干貨|汽車動力電池新國標(biāo)(GB 38031)解讀

的確,早期中國的新能源行業(yè)受國家及地方產(chǎn)業(yè)政策非常大。在2018、2019年很多鋰電企業(yè)因為選擇磷酸鐵鋰技術(shù)路線而因為能量密度等原因頻臨危機(jī),企業(yè)困難重重。而現(xiàn)在風(fēng)向也變得太快,磷酸鐵鋰由于在安全方面的優(yōu)勢大有卷土重來之勢。網(wǎng)上甚至還有人評論說,三元鋰電池被判死刑!有擔(dān)憂是對的,但這種說辭未免太過于夸張了。照此說法,那電動汽車巨頭特斯拉情何以堪?豈不要關(guān)門大吉了!其實三元體系、鈷酸鋰體系、磷酸鐵鋰體系、鋰硫體系、錳酸鋰體系等等諸多材料體系的鋰電池。其實無論哪種材料體系的電池都有各自的優(yōu)缺點,都沒有所謂的絕對安全。所有的電池廠家都得關(guān)注和重視產(chǎn)品安全。例如三元鋰電池相對磷酸鐵鋰電池在能量密度及工作電壓等占有絕對優(yōu)勢;但磷酸鐵鋰電池在安全、循環(huán)壽命、環(huán)保及價格等方面又優(yōu)于于三元鋰電池。畢竟,安全是消費者關(guān)注的焦點,也是產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的基礎(chǔ)。高安全、長續(xù)航、低成本一直都是動力電池企業(yè)的共同追求。

汽車動力電池標(biāo)準(zhǔn)GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》2020年已5月12日發(fā)布 ,并于202111日正式實施這些標(biāo)準(zhǔn)的出臺,是為更好的規(guī)范和引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展。同時,也會加速企業(yè)大洗牌。

     即使是“狼來了”,我們也沒有必要恐慌。時代在不斷發(fā)展,科技在不斷進(jìn)步,方法總比困難多,很多問題都是能夠迎刃而解的。即使美國再怎么打壓及遏制,我們?nèi)A為的自主研發(fā)的芯片不是照樣橫空出世。總不能因為走路怕摔倒,就一直趴在地上不起來或裹足不前吧!

     相信大家都有看到,一些大企業(yè)都在為在動力電池的性能及安全進(jìn)行科技創(chuàng)新,如特斯拉的4680、比亞迪的“刀片電池”、寧德時代的CTP電池、廣汽埃安的“刀匣電池”等等。尤其是刀匣電池歷史首次實現(xiàn)了三元鋰電池包針刺不起火,重新定義和刷新了三元鋰電池的安全標(biāo)注。

     GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》(注:本文簡稱“新國標(biāo)”)就與我們鋰電行業(yè)的汽車動力電池密切相關(guān)了。       

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細(xì)心的朋友會發(fā)現(xiàn),新國標(biāo)的代號是GB,而之前的卻是GB/T。前者是代表必須執(zhí)行的強制性標(biāo)準(zhǔn),后者則是代表推薦性標(biāo)準(zhǔn)。同時,替代了原來的GB/T31485-2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》和GB/T31467.3-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng) 第3部分:安全性要求與測試方法》。這意味著這些標(biāo)準(zhǔn)比原來更加嚴(yán)格了。


GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的主要變化點。單體電芯測試項相對于原GB/T31485-2015,過充、擠壓有變化;刪除了針刺、跌落、海水浸泡、低氣壓項目;模組測試項相對于GB/T31485-2015,刪除了所有測試項目;電池包及系統(tǒng)測試項相對于原GB/T31467.3-2015,增加了熱擴(kuò)散及過流保護(hù),刪除了電子裝置振動、跌落、翻轉(zhuǎn),其他項目則均有不同程度的變化。從這些變化可以看出,將電池系統(tǒng)有限作為安全的主題,完善和調(diào)整了電池系統(tǒng)的要求;同時,也輔助以必要的單體電池的安全要求(試驗項目涵蓋:過放、過充、外部短路、加熱、溫度循環(huán)、擠壓等)

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GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》對于電池單體、電池包或系統(tǒng)安全要求原文如下:

