GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》是我国电动汽车领域首批强制性国标,2020 年 5 月发布、2021 年 1 月实施,替代了此前的 GB/T 31485—2015 和 GB/T 31467.3—2015,聚焦动力电池单体、电池包或系统的安全性能,核心新增热扩散安全要求,从多维度筑牢动力电池安全底线。具体要求如下:
一、适用范围
该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,涵盖纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车的动力蓄电池,涉及电池单体、模块、包及系统四个层级;不适用于低速电动车和特殊用途电动车辆的动力蓄电池,也不包含不为电动汽车提供动力的 12V 低压辅助电源类蓄电池。
二、核心安全要求
(一)电池单体安全要求
针对电池单体的过充电、过放电、短路、挤压等场景制定了安全准则。例如在挤压试验中,沿垂直极板方向或整车布局中易受挤压方向施压,采用半径 75mm 的半圆柱挤压板,挤压速度≤2mm/s;当电压至 0V、变形量达 15%、挤压力达 100kN 或 1000 倍单体重量时停止,保持 10min 后观察 1h,要求无起火、爆炸。同时,标准修改了电池单体过放电、过充电的安全要求与试验方法,删除了跌落、针刺、海水浸泡、低气压等安全要求和试验方法。
(二)电池包或系统安全要求
热扩散安全:这是该标准的核心新增内容,电池包或系统因单个电池热失控引发热扩散时,需在导致乘员舱发生危险前 5 分钟提供热事件报警信号;制造商需提供热扩散乘员保护分析报告,检测机构需验证报警信号有效性、热扩散延迟时间等指标。
机械安全:包含振动、机械冲击、模拟碰撞、挤压等试验要求。如挤压试验可选用 75mm 半圆柱挤压板(长度≤1m)或 600mm×600mm 带三个半圆柱的挤压板,沿车辆行驶方向(x 轴)和水平垂直方向(y 轴)施压,挤压速度≤2mm/s;挤压力达 100kN 或变形量达 30% 时停止,保持 10min 后观察 2h,需满足结构完整、无危险泄漏。
环境安全:涵盖湿热循环、浸水、外部火烧、温度冲击、盐雾、高海拔等试验要求。比如外部火烧试验定义了直接燃烧 70s + 间接燃烧 60s 的流程,温度冲击试验需耐受 - 40℃~85℃的快速温度变化,盐雾试验参考 GB/T 2423.17 执行以考核外壳耐腐蚀能力。
电气安全:规定了过温保护、过流保护、外部短路保护、过充电保护、过放电保护等要求。例如过温保护试验中,电池温度超过最高工作温度时,保护系统需及时触发,切断充放电回路;保护类试验后绝缘电阻应不小于 100Ω/V,若有交流电路则不小于 500Ω/V。
三、试验相关规定
(一)试验条件
明确了一般条件、测量仪器仪表准确度、测试过程误差、数据记录与记录间隔等要求。例如测量仪器需满足相应准确度等级,测试过程误差需控制在规定范围内,数据记录需保证间隔合理、信息完整。
(二)试验准备
分别对电池单体和电池包或系统的试验准备工作做出规范,包括样品的状态调整、安装固定等内容,确保试验能准确反映产品的安全性能。
(三)试验方法
详细规定了电池单体和电池包或系统各安全性试验的具体操作流程,为检测机构开展试验提供了统一的技术依据,确保试验结果的可比性和有效性。