中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：作者：胡建 林春景 郝維健 鄭天雷
單位：中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司
引用： 胡建,林春景,郝維健等.動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)現(xiàn)狀及建議[J].儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù),2022,11(01):313-320.
DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0391
摘 要 動(dòng)力電池是新能源汽車(chē)的核心零部件，對(duì)新能源汽車(chē)的動(dòng)力性、安全性、續(xù)駛里程和使用壽命起著決定性作用。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)相繼制定并發(fā)布了多項(xiàng)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容仍然不足以覆蓋動(dòng)力電池全生命周期、實(shí)際復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景以及新技術(shù)等多方面使用需求。對(duì)此，本文系統(tǒng)歸納了國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)及其發(fā)布、在研標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展和主要內(nèi)容，同時(shí)綜合標(biāo)準(zhǔn)分類和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景等方面內(nèi)容對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)在制定原則、編制思路以及技術(shù)要求和試驗(yàn)方法設(shè)定等方面的差異性及主要考量因素。進(jìn)一步，結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)從動(dòng)力電池全生命周期的安全性、壽命及殘余價(jià)值評(píng)估、全氣候綜合性能、綠色低碳循環(huán)要求、兼容互換要求以及現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)于新技術(shù)的適用性等六方面內(nèi)容論述了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系的主要缺失項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)化新需求，同時(shí)在此基礎(chǔ)之上提出了標(biāo)準(zhǔn)制修訂建議，為優(yōu)化完善我國(guó)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞 動(dòng)力電池；標(biāo)準(zhǔn)體系；標(biāo)準(zhǔn)需求
隨著新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的不斷推進(jìn)，汽車(chē)與能源、交通、信息通信等領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)加速融合，電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)。動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心部件，其技術(shù)發(fā)展水平是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐。當(dāng)前，面對(duì)全球汽車(chē)工業(yè)向新能源汽車(chē)加速轉(zhuǎn)型的發(fā)展形勢(shì)，世界各主要新能源汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)均在積極推進(jìn)動(dòng)力電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)能擴(kuò)增，競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)日趨激烈。
標(biāo)準(zhǔn)化作為行業(yè)發(fā)展的技術(shù)性基礎(chǔ)工作，在便利經(jīng)貿(mào)往來(lái)、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展、促進(jìn)科技進(jìn)步、規(guī)范社會(huì)治理中的作用日益凸顯。早在20世紀(jì)90年代末，我國(guó)便由全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電動(dòng)車(chē)輛分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC114/SC27)組織行業(yè)開(kāi)展動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化研究工作，20余年間我國(guó)先后制定并發(fā)布了QC/T 743、GB/T 31485、GB/T 31486、GB 38031等一系列重要標(biāo)準(zhǔn)，有力支撐了新能源汽車(chē)及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。然而現(xiàn)階段，伴隨著產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及新技術(shù)、新模式、新平臺(tái)的不斷出現(xiàn)，動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作也必將被賦予新的內(nèi)涵與要求。
本文旨在通過(guò)梳理分析國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)以及最新需求，進(jìn)一步細(xì)化完善我國(guó)現(xiàn)有動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系，為后續(xù)更好開(kāi)展動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)研制工作提供參考依據(jù)。
1 國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)
1.1 國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
