摘 要:為保障我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,亟待加強質(zhì)量保障體系建設(shè)及標準研究。本文提出圍繞新能源汽車動力電池測試、退役動力電池梯次利用和充電樁現(xiàn)場檢測,開展標準化研究,規(guī)范安全指標,制定現(xiàn)場驗收標準,推動標準法規(guī)體系與國際接軌,對提升新能源汽車安全水平、保障產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)綠色發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。
關(guān)鍵詞:新能源,動力電池,梯次利用,充電樁
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2025.02.006
0 引 言
黨中央、國務(wù)院高度重視新能源汽車的發(fā)展,圍繞標準法規(guī)、推廣應(yīng)用等領(lǐng)域出臺了一系列政策,加強產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃,有力支撐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,新能源汽車產(chǎn)業(yè)成為我國制造強國的“新名片”。作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運營尤為重要,已引起了高度關(guān)注。
針對新能源汽車電池及充電設(shè)施,國內(nèi)不少學(xué)者已經(jīng)開展了相關(guān)的研究工作[1-5]。王亞潔等[6]針對當前充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展存在的問題,提出了對策建議。以動力電池產(chǎn)業(yè)等為代表的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要載體。劉穎佳等[7]研究我國動力電池產(chǎn)業(yè)及其標準化發(fā)展現(xiàn)狀,提出推動鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的標準化對策建議,為助力現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)提供參考。動力電池作為電動汽車的關(guān)鍵部件之一,遵循其生命周期規(guī)律,即將進入大規(guī)模退役期。劉學(xué)文等[8]對動力電池的梯次利用實際過程中存在的問題進行了探討。充電樁作為電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施之一,也面臨著一些問題,張笛等[9]對我國充電樁存在的問題進行分析,并從標準的角度給出了解決方案。
本文提出聚焦新能源汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè),圍繞新能源汽車動力電池測試、退役動力電池梯次利用和充電樁現(xiàn)場檢測,開展標準化研究,研究其評估規(guī)范,規(guī)定其安全指標,制定驗收標準,為現(xiàn)場驗收提供技術(shù)保障,將成熟的經(jīng)驗升級為相關(guān)標準,從而促進產(chǎn)業(yè)升級。
1 研究內(nèi)容
1.1 動力電池
隨著電動汽車、無人駕駛汽車、智能汽車的發(fā)展和成熟,動力電池做為產(chǎn)業(yè)的“心臟”已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品,也是新能源產(chǎn)業(yè)能否持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵。
2025年我國需要回收的廢舊動力電池容量預(yù)計將達到137.4 GWh,超過2020年的5倍。2027年全球電池回收行業(yè)市場空間將超1500億元。推進動力電池標準化工作,完善動力電池回收利用體系刻不容緩。
退役電池梯次利用是在不增加資源的情況下延伸其使用價值,是大勢所趨,符合國家的戰(zhàn)略需求。為保障動力電池產(chǎn)品質(zhì)量,助力動力電池回收利用,重點研究以下幾點:
(1)動力電池測試標準。隨著新能源汽車快速推廣,車載動力電池安全性越來越成為社會關(guān)注的焦點。根據(jù)國家應(yīng)急管理部數(shù)據(jù)顯示,新能源汽車事故的持續(xù)增加,一方是因為動力電池要不斷向更高比能量和更大充電倍率進步,本質(zhì)上導(dǎo)致風(fēng)險升高;另一方面,早期不成熟的新能源汽車已經(jīng)運行幾年時間,逐步進入電池老化的高危期。
