国内外现行车用动力电池标准解析

王彩娟，宋 杨，秦剑峰，吕媛媛

(中华人民共和国吴江海关，江苏 苏州 215200)

近年来，锂离子电池的应用拓展到储能和车用领域。车用锂离子电池的能量密度高，安全性能成为关注的焦点[1-2]。车用动力电池首个国家强制性标准GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》[3]已于2021年1月1日实施，并替代GB/T31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》[4]和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》[5]。该标准与车用动力电池现行国际标准IEC 62660-1：2018《电动汽车用锂离子动力蓄电池 第1部分：性能试验》[6]、IEC 62660-2：2018《电动汽车用锂离子动力蓄电池 第2部分：可靠性和滥用测试》[7]相比，有较大差异。

本文作者对标准间适用范围、测试对象和测试要求的差异进行解析，帮助车用动力电池生产和使用企业甄别关键差异点，以便及时针对国内和国外技术法规的差异优化产品设计，避免遭遇市场准入壁垒。

1 标准变化

国际标准IEC62660-1和IEC 62660-2的第1版发布于2010年，于2018年发布了第2版，两个版本之间的测试要求虽然变化很小，但表明国际标准体系正在根据车用动力电池的发展需求，进行相应的调整、完善。

我国车用动力电池的安全标准始于汽车行业标准QC/T 743-2006《电动道路车辆用锂离子蓄电池》[8]，然后是国家推荐性标准GB/T 31485-2015和GB/T 31467-2015，再到国家强制性标准GB 38031-2020。标准的不断出台，表明我国新能源汽车电池标准体系日臻完善，也凸显我国新能源汽车产业的持续发展态势。

2 标准比较

2.1 适用范围

IEC 62660-1：2018规定了电驱动车[包括电动车(BEV)和混合电动车(HEV)]用锂离子单体电池的容量、功率密度、能量密度、贮存寿命和循环寿命基本特性的测试程序，属于电性能测试标准；IEC 62660-2：2018规定了电驱动车(包括BEV和HEV)用锂离子单体电池的可靠性和误用性能测试，属于安全性能测试标准；GB 38031-2020则适用于电动汽车用等可充电储能装置，规定了单体电池、电池包或系统的安全要求和试验方法，也属于安全性能测试标准。

2.2 差异解析

IEC 62660-2：2018和GB 38031-2020都是针对车用电池的安全要求标准，但是前者的测试对象为锂离子电芯，后者的测试对象为锂离子电池和镍氢电池单体、电池包或系统。GB 38031-2020的测试对象更广、层级更全面，主要是由于该标准发布时，车用电池发展更成熟。我国受邀以副主席国家身份主持电动汽车安全全球技术法规(UN GTR 20)中动力电池的法规制修订工作。首个车用动力电池强制性标准GB 38031-2020集合了我国新能源汽车大规模推广应用的经验，与UN GTR20同步制定、充分协调并全面接轨，技术内容兼具电池通用性和车用产品特应性要求，项目设置更加科学合理。GB 38031-2020与GB 38032-2020《电动客车安全要求》、GB 18384-2020《电动汽车安全要求》同时发布，标志着我国电动汽车强制性安全标准体系的建立。

根据测试内容的不同，IEC 62660-2：2018和GB 38031-2020之间的要求差异见表1和表2。

表1 IEC 62660-2：2018和GB 38031-2020对电池单体的测试要求

表2 标准中对电池组或电池系统的测试要求比较

与IEC 62660-2：2018相比，GB 38031-2020强化了电池系统热安全(热稳定性测试)、机械安全(振动、机械冲击和模拟碰撞测试)、使用环境安全(湿热循环、浸水和盐雾测试)和功能安全(过温/过流/外部短路/过充电/过放电保护测试)要求，很多项目的设置实现了车用电池实际场景的模拟，其中热稳定性测试包括了外部火烧和热扩散两个测试项目。在储能电池标准中有类似测试项目，但方法有所不同，而在IEC 62660-2：2018和其他便携设备用电池标准中则没有该项目，这就体现了GB 38031-2020的先进性。

GB 38031-2020设置热稳定性测试，主要是由于车用动力电池的能量密度大，在行驶过程中若电池热稳定性异常，将会造成扑救困难，必须通过软硬件控制，保证乘车人员的逃离时间。

热稳定性测试的外部火烧项目作为热失控的触发条件，要求在电池包或电池系统在依次经受直接燃烧和间接燃烧后，能够有效耐受外部火烧而不爆炸。热稳定性测试的热扩散项目则要求电池单体发生热失控后，电池包或电池系统在5 min内发出一个热失控报警信号，为乘员预留一定的安全逃生时间[11]。在被替代的标准GB/T 31485-2015和GB/T 31467.3-2015中，单体针刺测试是独立测试项目，在GB 38031-2020中被正式取消，仅作为单体热失控的触发条件。也就是说，是否通过针刺不是试验目的，关键要考察单体热失控后，电池包或电池系统是否可以控制热失控的蔓延，为车用电池的安全应用设定了重要门槛。

3 结论

近年来，车用动力电池国际标准变化不大，但我国车用动力电池安全标准则经历了从点到面、从面到体，再到强调电池的整体、系统性安全的发展历程。

首个车用电池强制性国家标准GB 38031-2020已于2021年1月1日起正式实施。与IEC 62660-2∶2018相比，在适用范围、测试对象和测试要求上都有较大的差异，GB 38031—2020强化了电池系统热安全(热稳定性测试)、机械安全(振动、机械冲击和模拟碰撞测试)、使用环境安全(湿热循环、浸水和盐雾测试)和功能安全(过温/过流/外部短路/过充电/过放电保护测试)要求，很多项目的设置实现了车用电池实际场景的模拟。车用电池生产和使用企业应尽快完善热事件报警信号和报警阈值的研究，在产品设计阶段就进行必要的模拟测试；同时，也要关注国家标准和国际标准间的差异，针对准入国的标准进行设计优化调整，以确保产品在后续市场准入中免受影响。