1.1.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電動(dòng)車(chē)輛分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC114/SC27)于1998年正式成立，負(fù)責(zé)電動(dòng)車(chē)輛領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作和技術(shù)歸口管理任務(wù)。在動(dòng)力電池領(lǐng)域，我國(guó)已經(jīng)構(gòu)建了較為完善的動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系，其中現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)22項(xiàng)(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)15項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng))，在研標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)8項(xiàng)(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng))，涵蓋安全性、電性能、循環(huán)壽命以及回收利用等多方面內(nèi)容，在規(guī)范安全性、促進(jìn)新技術(shù)應(yīng)用以及協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。見(jiàn)表1。
表1 動(dòng)力電池國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
1.1.2 團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
以中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)、吉林省汽車(chē)電子協(xié)會(huì)等為代表的行業(yè)組織積極開(kāi)展動(dòng)力電池團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)研制工作，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涉及動(dòng)力電池規(guī)格尺寸、低溫電性能、壽命、熱管理系統(tǒng)性能、安全性以及梯次利用等，成為現(xiàn)有動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系的有益補(bǔ)充。見(jiàn)表2。
表2 動(dòng)力電池團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
1.2 國(guó)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)際法規(guī)
聯(lián)合國(guó)世界車(chē)輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇(UN/WP.29)是聯(lián)合國(guó)機(jī)制下的永久性工作組，主要開(kāi)展國(guó)際范圍內(nèi)汽車(chē)技術(shù)法規(guī)和汽車(chē)產(chǎn)品認(rèn)證的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一工作。UN/WP.29管理三份協(xié)定書(shū)，即《1958年協(xié)定書(shū)》《1998年協(xié)定書(shū)》以及《1997年協(xié)定書(shū)》。其中，《1958年協(xié)定書(shū)》旨在歐洲范圍內(nèi)對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品制定和實(shí)施統(tǒng)一汽車(chē)技術(shù)法規(guī)(即UN法規(guī)，原ECE法規(guī))，《1998年協(xié)定書(shū)》旨在全球范圍內(nèi)按照該協(xié)定書(shū)中規(guī)定的程序規(guī)則制定和實(shí)施全球統(tǒng)一的汽車(chē)技術(shù)法規(guī)(即GTR法規(guī))。在動(dòng)力電池領(lǐng)域，暫無(wú)專項(xiàng)國(guó)際法規(guī)，相關(guān)安全性要求及試驗(yàn)方法主要以章節(jié)或條款形式在UN R100、UN GTR No.20等整車(chē)法規(guī)中進(jìn)行了規(guī)定。見(jiàn)表3。其中，UN GTR No.20正在修訂中，研究重點(diǎn)主要聚焦于在動(dòng)力電池?zé)崾Э責(zé)釘U(kuò)散、浸水、振動(dòng)以及有毒氣體等內(nèi)容。同時(shí)，聯(lián)合國(guó)針對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸專門(mén)制定了《聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)物品運(yùn)輸試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》，其中該手冊(cè)第38.3款規(guī)定了鋰電池運(yùn)輸安全要求，即鋰電池在運(yùn)輸前，必須要通過(guò)高低溫循環(huán)、振動(dòng)、沖擊、外短路、過(guò)充電試驗(yàn)以及強(qiáng)制放電等試驗(yàn)。除上述三項(xiàng)現(xiàn)行法規(guī)外，目前WP.29下設(shè)的電動(dòng)汽車(chē)與環(huán)境非正式工作組(electric vehicles and the environment，EVE)正在開(kāi)展電池耐久性法規(guī)研制工作。
表3 動(dòng)力電池國(guó)際法規(guī)
1.2.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
動(dòng)力電池領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/道路車(chē)輛技術(shù)委員會(huì)/電動(dòng)道路車(chē)輛分技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC22/SC37)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/蓄電池和電池組技術(shù)委員會(huì)(IEC/TC21)組織制定，其中現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)8項(xiàng)(ISO標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)、IEC標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng))，在研標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)3項(xiàng)(ISO標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、IEC標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng))，重點(diǎn)聚焦于動(dòng)力電池安全性和可靠性等方面內(nèi)容。其中，ISO 6469-1 AMENDMENT正在制定中，該標(biāo)準(zhǔn)主要涉及動(dòng)力電池?zé)崾Э赜|發(fā)方法和熱擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)緩解兩部分內(nèi)容。見(jiàn)表4。
