1、中国动力电池标准体系建设基本情况 1 动力电池标准体系工作概述 标准是经济活动和社会发展的技术支撑,是服务、引领和促进新能源汽车产业规范化、规模化和健康可持续发展的重要措施。 近年来在各方的共同努力下,我国新能源汽车产业发展取得重要进展, 2017年产销量有望突破 70 万辆大关 ; 与此同时,我国 电动汽车标准体系也 已初步建立 , 截止目前,在汽标委的归口和组织下,已发布电动车辆标准 80 余 项 ,产业发展促进标准完善,标准体系也有力支撑了行业 发展 。 动力电池是电动汽车整车的核心零部件,对整车的安全性、成本、续驶里程、用户体验有着直接影响 。 电动汽车与传统汽车的差异,关键在于车辆的
2、高能量存储方式和高电压系统,而动力蓄电池正是高能量和高电压的主要来源,是 电动汽车 标准体系突出其区别于传统汽车的核心特殊性。 我国最新的动力电池标准体系包含 20 余项标准,涵盖电池单体、模块、电池包和系统,对电池电性能、循环寿命、安全性、互换性、回收利用以及关键附件进行了系统性规定, 无论从数量上还是内容上都多于国际标准法规,引起国际关注,有力支撑了“新能源汽车生产企业和产品准入”和“汽车动力蓄电池行业规范”等行业管理政策的发布和实施。 随着技术进步和产业发展,今后在不断修订 完善 现有标准的基础上,还将重点推动 锂离子 电池回收利用、 新型电池 标准化 等新标准制定工作。 2 动力电池
3、标准体系 基本情况 概览 如图 1 红色的部分所示,依据目前电动汽车产业化应用的情况,超级电容和锌空气电池也是动力电池的有益补充,因此也纳入作为动力电池标准化工作的一部分 ;同时对可充电储能系统和车载储能系统共同的关键附件,如电池管理系统、电池箱等制定了标准。 锌 空 气 电 池燃 料 电 池超 级 电 容储 能 飞 轮动 力 蓄 电 池可 充 电 储 能 系 统车 载 储 能 系 统电 池 管 理 系 统电 池 箱锂 离 子 电 池镍 氢 电 池铅 酸 电 池锂 硫 电 池固 态 电 池图 1 动力电池标准化工作涉及的范畴 (图中红色字体部分) 图 2 我国动力电池标准关键领域与典型标准 图
4、 2 所示为 我国动力电池标准关键领域与典型标准 ,主要包括 电池单体、模块、电池包和系统的电性能、循环寿命、安全性、互换性回收利用 及 关键附件 相关的技术规范 。 表 1 对我国的动力电池 标准化工作进行了汇总, 列举 了从 1998年 全国汽车标准化技术委员会成立电动车辆分技术委员会 后, 完成 制定和在研的 28 项标准,其中现行有效 22 项,在研 3 项,废止 3 项。 表 1 我国动力电池标准化工作汇总 标准号 标准名称 状态 1. GB/Z 18333.1-2001 电动道路车辆用锂离子蓄电池 有效 2. GB/Z 18333.2-2001 电动道路车辆用锌空气蓄电池 废止 3
5、. GB/T 18332.1-2001 电动道路车辆用铅酸蓄电池 废止 4. QC/T 741-2006 车用超级电容器 废止 5. QC/T 742-2006 电动汽车用铅酸蓄电池 有效 6. QC/T 743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池 有效 7. QC/T 744-2006 电动汽车用金属氢化物镍蓄电池 有效 8. GB/T 18332.1-2009 电动道路车辆用铅酸蓄电池 有效 9. QC/T 840-2010 电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸 有效 10. QC/T 897-2011 电动汽车用电池管理系统技术条件 有效 11. QC/T 990-2014 电动汽车用锌空气电
6、池 有效 12. QC/T 741-2014 车用超级电容器 有效 13. QC/T 989-2014 电动汽车用动力蓄电池箱通用要求 有效 14. GB/T 31467.1-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第 1 部分:高功率应用测试规程 有效 15. GB/T 31467.2-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第 2 部分:高能量应用测试规程 有效 16. GB/T 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第 3 部分:安全性要求与测试方法 有效 17. GB/T 31484-2015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法 有效 18.