結(jié)合新能源汽車高壓零部件領(lǐng)域最新ISO/IEC國際標準、國內(nèi)標準,德國大眾、奧迪等歐洲五大車廠通用行業(yè)標準,以及目前國內(nèi)主流廠商中比亞迪、大眾、寶馬、長城、中汽研等高壓零部件市場內(nèi)亟需的測試需求,研究制定緊貼市場需求的新能源汽車高壓零部件測試標準規(guī)范,可以有效提升新能源汽車的安全性。
(2)退役動力電池梯次利用標準。目前我國動力電池回收利用體系仍不健全,缺乏動力電池回收、運輸、拆解和綜合利用等環(huán)節(jié)的管理制度,導(dǎo)致回收過程環(huán)境污染和資源浪費現(xiàn)象十分嚴重,給行業(yè)發(fā)展帶來不利影響。
制定退役動力電池梯次利用評估規(guī)范標準,通過分類和分級過程,確保再利用電池的性能,對退役動力電池梯次利用整個流程進行規(guī)范化和標準化。規(guī)范退役動力電池合理再利用,解決動力電池梯次利用的安全性和可靠性問題,使動力電池梯次利用安全評估標準化,具有重要現(xiàn)實意義。
為規(guī)范梯次利用行為,保障梯次利用安全性,可研究其安全評估規(guī)范,關(guān)鍵安全指標及具體要求如表1所示。
1.2 充電樁
充電樁作為發(fā)展新能源汽車所必須的重要配套基礎(chǔ)設(shè)施,具有非常重要的經(jīng)濟社會效益。充電樁在充電安全、電氣性能指標、車樁兼容性等方面存在安全隱患(如充電人員電擊風(fēng)險、充電故障導(dǎo)致火災(zāi)等),加強產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管力度具有重要意義。
根據(jù)對山東省內(nèi)充電樁企業(yè)走訪了解,以及前期現(xiàn)場檢測與實驗室檢測來看,部分中小型企業(yè)安裝投運的充電樁與送檢實驗室調(diào)試的具有差異。為了提高與汽車充電的兼容性,企業(yè)在現(xiàn)場安裝時,會降低部分要求。這些現(xiàn)場使用的充電樁,直接面王鑫,周媛,王帥:新能源汽車電池及充電設(shè)施標準研究對的是用戶,如果這些充電樁存在安全隱患,將對用戶造成極大的危害。
因此,有必要加強質(zhì)量監(jiān)管,只有車和樁都嚴格按照國標執(zhí)行,充電過程才能更加安全。充電樁質(zhì)量監(jiān)管有必要轉(zhuǎn)變抽檢方式,從現(xiàn)在省內(nèi)安裝建成的公共充電站進行抽檢,現(xiàn)場檢測更能反映省內(nèi)充電樁的真實情況,覆蓋面會廣很多,這就有必要對充電樁進行現(xiàn)場檢測,著眼于基本部件的檢查,通信協(xié)議是否與標準一致,模擬充電中可能產(chǎn)生的故障,充電樁是否做出正確反應(yīng),以及絕緣、接地等電氣安全性是否可靠,制定驗收標準,為充電樁現(xiàn)場驗收提供技術(shù)保障,研究關(guān)鍵點主要有:
(1)開發(fā)交/直流充電樁完善、快速、便捷的現(xiàn)場檢測能力并制定相應(yīng)驗收規(guī)范,為監(jiān)管充電樁及充電站真實質(zhì)量情況提供測試依據(jù)與技術(shù)支撐。
(2)結(jié)合充電樁國家標準與當?shù)剡\營商或監(jiān)管部門要求,研究制定充電樁現(xiàn)場檢測標準的技術(shù)內(nèi)容與測試項目,比如外觀檢查、標志檢查、機械開關(guān)設(shè)備檢查、功能試驗、安全要求試驗、協(xié)議一致性試驗、電擊防護試驗、充電連接裝置及電纜檢查等。
(3)建立省內(nèi)充電樁大數(shù)據(jù)庫,通過云端監(jiān)測充電樁的每一次充電過程,通過云計算與大數(shù)據(jù)分析讓充電更安全。
2 預(yù)期效益
2.1 強化新能源汽車充電設(shè)施質(zhì)量監(jiān)管
隨著新能源汽車豐富度和智能化水平的提升,充電設(shè)施建設(shè)的加速推進發(fā)展,政策環(huán)境和使用環(huán)境的持續(xù)優(yōu)化,產(chǎn)品的競爭力將進一步提升。作為檢驗檢測機構(gòu),加強對充電設(shè)施的質(zhì)量監(jiān)管,對提升新能源汽車安全水平、保障產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。
對充電樁質(zhì)量監(jiān)管轉(zhuǎn)變抽檢方式,從現(xiàn)在山東省內(nèi)安裝建成的公共充電站進行抽檢,開展現(xiàn)場檢測驗收的模式更能反映山東省內(nèi)充電樁的真實情況,通過制定高水平驗收標準,可標準化地指導(dǎo)充電樁的現(xiàn)場檢測驗收工作,為政府的監(jiān)督管理提供堅實有效的技術(shù)支撐,為新能源汽車充電設(shè)施提供質(zhì)量保障,支撐新能源汽車推廣和產(chǎn)業(yè)化的需求,促進行業(yè)自律,積極促進充電設(shè)施行業(yè)向規(guī)模化、規(guī)范化方向發(fā)展。預(yù)期效益主要有:
