发布时间:2024-05-30 来源:工业和信息化部装备工业一司 点击数:36978次
《电动汽车用动力蓄电池安全要求》
(征求意见稿)
编制说明
一、工作简况
1.任务来源
《电动汽车用动力蓄电池安全要求》立项计划由国家标准化管理委员会于2023年12月下达,计划编号为:20231690-Q-339。
2.制定背景
GB 38031—2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》作为我国电动汽车领域首批强制性国家标准之一,自2020年5月发布以来,在规范产品生产、引导技术进步、支撑政府管理等方面起到了重要作用。GB 38031—2020从实际应用工况场景出发,加强了对电池包和系统的安全要求,并提出了热扩散安全要求,提升了企业对于电池单体热失控引发危险的重视程度,对降低产品热失控事故起到了积极作用。随着新能源汽车保有量快速增加,电动汽车起火事故仍时有发生。通过对近年来电动汽车安全事故的经验总结,行业对于动力电池在实际应用场景下的失效机制也有了进一步的认识。基于此,有必要修订完善GB 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,进一步提升安全要求,筑牢动力电池安全底线,维护消费者生命财产安全。
3.主要工作过程
本标准由工业和信息化部归口,委托全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会(以下简称“电动车辆分标委”)负责组织开展修订工作。2021年下半年开始,电动车辆分标委动力蓄电池标准工作组启动GB 38031修订预研工作,组织成立了由宁德时代新能源科技股份有限公司牵头,涵盖电动汽车整车企业、动力电池企业、第三方检测机构、科研院所的标准修订起草组,以下是主要工作过程:
1)2021年11月,电动车辆分标委秘书处开展了GB 38031—2020实施效果评估工作,调研2020版本的执行情况,收集行业修订建议。
2)2021年12月,动力蓄电池标准工作组2021年第2次会议介绍了GB 38031—2020实施效果评估情况。反馈企业基本一致认为GB 38031—2020的实施,提升了企业对于电池单体热失控引发危险的重视程度,对降低产品热失控事故产生了积极作用;另一方面,超过半数企业反馈了修订意见,主要包括加严热扩散安全要求,增加新的热失控触发方法、考虑停车下电火灾事故场景、明确乘员舱危险定义等方面。
3)2022年3月,电动车辆分标委秘书处组织召开GB 38031强标修订预研研讨会,会议讨论了实施效果评估情况、行业反馈意见以及热扩散修订方向等关键技术问题,确定启动GB 38031修订工作。
4)2022年3月,电动车辆分标委秘书处根据行业反馈的修订建议,组织完成立项草案等立项材料编制工作。
5)2022年4月,电动车辆分标委2022年第2次审查会上,GB 38031修订通过立项审议。
6)2022年5月,动力蓄电池标准工作组2022年第1次会议审议了GB 38031修订草案,标准起草组单位代表介绍了修订背景、预研内容。会后秘书处组织成立了涵盖电动汽车整车企业、动力电池企业、第三方检测机构的GB 38031修订研究组,并面向热扩散、底部防护等重点修订议题面向动力蓄电池标准工作组全体单位发放调研问卷。
7)2022年7月,GB 38031修订通过汽标委立项审议并正式上报主管部门。
8)2022年8月,GB 38031修订起草组会议结合调研问卷收集情况,进一步讨论了热扩散、底部防护等重点修订方向,确定热失控判定方法维持不变,热失控触发方法方面研究内加热触发方法的可行性,底部防护测试主要涉及刮底工况(X向)、托底工况(Z向)。
9)2022年11月,动力蓄电池标准工作组2022年第2次会议上讨论了修订草案,标准起草组单位代表介绍了前期GB 38031修订研究组会议情况。
10)2023年3月,动力蓄电池标准工作组2023年第1次会议,标准起草组代表介绍了新版修订草案及前期行业反馈意见的初步处理情况。考虑到2020版本允许使用整车作为热扩散测试对象,但缺乏执行细则,本次会议明确了在修订草案中增加整车测试细则,并根据后续GB 38031修订进程和对应国际标准法规制修订进展进一步完善。
