电动车电池执行标准有哪些?详解最新国家与行业规范
电动车电池执行标准有哪些?
电动车电池的执行标准主要依据国家强制性标准和行业推荐标准,其中核心的国家标准包括GB 18387《电动汽车安全要求》和GB/T 31485《电动汽车动力蓄电池安全要求》。
一、 国家强制性标准:安全基石
国家强制性标准是所有电动车电池产品必须遵守的最低安全和性能要求,是保障消费者安全和产品质量的根本。其中,与电动车电池直接相关的核心标准主要有以下几项:
1. GB 18387-2001 《电动汽车安全要求》
这是电动汽车产品最基本、最全面的安全标准,涵盖了整车层面的多项安全要求,其中也间接或直接地涉及电池系统的安全。
- 高压系统安全: 规定了电动汽车高压系统(包括电池包)的绝缘电阻、耐电压、连接器安全等要求,防止触电危险。
- 电池系统集成安全: 对电池包的结构设计、防护等级(如IP防护等级)提出了要求,确保在碰撞、跌落等情况下不易损坏,减少短路、漏液等风险。
- 热失控防护: 虽然该标准对电池单体或模组的热失控防护要求不直接,但对电池包的整体热管理提出了隐性的安全要求,间接促使电池包设计需要考虑热扩散和隔离。
- 电磁兼容性: 确保电池系统产生的电磁辐射不会干扰车辆其他电子设备,反之亦然。
2. GB/T 31485-2015 《电动汽车动力蓄电池安全要求》
这是专门针对电动汽车动力蓄电池(包括锂离子电池、镍氢电池等)制定的强制性国家标准,是目前电动车电池安全性能的核心依据。
- 电池单体、模组及电池包的结构安全:
- 挤压试验: 模拟碰撞挤压,评估电池在变形下的安全性,防止内部短路和起火。
- 振动试验: 模拟车辆在复杂路况下的振动,检验电池结构的可靠性,防止连接松动或损坏。
- 热滥用试验: 对电池施加热负荷,评估其在高温环境下的安全性能,防止热失控蔓延。
- 外部短路试验: 模拟电池外部发生短路的情况,检测电池的耐受能力,防止过热和爆炸。
- 过充试验: 评估电池在充电电压超过额定值时的安全性,防止过度充电导致的损坏。
- 强制充电试验: 模拟极端充电条件,进一步测试电池的极限安全性能。
- 电池管理系统(BMS)安全要求: 规范了BMS在过充、过放、过温、过流等方面的保护功能,确保电池在各种工况下的安全运行。
- 机械强度要求: 对电池包的机械强度、密封性、抗冲击性等进行了规定,以应对车辆运行中的各种外部应力。
- 防火阻燃要求: 规定了电池包外壳材料的阻燃等级,要求在火灾发生时能够有效延缓火势蔓延。
- 防水防尘要求: 规定了电池包的防护等级,防止水分和灰尘进入导致电池短路或腐蚀。
3. GB 19596-2005 《电动汽车用驱动电机系统能效限定值及能效等级》
虽然此标准主要针对驱动电机,但其对电动汽车整体能耗和性能的约束,也会间接影响电池系统的设计和选择,例如对能量效率的要求。
二、 国家推荐性标准:性能与寿命的保障
除了强制性标准,国家还发布了一系列推荐性标准,旨在提升电动车电池的性能、可靠性和寿命。这些标准虽不强制,但被广泛采纳,成为行业发展的风向标。
1. GB/T 18384系列 《电动汽车动力蓄电池回收利用》
随着电动汽车的普及,电池的回收利用问题日益突出。该系列标准为废旧动力电池的回收、拆解、再生利用提供了技术规范和指导,是构建绿色产业链的重要组成部分。
2. GB/T 42062-2022 《电动汽车用锂离子动力蓄电池》
这是对动力电池类产品进行的全面规定,涵盖了性能、寿命、安全等多个方面,更新和细化了之前的标准,更加贴合当前技术发展趋势。
- 性能要求: 包含能量密度、功率性能、循环寿命、倍率性能等。
- 安全要求: 进一步明确了对电池模组和电池包在振动、冲击、挤压、热滥用等情况下的性能要求。
- 环境适应性: 对电池在高低温、湿度等环境下的工作性能和可靠性提出了要求。
- 一致性要求: 强调了电池单体、模组之间的一致性,以保证电池包整体性能。
3. GB/T 27930-2011 《电动汽车远程监控系统技术条件》
虽然这是关于远程监控系统的标准,但电池状态的远程监控是保障电池安全和管理的重要手段。该标准对电池数据的采集、传输、存储等方面提出了要求,有助于实现对电池健康状态的实时监测和预警。
三、 行业及国际标准:与时俱进的规范
在国家标准之外,一些行业协会和国际组织也制定了相关的标准,为电动车电池的发展提供了补充和参考。
1. 行业标准
例如,中国化学与物理电源行业协会等机构会发布一些针对特定类型电池(如磷酸铁锂电池、三元锂电池)或特定应用场景(如电动自行车电池)的行业标准。这些标准通常在国家标准的基础上进行细化,更具操作性。
2. 国际标准
国际上,与电动车电池相关的标准主要由国际电工委员会(IEC)制定,例如IEC 62133系列标准,该系列标准对便携式设备中使用的锂离子电池组和镍镉、镍氢电池组的安全要求进行了规定,也为电动车电池的设计和测试提供了重要的参考依据。
a. IEC 62133-2:2017 《便携式设备用二次充电电池组和电池组安全要求.第2部分:锂系统》
此标准详细规定了锂离子电池组的安全测试项目,包括过充、短路、热滥用、挤压、跌落等,与GB/T 31485在很多方面有共通之处,是国际上广泛认可的电池安全标准。
四、 标准的演进与未来趋势
电动车电池技术发展迅速,相关标准也在不断更新和完善。未来的标准将更加关注:
- 更高能量密度电池的安全: 随着电池能量密度的提升,对热失控的控制和防护要求将更加严格。
- 快充技术的安全: 快充过程中电池的温度和压力变化较大,需要有更严格的标准来保障安全。
- 长寿命和可靠性: 延长电池的使用寿命,提高在各种复杂环境下的可靠性,将是未来标准的重要发展方向。
- 智能化与网联化: 电池管理系统(BMS)的智能化水平不断提高,标准将进一步规范BMS的功能和安全性。
- 电池回收与梯次利用: 更加详细和完善的回收利用标准将推动电池全生命周期的可持续发展。
因此,了解并遵循最新的电动车电池执行标准,是确保产品安全、性能优越、市场准入以及行业健康发展的关键。