(1)完善檢測能力后,可服務(wù)于公交場站、新建充電站等進行現(xiàn)場檢測服務(wù),也可為企業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)和咨詢。
(2)進行充電樁現(xiàn)場檢測驗收及評價可服務(wù)于政府部門,為政府發(fā)放充電樁補貼提供依據(jù)。
(3)作為檢驗檢測機構(gòu),制定及完善充電樁現(xiàn)場檢測驗收及評價標準可為政府監(jiān)管部門提供有力保障和技術(shù)支撐,有助于加強充電設(shè)施的質(zhì)量監(jiān)管,規(guī)范該產(chǎn)品的健康發(fā)展。
2.2 推動標準法規(guī)體系與國際接軌
通過研究制定緊貼市場需求的新能源汽車高壓零部件測試標準規(guī)范,充分發(fā)揮標準的基礎(chǔ)性和引導(dǎo)性作用,鼓勵企業(yè)積極關(guān)注,并采用最新國際標準,積極參與國際標準制定,發(fā)揮標準化組織作用,推動優(yōu)勢、特色技術(shù)標準成為國際標準,從而提升我國在國際標準制定中的話語權(quán)和影響力。
與此同時,研究退役動力電池梯次利用便于推進梯次利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,梯次利用在生態(tài)上主要基于環(huán)境保護和資源節(jié)省,可實現(xiàn)資源利用的最大化,符合綠色、循環(huán)和可持續(xù)的發(fā)展理念。
目前國家各部委主張退役動力電池先進行梯次利用,再進行資源化回收。山東省作為人口規(guī)模及能源消耗大省,對退役動力電池實施標準化攻堅研究,進一步完善“山東標準”建設(shè)布局,有利于全面激發(fā)經(jīng)營主體標準活力,促進梯次利用企業(yè)標準化加快發(fā)展,更好地聚焦服務(wù)國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略,具有重大的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。
3 結(jié) 語
《中國制造2025》提出“節(jié)能與新能源汽車”作為重點發(fā)展領(lǐng)域,明確了繼續(xù)支持電動汽車發(fā)展,為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向?!秶鴦?wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)的通知》中提出推動動力電池全價值鏈發(fā)展,加強全生命周期監(jiān)管的要求;加快充換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提升充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)水平。
新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵,一個是綠色,另一個是標準化。綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色,新質(zhì)生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力;標準化是新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的引擎,標準源于新,立于質(zhì),可融合高水平創(chuàng)新與高質(zhì)量發(fā)展。開展新能源汽車電池及充電設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)標準研究工作,完善檢驗檢測認證服務(wù)體系,充分發(fā)揮檢驗檢測認證機構(gòu)高技術(shù)服務(wù)業(yè)作用,可為相關(guān)企業(yè)、機構(gòu)、院校提供精準技術(shù)服務(wù),對推動我國新能源產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
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作者簡介
王鑫,研究員,主要從事檢測及標準化技術(shù)研究工作。
(責任編輯:袁文靜)
基金項目:本文受山東省標準化戰(zhàn)略性重點項目“新能源汽車電池及充電設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)標準戰(zhàn)略性重點項目”(項目編號:2022-ZL-06)和山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院儲備項目“動力電池全生命周期標準體系研究”(項目編號:2023ZJKY004)資助。