表4 動(dòng)力電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
1.2.3 區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)
歐盟于2021年1月通報(bào)了《關(guān)于電池和廢電池的法規(guī)提案；撤銷(xiāo)指令2006/66/EC和修訂法規(guī)(EU) No 2019/1020(COM(2020)798)》，該法規(guī)草案作為前一版指令2006/66/EC(已廢除)的替代，實(shí)施方式由“指令”變?yōu)椤胺ㄒ?guī)”。新法規(guī)草案擬對(duì)可持續(xù)性和安全性、標(biāo)簽和信息、電池廢棄物管理、電子信息交換四個(gè)方面提出強(qiáng)制性要求，以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展、綠色交通、清潔能源和氣候中和的發(fā)展目的。
1.2.4 其他國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)
除上述標(biāo)準(zhǔn)外，以美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)(SAE)、美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所(UL)等為代表的團(tuán)體或者組織也發(fā)布了SAE J2464、SAE J292、UL 2580、USABC以及FreedomCAR多項(xiàng)動(dòng)力電池專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋安全性、電性能以及壽命等多方面內(nèi)容。
1.3 國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析
國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)相繼制定并發(fā)布了多項(xiàng)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涉及安全性、電性能、循環(huán)壽命以及回收利用等，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步具有重要作用。然而，受限于標(biāo)準(zhǔn)分類、實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景等因素，各類標(biāo)準(zhǔn)在制定思路或具體內(nèi)容上存在一定差異性。
1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)分類
按制定宗旨、制定主體、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象的基本屬性、標(biāo)準(zhǔn)的約束力以及標(biāo)準(zhǔn)信息載體等不同，標(biāo)準(zhǔn)可以有多種不同劃分方式。以世界貿(mào)易組織《技術(shù)性貿(mào)易壁壘協(xié)定》(WTO/TBT)中的分類為例，廣義標(biāo)準(zhǔn)主要包括“技術(shù)法規(guī)”和“標(biāo)準(zhǔn)”兩種文件(按標(biāo)準(zhǔn)的約束力，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn))。其中，“技術(shù)法規(guī)”是強(qiáng)制性文件，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)貿(mào)易的干預(yù)；“標(biāo)準(zhǔn)”是自愿性、非強(qiáng)制執(zhí)行的，更多反映的是市場(chǎng)對(duì)貿(mào)易的要求。例如，在熱失控觸發(fā)方法方面，當(dāng)前UN GTR No.20修訂工作組主流意見(jiàn)是采用小面積、高功率加熱片觸發(fā)電池?zé)崾Э?，即“外部加熱”，在減少外部引入能量的同時(shí)，提高觸發(fā)成功率。與此同時(shí)，ISO 6469-1 AMENDMENT也正在制定中，區(qū)別于UN GTR No.20，該標(biāo)準(zhǔn)不具備強(qiáng)制約束力，因此在熱失控觸發(fā)方面允許存在多種方法，例如“外部加熱”“內(nèi)部加熱”以及“針刺”等。
1.3.2 實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景
動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)主要圍繞整車(chē)需求而制定，而整車(chē)使用情況又與當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣候等因素密切相關(guān)，因此在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，需要統(tǒng)籌考慮或結(jié)合當(dāng)?shù)丶夹g(shù)水平以及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定各項(xiàng)技術(shù)要求和實(shí)驗(yàn)方法。例如，以中國(guó)、韓國(guó)、俄羅斯等為代表的國(guó)家，部分地區(qū)常年發(fā)生內(nèi)澇或積水等問(wèn)題，在此環(huán)境下動(dòng)力電池包或系統(tǒng)可能由于密封性不足或降低等問(wèn)題存在安全隱患。對(duì)此，ISO 6469-1、GB 38031、KMVSS 48結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，在振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試后增加電池包或系統(tǒng)浸水安全試驗(yàn)，主要解決動(dòng)力電動(dòng)包或系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于密封性降低而引發(fā)線路短路漏電或者整車(chē)起火燃燒等安全事故。然而，在UN GTR 20、UN R100等制修訂過(guò)程中，以歐盟、日本等代表的工作組成員認(rèn)為由城市內(nèi)澇等自然災(zāi)害引發(fā)的泡水問(wèn)題不屬于一般車(chē)輛使用需要考慮的情況，為此不建議在技術(shù)法規(guī)當(dāng)中對(duì)動(dòng)力電池包或系統(tǒng)浸水試驗(yàn)進(jìn)行強(qiáng)制要求。