11)2023年7月,动力蓄电池安全标准专题研究组会议上审议了GB 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》预研情况,并收集了与会专家对于标准的意见建议,讨论形成了热扩散保护对象由车上人员扩展到财产安全和基础设施,适用场景由行驶状态扩展到停车场景,并基于事故场景研究进一步完善危险定义和提升安全要求的初步结论。
12)2023年9月,动力蓄电池标准工作组2023年第2次会议,标准起草组代表介绍了前期专题研究组会议进展情况以及前期行业反馈意见的初步处理情况。
13)2023年12月,动力蓄电池安全标准专题研究组会议重点讨论了各项重点修订议题,明确了热扩散要求提升至不起火、不爆炸(仍需提供报警信号)的修订目标,会后,秘书处组织开展了动力电池安全国内外标准法规对比分析专项工作,并通过调研问卷形式进一步征集行业在热扩散、底部防护等方面的意见建议。
14)2024年3月,动力蓄电池安全标准专题研究组会议集中讨论了各项重点修订研究议题以及收集到的其他修订意见。
15)2024年4月,标准起草组根据前期讨论结论,根据会上讨论情况,形成了征求意见稿方案,主要包括提升热扩散要求、完善热扩散测试方法、新增底部撞击测试及快充循环后测试(详见编制说明第二部分)。
二、编制原则、强制性国家标准主要技术要求的依据及理由
1.编制原则
1)本文件编写符合GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定;
2)本文件制定过程中,在工作组及行业内进行多次意见征求,并在会上充分讨论;
3)起草过程充分考虑了国内外现有相关标准的统一和协调,同时结合了我国道路交通典型案例、电动汽车及动力电池发展的情况。
2.主要内容及其确定依据
本标准代替GB 38031—2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,与GB 38031—2020相比,主要技术变化如下:
(1)范围
本标准规定了电动汽车用动力蓄电池的安全要求和试验方法,适用范围也应明确为动力蓄电池,不包括不为电动汽车提供动力的蓄电池,如12V低压辅助电源。此外,考虑到行业技术发展,标准范围应能涵盖钠离子电池、锂金属电池等新型动力蓄电池。因此将原文中“本标准适用于电动汽车用锂离子电池和镍氢电池等可充电储能装置”改为“本文件适用于电动汽车用动力蓄电池”。
(2)异常终止条件要求
在高海拔安全要求(5.2.10)和试验方法(8.2.10)中,为保护试验操作人员和实验室安全,规定了需要制造商提供异常终止条件,且要求不能触发异常终止条件。为了保持试验项间的统一,对湿热循环(5.2.5、8.2.5)、温度冲击(5.2.8、8.2.8)、盐雾(5.2.9、8.2.9)等环境类安全测试均做了相同要求。
(3)温度冲击试验
在温度冲击试验(8.2.8)中未规定先低温还是先高温,在实际测试执行时流程无法统一,对此,补充了温度冲击试验温度示意图,供研发及测试人员执行。
(4)盐雾试验
在盐雾试验(8.2.9)中,原标准中的测试方法参考了GB/T 28046.4—2011中5.5.2的测试方法,规定了在一个循环的第4小时和第5小时之间进行低压上电监控。但GB/T 28046.4—2011中盐雾试验的侧重点是考察在第4小时和第5小时之间按照规定的工作模式下,装置/系统的功能状态,而GB 38031的侧重点是考察产品试验后的安全状态,因此,第4小时和第5小时之间的低压上电监控并无实质性意义,经工作组讨论确定,删除此条件。
(5)电池系统保护类试验
原标准中五大保护类试验方法转化自UN GTR 20,安全要求中规定了试验后的绝缘电阻应不小于100 Ω/V,而在ISO 6469-1: 2019中,规定了若电池系统包含交流电路,且没有符合 ISO 6469-3的额外交流保护,绝缘电阻应不低于500Ω/V;GB 18384—2020中也规定了直流电路绝缘电阻应不小于100Ω/V,交流电路绝缘电阻应不小于500Ω/V。因此,在保护类测试中增加“若有交流电路,绝缘电阻应不小于500Ω/V”的要求。另外,在过温保护(8.2.11)中,未规定试验对象SOC,因此在试验前,样品SOC默认参考6.1.10中规定的最高工作荷电状态进行调整。但由于过温保护试验条件中规定了通过连续充放电使试验对象温度尽可能快地升高,因此试验前的SOC调整必要性较低,经工作组讨论确认,对过温保护试验对象的SOC不作限定,只要符合正常的工作范围即可。
(6)电池包或系统挤压试验
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