7、 GB/T 31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法 有效 19. GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法 有效 20. GB/T 18333.2-2015 电动道路车辆用锌空气蓄电池 有效 21. QC/T 1023-2015 电动汽车用动力蓄电池系统通用要求 有效 22. GB/T 33598-2017 车用动力电池回收利用 拆解规范 有效 23. GB/T 34015-2017 车用动力电池回收利用 余能检测 有效 24. GB/T 34013-2017 电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸 有效 25. GB/T 34014-2017
8、汽车动力蓄电池编码规则 有效 26. GB XXXXX 电动汽车用锂离子动力电池安全要求 在研 27. GB/T XXXXX 电动汽车用电池管理系统技术条件 在研 28. GB/T XXXXX 电动汽车用混合电源技术要求 在研 合计 : 28 项,其中,现行有效 22 项,在研 3 项,废止 3 项。 3 国内外的 动力电池标准体系 的关系 鉴于动力电池标准的重要性,全球主要国家和标准化组织都积极开展了相关标准研究和制定工作。 ISO 组织下的 TC22 是道路车辆标委会, ISO/TC22/SC37 是电动道路车辆分标委, SC37 分委会 下设 4 个工作组 统一考虑 电动汽车整车和动力蓄
9、电池标准。 IEC/TC21/21 JWG69 是由 ISO 和 IEC 共同组成的联合工作组,对动力电池单体和模块提出要求。 美国 FMVSS 305 和联合国 ECE R100 是美国和欧盟的电动汽车 安全法规 ,分别对动力电池碰撞后安全和使用安全进行规定 。 EVS-GTR 电动汽车安全 全球技术 法规已经完成 一阶段文本 ,我国作为 副主席国积极参与其中,该法规 将整车和动力电池要求作为有机整体一起制定完成并共同形 成法规文本。 表 2 国际主要国家和标准化组织 -动力电池标准制修订工作进展 标准号 标准名称 状态 1. FMVSS 305 美国联邦汽车安全法规:电动汽车:电解液溢出
10、及电击事故防护 有效 2. ECE R100 联合国欧洲经济委员会汽车法规:就特殊要求方 面批准电动车辆的统一规定 有效 3. EVS-GTR 全球技术法规电动汽车安全要求 在研 4. ISO6469-1:2009 电动道路车辆 -安全要求 第 1 部分:车载储能系统( RESS)(第 2 版) 有效 5. ISO12405-1:2011 电动道路车辆 -锂离子动力电池包和系统测试规程 第 1 部分:高功率电池(第 1 版) 有效 6. ISO12405-2:2012 电动道路车辆 -锂离子动力电池包和系统试验规程 第 2 部分:高能量应用 有效 7. ISO/12405-3:2014 电动道
11、路车辆 -锂离子动力电池包和系统试验规程 第 3 部分:安全性能要求 有效 8. ISO/IEC PAS16898: 2012 电动道路车辆 -锂离子动力电池尺寸和结构 有效 9. ISO 18300:2016 电动道路车辆 -锂离子电池与铅酸电池或电容器 有效 混合系统测试方法 10. ISO/NP 6469-1 电动道路车辆 -安全要求 第 1 部分:车载储能系统( RESS) 在研 11. ISO/DIS 12405-4 电动道路车辆 -锂离子动力电池包和系统试验规程 第 4 部分:性能测试 在研 12. IEC62660.1:2010 电动道路车辆用锂离子动力电池第 1 部分性能试验
12、有效 13. IEC62660.2:2010 电动道路车辆用锂离子动力电池第 2 部分可靠性和滥用试验 有效 14. IEC 62660-3:2016 电动道路车辆用锂离子动力电池第 3 部分:安全要求 有效 15. IEC TR 62660-4:2017 电动道路车辆用锂离子动力电池第 4 部分:内短路可选测试方法 有效 16. SAE J 1798-2008 电动汽车电池模块性能级别推荐规程 有效 17. SAE J 2380-2013 电动汽车电池振动试验 有效 18. SAE J 2929-2013 电动汽车和混合动力电动汽车电池系统安全标准 锂离子电池 有效 19. SAE J 24
13、64-2009 电动汽车电池滥用试验 有效 20. SAE J 1797-2016 电动汽车电池模块包装推荐规程 有效 通过表 1 和表 2 的比较可以看出, 我国发布的动力蓄电池标准,数量在国际上 是最多的, 内容上 相比 于国际标准法规 都更为全面,层次 也 更为清晰 , 同 时仍 应借鉴国际标准法规的标准制修订工作的经验,推动我国动力电池标准 改进和完善。 4 标准对行业 发展的支撑和引领, 政策 鼓励 动力电池标准 发展 国家高度重视发展新能源汽车与动力电池产业,在历年的重要政策文件中均有对动力电池标准建设完善的明确要求和工作计划,为动力电池标准化工作保驾护航。 2015年起,在鼓励发
14、展电动汽车和动力电池发展的多项政策中,直接引用了多项动力电池标准作为技术依据,对于行业发展起到了指导和引领作用。 5 下一阶段标准制修订计划 下一解阶段, 电动车辆分标委将 继续 组织 开展 换电用动力电池 标准 、动力电池回收利用标准 、动力电池火灾危险性分级及测试 标准 、固态锂离子电池 标准制定工作 ,并适时开展动力电池规格尺寸及命名规则 等 标准修订 工作。 图 3 下一阶段 我国动力电池标准化工作路线 可充电储能系统 电池管理系统 紧急 ( 2016) 短期 ( 2017) 中期 ( 2018-2020) 长期 ( 2021-2025) 混合电源 系统技术要求 动力 电池 规格尺寸及命名规则 火灾危险性分级及测试 预处理、余能再生利用、梯次利用设计、可回收性设计 企业生产条件、梯次利用标识、可拆解性设计准则、存储规范 材料回收利用、放电、分类 拆卸、包装、拆解、余能检测、梯次利用 动力电池回收利用 固态锂离子电池技术条件 动力 电池 规格尺寸及命名规则(修订) 换电用动力电池相关标准