2 動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)需求分析與建議
當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)構(gòu)建了較為完善的動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系，但相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容仍然不足以覆蓋動(dòng)力電池全生命期、復(fù)雜場(chǎng)景使用需求。對(duì)此，本文結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)從安全、壽命、性能以及環(huán)保等方面分析了動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化需求，為優(yōu)化完善我國(guó)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系提供參考建議。
2.1 全生命周期的安全性
作為電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，電池安全涉及材料、結(jié)構(gòu)、電氣、化學(xué)等多方面內(nèi)容，不僅要保證正常使用情形下的安全性能，還要考慮到全生命周期可能遇到的各種濫用情形，例如過(guò)充、過(guò)放、機(jī)械沖擊、溫度異常等，避免對(duì)車(chē)內(nèi)外人員以及周?chē)h(huán)境造成傷害。目前，GB 38031、GTR 20、ISO 6469-1等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)僅考慮動(dòng)力電池最基本的安全要求以提供對(duì)人身的安全保護(hù)，不涉及生產(chǎn)、運(yùn)輸、維護(hù)和回收安全。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)主要聚焦新品電池安全測(cè)試，暫無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)在用車(chē)輛或者動(dòng)力電池安全性能做出特殊規(guī)定和要求。對(duì)此，在原有動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，需要持續(xù)優(yōu)化完善動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)體系研究，重點(diǎn)開(kāi)展動(dòng)力電池在線無(wú)損檢測(cè)、循環(huán)后安全性評(píng)價(jià)、排氣安全以及安全預(yù)警等方面標(biāo)準(zhǔn)研制，拓寬現(xiàn)有動(dòng)力電池安全性評(píng)價(jià)維度和手段。
2.2 壽命及殘余價(jià)值
電池壽命或容量衰減程度直接影響車(chē)輛使用性能和殘余價(jià)值。在表征方式方面，電池壽命可分為日歷壽命、循環(huán)壽命和服役壽命。其中日歷壽命通常也稱為擱置壽命，是指電池在某環(huán)境溫度、SOC下擱置存儲(chǔ)直至達(dá)到壽命終止所需的時(shí)間，該參數(shù)主要是用來(lái)評(píng)估電池在最低程度使用條件下時(shí)間累計(jì)對(duì)電池老化的影響。循環(huán)壽命是指在一定充放電策略和容量衰減限值下，電池所能完成的充放電次數(shù)。目前，GB/T 31484、IEC 62660-1、ISO 12405-4等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)給出了不同的試驗(yàn)方法，但均與實(shí)際存在較大出入。例如圖1所示，依據(jù)GB/T 38146.1—2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第1部分：輕型汽車(chē)》對(duì)某電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓測(cè)試，記錄動(dòng)力電池輸出電壓和電流。試驗(yàn)結(jié)果表明，電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于電池的功率需求是動(dòng)態(tài)變化的，采用恒定電流或者靜態(tài)測(cè)試方法不能真實(shí)反映電池所經(jīng)歷的劇烈工況，一般難以用于電池壽命評(píng)估或預(yù)測(cè)。因此，需要基于典型道路行駛工況，開(kāi)展整車(chē)道路工況向動(dòng)力電池工況的轉(zhuǎn)化工作，研究建立動(dòng)力電池循環(huán)壽命試驗(yàn)方法和量化評(píng)價(jià)方法。服役壽命是指從生產(chǎn)之日到電池壽命終止所經(jīng)歷的時(shí)間，是前述日歷壽命和循環(huán)壽命的集合。該參數(shù)與電池充放電策略、擱置和使用時(shí)間比以及使用環(huán)境等多因素密切相關(guān)，目前暫無(wú)通用方法評(píng)測(cè)該參數(shù)。
圖1 中國(guó)汽車(chē)行駛工況下某車(chē)型動(dòng)力電池電流/電壓隨時(shí)間變化
2.3 全氣候綜合性能
鋰離子電池對(duì)外界環(huán)境溫度的變化比較敏感，其適宜工作溫度范圍通常為10～45 ℃，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)電池的充放電性能、容量特性、循環(huán)壽命以安全性造成一定的影響。如圖2所示，在不同溫度環(huán)境或放電倍率下分別測(cè)量磷酸鐵鋰和三元體系電池放電容量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論是磷酸鐵鋰還是三元體系電池，當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，特別是低于0 ℃之后，由于離子和電子擴(kuò)散速度下降，會(huì)導(dǎo)致電池放電性能顯著下降。目前，盡管GB/T 31486、GB/T 31467等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中都涉及相關(guān)高、低溫性能要求，但與實(shí)際情況存在出入，不足以覆蓋全生命周期和全氣候環(huán)境使用要求。同時(shí)，為保障電動(dòng)汽車(chē)及動(dòng)力電池處于相對(duì)適宜的工作溫度，避免發(fā)生過(guò)熱自燃、過(guò)冷性能下降等問(wèn)題，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始重視電動(dòng)汽車(chē)熱管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，然而目前行業(yè)暫無(wú)現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)熱管理系統(tǒng)技術(shù)要求進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。
圖2 不同款鋰離子電池高低溫放電性能對(duì)比
