部分：可靠性和濫用測(cè)試》[7]相比，有較大差異。

本文作者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)間適用范圍、測(cè)試對(duì)象和測(cè)試要求的差異進(jìn)行解析，幫助車用動(dòng)力電池生產(chǎn)和使用企業(yè)甄別關(guān)鍵差異點(diǎn)，以便及時(shí)針對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)外技術(shù)法規(guī)的差異優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，避免遭遇市場(chǎng)準(zhǔn)入壁壘。

1 標(biāo)準(zhǔn)變化

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC62660-1和IEC 62660-2的第1版發(fā)布于2010年，于2018年發(fā)布了第2版，兩個(gè)版本之間的測(cè)試要求雖然變化很小，但表明國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系正在根據(jù)車用動(dòng)力電池的發(fā)展需求，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整、完善。

我國(guó)車用動(dòng)力電池的安全標(biāo)準(zhǔn)始于汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 743-2006《電動(dòng)道路車輛用鋰離子蓄電池》[8]，然后是國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485-2015和GB/T 31467-2015，再到國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 38031-2020。標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺(tái)，表明我國(guó)新能源汽車電池標(biāo)準(zhǔn)體系日臻完善，也凸顯我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2 標(biāo)準(zhǔn)比較

2.1 適用范圍

IEC 62660-1：2018規(guī)定了電驅(qū)動(dòng)車[包括電動(dòng)車(BEV)和混合電動(dòng)車(HEV)]用鋰離子單體電池的容量、功率密度、能量密度、貯存壽命和循環(huán)壽命基本特性的測(cè)試程序，屬于電性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；IEC 62660-2：2018規(guī)定了電驅(qū)動(dòng)車(包括BEV和HEV)用鋰離子單體電池的可靠性和誤用性能測(cè)試，屬于安全性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；GB 38031-2020則適用于電動(dòng)汽車用等可充電儲(chǔ)能裝置，規(guī)定了單體電池、電池包或系統(tǒng)的安全要求和試驗(yàn)方法，也屬于安全性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 差異解析

IEC 62660-2：2018和GB 38031-2020都是針對(duì)車用電池的安全要求標(biāo)準(zhǔn)，但是前者的測(cè)試對(duì)象為鋰離子電芯，后者的測(cè)試對(duì)象為鋰離子電池和鎳氫電池單體、電池包或系統(tǒng)。GB 38031-2020的測(cè)試對(duì)象更廣、層級(jí)更全面，主要是由于該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)，車用電池發(fā)展更成熟。我國(guó)受邀以副主席國(guó)家身份主持電動(dòng)汽車安全全球技術(shù)法規(guī)(UN GTR 20)中動(dòng)力電池的法規(guī)制修訂工作。首個(gè)車用動(dòng)力電池強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 38031-2020集合了我國(guó)新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，與UN GTR20同步制定、充分協(xié)調(diào)并全面接軌，技術(shù)內(nèi)容兼具電池通用性和車用產(chǎn)品特應(yīng)性要求，項(xiàng)目設(shè)置更加科學(xué)合理。GB 38031-2020與GB 38032-2020《電動(dòng)客車安全要求》、GB 18384-2020《電動(dòng)汽車安全要求》同時(shí)發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)電動(dòng)汽車強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)體系的建立。

根據(jù)測(cè)試內(nèi)容的不同，IEC 62660-2：2018和GB 38031-2020之間的要求差異見(jiàn)表1和表2。

表1 IEC 62660-2：2018和GB 38031-2020對(duì)電池單體的測(cè)試要求

表2 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電池組或電池系統(tǒng)的測(cè)試要求比較

與IEC 62660-2：2018相比，GB 38031-2020強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全(熱穩(wěn)定性測(cè)試)、機(jī)械安全(振動(dòng)、機(jī)械沖擊和模擬碰撞測(cè)試)、使用環(huán)境安全(濕熱循環(huán)、浸水和鹽霧測(cè)試)和功能安全(過(guò)溫/過(guò)流/外部短路/過(guò)充電/過(guò)放電保護(hù)測(cè)試)要求，很多項(xiàng)目的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了車用電池實(shí)際場(chǎng)景的模擬，其中熱穩(wěn)定性測(cè)試包括了外部火燒和熱擴(kuò)散兩個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。在儲(chǔ)能電池標(biāo)準(zhǔn)中有類似測(cè)試項(xiàng)目，但方法有所不同，而在IEC 62660-2：2018和其他便攜設(shè)備用電池標(biāo)準(zhǔn)中則沒(méi)有該項(xiàng)目，這就體現(xiàn)了GB 38031-2020的先進(jìn)性。

GB 38031-2020設(shè)置熱穩(wěn)定性測(cè)試，主要是由于車用動(dòng)力電池的能量密度大，在行駛過(guò)程中若電池?zé)岱€(wěn)定性異常，將會(huì)造成撲救困難，必須通過(guò)軟硬件控制，保證乘車人員的逃離時(shí)間。

熱穩(wěn)定性測(cè)試的外部火燒項(xiàng)目作為熱失控的觸發(fā)條件，要求在電池包或電池系統(tǒng)在依次經(jīng)受直接燃燒和間接燃燒后，能夠有效耐受外部火燒而不爆炸。熱穩(wěn)定性測(cè)試的熱擴(kuò)散項(xiàng)目則要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池包或電池系統(tǒng)在5 min內(nèi)發(fā)出一個(gè)熱失控報(bào)警信號(hào)，為乘員預(yù)留一定的安全逃生時(shí)間[11]。在被替代的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485-2015和GB/T 31467.3-2015中，單體針刺測(cè)試是獨(dú)立測(cè)試項(xiàng)目，在GB 38031-2020中被正式取消，僅作為單體熱失控的觸發(fā)條件。也就是說(shuō)，是否通過(guò)針刺不是試驗(yàn)?zāi)康?，關(guān)鍵要考察單體熱失控后，電池包或電池系統(tǒng)是否可以控制熱失控的蔓延，為車用電池的安全應(yīng)用設(shè)定了重要門檻。

3 結(jié)論

近年來(lái)，車用動(dòng)力電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)變化不大，但我國(guó)車用動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)則經(jīng)歷了從點(diǎn)到面、從面到體，再到強(qiáng)調(diào)電池的整體、系統(tǒng)性安全的發(fā)展歷程。

首個(gè)車用電池強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 38031-2020已于2021年1月1日起正式實(shí)施。與IEC 62660-2∶2018相比，在適用范圍、測(cè)試對(duì)象和測(cè)試要求上都有較大的差異，GB 38031—2020強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全(熱穩(wěn)定性測(cè)試)、機(jī)械安全(振動(dòng)、機(jī)械沖擊和模擬碰撞測(cè)試)、使用環(huán)境安全(濕熱循環(huán)、浸水和鹽霧測(cè)試)和功能安全(過(guò)溫/過(guò)流/外部短路/過(guò)充電/過(guò)放電保護(hù)測(cè)試)要求，很多項(xiàng)目的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了車用電池實(shí)際場(chǎng)景的模擬。車用電池生產(chǎn)和使用企業(yè)應(yīng)盡快完善熱事件報(bào)警信號(hào)和報(bào)警閾值的研究，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行必要的模擬測(cè)試；同時(shí)，也要關(guān)注國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)間的差異，針對(duì)準(zhǔn)入國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整，以確保產(chǎn)品在后續(xù)市場(chǎng)準(zhǔn)入中免受影響。