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GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時,重點強化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求。試驗項目涵蓋系統(tǒng)熱擴(kuò)散、外部火燒、振動、擠壓、機(jī)械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環(huán)、浸水、熱穩(wěn)定性、鹽霧、高海波、溫度沖擊、外部短路、過溫保護(hù)、過充保護(hù)、過放保護(hù)、過流保護(hù)等。標(biāo)準(zhǔn)條款5.2.7增加了電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗,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,應(yīng)提供一個熱事件報警信號。安全第一、生命至上。這個舉措以便為乘員預(yù)留安全逃生時間。

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不可否認(rèn)這一政策對行業(yè)的沖擊,相信客戶及市場也會綜合產(chǎn)品安全、可靠、環(huán)保、成本等方面作出選擇。新國標(biāo)今年已正式導(dǎo)入實施,同時新申請型式批準(zhǔn)的車型自本標(biāo)準(zhǔn)實施之日起開始執(zhí)行,已獲得型式批準(zhǔn)的車型自本標(biāo)準(zhǔn)實施之日起第13個月開始執(zhí)行,我們期間還有很多事情可做。因此,標(biāo)準(zhǔn)的出臺會倒逼企業(yè)作出技術(shù)提升或技術(shù)路線的調(diào)整,當(dāng)然也不排除有些先行者已走在前面了。磷酸鐵鋰的有其自身的優(yōu)勢,但三元的也不是死路一條。沒必要太悲觀!像熱失控/熱擴(kuò)散不只是三元電池的專利,其他材料體系也是同樣存在的,不過是概率高低的問題。還是有突破的機(jī)會的。如材料體系的優(yōu)化、隔膜的選材及改進(jìn)、模組電池包工藝的改進(jìn)、BMS(或保護(hù)板)、熱管理(熱失控及熱擴(kuò)散等)的改進(jìn)等方面都值得去探索研究;同時,結(jié)合另外兩個強制性標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來看,電池包的IP67性能需要進(jìn)一步加強。另外,企業(yè)的大數(shù)據(jù)中心平臺也是必不可少的。

產(chǎn)品安全是所有電池制造廠家所面臨的共性問題,企業(yè)的研發(fā)技術(shù)人員必須嚴(yán)格對標(biāo)研究并對當(dāng)前產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化及改良。標(biāo)準(zhǔn)其實是一個基本要求,是一個符合性的要求,也是最低要求,真沒必要談虎色變!其實企業(yè)若想真心做大做強,產(chǎn)品進(jìn)入國內(nèi)前列,甚至走向世界。產(chǎn)品僅僅是滿足或符合是不夠的,企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國標(biāo),并先國內(nèi)/外頂級企業(yè)看齊。

非常佩服霸氣女總裁董明珠說的一句話新能源車的持續(xù)盈利不可能依靠政府補貼來獲得。她覺得政府只要把電樁做好,把公共服務(wù)做好就夠了,企業(yè)靠市場去競爭;另一方面,既然傳統(tǒng)車有污染,國家就該對這類車進(jìn)行限量銷售,這才是對新能源車最大的支持,而不是簡單的政策補貼。現(xiàn)在政府產(chǎn)業(yè)政策扶持及補貼逐步取消,企業(yè)開始拼自己的硬實力了,該腳踏實地的去提升自己產(chǎn)品的科技水平。畢竟現(xiàn)在基本上不提補貼那一茬了,能量密度也沒有必要過度開發(fā)了。另外,針對三元鋰電的企業(yè),在優(yōu)化和改進(jìn)的三元鋰電安全性能同時,也建議做好儲備其他材料體系電池的技術(shù)路線。以防止萬一市場出現(xiàn)的波動而導(dǎo)致企業(yè)不必要的損失。同時可能還會涉及其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及市場。因此企業(yè)及研發(fā)技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合市場環(huán)境,早做準(zhǔn)備,以便從容應(yīng)對。需要特別提醒的是:技術(shù)提升不能搞“大躍進(jìn)”、“浮夸風(fēng)”;技術(shù)是非常嚴(yán)肅和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖虑椋患夹g(shù)提升也需要時間和過程去充分評估論證;技術(shù)需要經(jīng)過時間的考驗、以及經(jīng)驗積累和沉淀,不可能在短期內(nèi)一蹴而就!

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