2.4 綠色低碳循環(huán)
鑒于電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及電池的整個(gè)生命周期對(duì)資源、能源和環(huán)境造成的巨大潛在影響，各國(guó)紛紛出臺(tái)各項(xiàng)政策推進(jìn)動(dòng)力電池的碳中和。其中，以歐盟為代表的地區(qū)組織在最新電池法規(guī)草案中對(duì)電池供應(yīng)企業(yè)的供應(yīng)鏈管控、有害物質(zhì)削減、再生材料使用、廢舊電池收集率和材料回收利用水平、節(jié)能降耗以及減少碳排放等多方面提出了更高的要求。反觀國(guó)內(nèi)，盡管我國(guó)已經(jīng)發(fā)布了多項(xiàng)綠色低碳循環(huán)等方面的推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但相關(guān)內(nèi)容仍然不能滿足動(dòng)力電池全生命周期管理要求。同時(shí)，對(duì)于動(dòng)力電池而言，碳足跡不僅涉及制造過(guò)程中的碳排放，還包括上游原材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)的碳排放，目前國(guó)際上已經(jīng)形成了動(dòng)力電池全生命周期足跡評(píng)價(jià)細(xì)則，而國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2.5 兼容互換
規(guī)格尺寸作為動(dòng)力電池的重要技術(shù)參數(shù)，是整車(chē)、電池企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)。早在2017年，我國(guó)先后制定發(fā)布GB/T 34013—2017《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》、GB/T 34014—2017《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池編碼規(guī)則》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了電池單體、模塊、包的規(guī)格和尺寸，以及動(dòng)力蓄電池編碼規(guī)則，為電池單體及電池包的生產(chǎn)、安裝、使用、維修、更換、回收、報(bào)廢全生命周期管理奠定基礎(chǔ)。然而，從標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果來(lái)看，受制于車(chē)型定位、車(chē)輛尺寸、整車(chē)布置等因素，動(dòng)力電池在電池能量、外形和尺寸方面存在較大差異，難以在短時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一其規(guī)格尺寸。但值得關(guān)注的是，換電作為一種新型的電池能量補(bǔ)充方式，推動(dòng)了“車(chē)電分離”模式的嘗試及運(yùn)行，可以一定程度解決新能源汽車(chē)初次購(gòu)置成本高、二手車(chē)殘值低等問(wèn)題，有利于新能源汽車(chē)市場(chǎng)化發(fā)展。目前，換電車(chē)輛在車(chē)型、質(zhì)量、尺寸等車(chē)輛參數(shù)方面較為接近，有相似的使用場(chǎng)景和性能需求，該類車(chē)輛統(tǒng)一動(dòng)力電池規(guī)格尺寸具有一定的可能性。對(duì)此，建議可針對(duì)換電等特殊場(chǎng)景，加快推進(jìn)換電電氣接口、冷卻接口、機(jī)械機(jī)構(gòu)以及電池包外形規(guī)格尺寸等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研制，促進(jìn)換電設(shè)施的共享使用。
2.6 標(biāo)準(zhǔn)適用性研究
近年來(lái)，伴隨我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)鏈完整度以及技術(shù)水平等方面都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，新技術(shù)、新模式、新平臺(tái)不斷涌現(xiàn)。但與此同時(shí)，以高鎳無(wú)鈷電池、全氣候電池、固態(tài)/半固態(tài)電池等為核心的前沿電池技術(shù)也對(duì)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作提出了新的要求。對(duì)此，在系統(tǒng)評(píng)估現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)于新技術(shù)產(chǎn)品適用性的前提下，要加快制修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確術(shù)語(yǔ)定義、安全性、電性能以及回收利用等多方面內(nèi)容。
3 結(jié)論
本文系統(tǒng)歸納了國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，并重點(diǎn)分析了各類標(biāo)準(zhǔn)在編制原則和思路等方面的差異性以及主要考量因素，可以看出由于標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)、使用目的以及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景等方面內(nèi)容的不同，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在具體技術(shù)要求和實(shí)驗(yàn)方法方面會(huì)存在差異。同時(shí)，本文基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果、動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等重點(diǎn)論述了動(dòng)力電池在安全、壽命、性能以及綠色循環(huán)等方面的標(biāo)準(zhǔn)需求，并在此基礎(chǔ)之上提出以支撐行業(yè)管理、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)，以動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展需求和新技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展為導(dǎo)向，持續(xù)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)體系研究與標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，支撐新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。
第一作者：胡建（1989—），男，碩士，工程師，從事動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作，E-mail：[email protected]。
