
摘 要:為保障我國新能源汽車產業的健康發展,亟待加強質量保障體系建設及標準研究。本文提出圍繞新能源汽車動力電池測試、退役動力電池梯次利用和充電樁現場檢測,開展標準化研究,規范安全指標,制定現場驗收標準,推動標準法規體系與國際接軌,對提升新能源汽車安全水平、保障產業健康持續綠色發展具有重要戰略意義。
關鍵詞:新能源,動力電池,梯次利用,充電樁
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2025.02.006
0 引 言
黨中央、國務院高度重視新能源汽車的發展,圍繞標準法規、推廣應用等領域出臺了一系列政策,加強產業戰略規劃,有力支撐產業的發展,新能源汽車產業成為我國制造強國的“新名片”。作為新能源汽車產業的重要組成部分,充電基礎設施的建設和運營尤為重要,已引起了高度關注。
針對新能源汽車電池及充電設施,國內不少學者已經開展了相關的研究工作[1-5]。王亞潔等[6]針對當前充電基礎設施發展存在的問題,提出了對策建議。以動力電池產業等為代表的戰略性新興產業和未來產業是發展新質生產力的重要載體。劉穎佳等[7]研究我國動力電池產業及其標準化發展現狀,提出推動鋰離子動力電池產業發展的標準化對策建議,為助力現代化產業體系建設提供參考。動力電池作為電動汽車的關鍵部件之一,遵循其生命周期規律,即將進入大規模退役期。劉學文等[8]對動力電池的梯次利用實際過程中存在的問題進行了探討。充電樁作為電動汽車的基礎設施之一,也面臨著一些問題,張笛等[9]對我國充電樁存在的問題進行分析,并從標準的角度給出了解決方案。
本文提出聚焦新能源汽車及相關產業,圍繞新能源汽車動力電池測試、退役動力電池梯次利用和充電樁現場檢測,開展標準化研究,研究其評估規范,規定其安全指標,制定驗收標準,為現場驗收提供技術保障,將成熟的經驗升級為相關標準,從而促進產業升級。
1 研究內容
1.1 動力電池
隨著電動汽車、無人駕駛汽車、智能汽車的發展和成熟,動力電池做為產業的“心臟”已成為新能源汽車產業的基礎產品,也是新能源產業能否持續健康發展的關鍵。
2025年我國需要回收的廢舊動力電池容量預計將達到137.4 GWh,超過2020年的5倍。2027年全球電池回收行業市場空間將超1500億元。推進動力電池標準化工作,完善動力電池回收利用體系刻不容緩。
退役電池梯次利用是在不增加資源的情況下延伸其使用價值,是大勢所趨,符合國家的戰略需求。為保障動力電池產品質量,助力動力電池回收利用,重點研究以下幾點:
(1)動力電池測試標準。隨著新能源汽車快速推廣,車載動力電池安全性越來越成為社會關注的焦點。根據國家應急管理部數據顯示,新能源汽車事故的持續增加,一方是因為動力電池要不斷向更高比能量和更大充電倍率進步,本質上導致風險升高;另一方面,早期不成熟的新能源汽車已經運行幾年時間,逐步進入電池老化的高危期。
結合新能源汽車高壓零部件領域最新ISO/IEC國際標準、國內標準,德國大眾、奧迪等歐洲五大車廠通用行業標準,以及目前國內主流廠商中比亞迪、大眾、寶馬、長城、中汽研等高壓零部件市場內亟需的測試需求,研究制定緊貼市場需求的新能源汽車高壓零部件測試標準規范,可以有效提升新能源汽車的安全性。
(2)退役動力電池梯次利用標準。目前我國動力電池回收利用體系仍不健全,缺乏動力電池回收、運輸、拆解和綜合利用等環節的管理制度,導致回收過程環境污染和資源浪費現象十分嚴重,給行業發展帶來不利影響。
制定退役動力電池梯次利用評估規范標準,通過分類和分級過程,確保再利用電池的性能,對退役動力電池梯次利用整個流程進行規范化和標準化。規范退役動力電池合理再利用,解決動力電池梯次利用的安全性和可靠性問題,使動力電池梯次利用安全評估標準化,具有重要現實意義。
為規范梯次利用行為,保障梯次利用安全性,可研究其安全評估規范,關鍵安全指標及具體要求如表1所示。
1.2 充電樁
充電樁作為發展新能源汽車所必須的重要配套基礎設施,具有非常重要的經濟社會效益。充電樁在充電安全、電氣性能指標、車樁兼容性等方面存在安全隱患(如充電人員電擊風險、充電故障導致火災等),加強產品質量監管力度具有重要意義。
根據對山東省內充電樁企業走訪了解,以及前期現場檢測與實驗室檢測來看,部分中小型企業安裝投運的充電樁與送檢實驗室調試的具有差異。為了提高與汽車充電的兼容性,企業在現場安裝時,會降低部分要求。這些現場使用的充電樁,直接面王鑫,周媛,王帥:新能源汽車電池及充電設施標準研究對的是用戶,如果這些充電樁存在安全隱患,將對用戶造成極大的危害。
因此,有必要加強質量監管,只有車和樁都嚴格按照國標執行,充電過程才能更加安全。充電樁質量監管有必要轉變抽檢方式,從現在省內安裝建成的公共充電站進行抽檢,現場檢測更能反映省內充電樁的真實情況,覆蓋面會廣很多,這就有必要對充電樁進行現場檢測,著眼于基本部件的檢查,通信協議是否與標準一致,模擬充電中可能產生的故障,充電樁是否做出正確反應,以及絕緣、接地等電氣安全性是否可靠,制定驗收標準,為充電樁現場驗收提供技術保障,研究關鍵點主要有:
(1)開發交/直流充電樁完善、快速、便捷的現場檢測能力并制定相應驗收規范,為監管充電樁及充電站真實質量情況提供測試依據與技術支撐。
(2)結合充電樁國家標準與當地運營商或監管部門要求,研究制定充電樁現場檢測標準的技術內容與測試項目,比如外觀檢查、標志檢查、機械開關設備檢查、功能試驗、安全要求試驗、協議一致性試驗、電擊防護試驗、充電連接裝置及電纜檢查等。
(3)建立省內充電樁大數據庫,通過云端監測充電樁的每一次充電過程,通過云計算與大數據分析讓充電更安全。
2 預期效益
2.1 強化新能源汽車充電設施質量監管
隨著新能源汽車豐富度和智能化水平的提升,充電設施建設的加速推進發展,政策環境和使用環境的持續優化,產品的競爭力將進一步提升。作為檢驗檢測機構,加強對充電設施的質量監管,對提升新能源汽車安全水平、保障產業健康持續發展具有重要戰略意義。
對充電樁質量監管轉變抽檢方式,從現在山東省內安裝建成的公共充電站進行抽檢,開展現場檢測驗收的模式更能反映山東省內充電樁的真實情況,通過制定高水平驗收標準,可標準化地指導充電樁的現場檢測驗收工作,為政府的監督管理提供堅實有效的技術支撐,為新能源汽車充電設施提供質量保障,支撐新能源汽車推廣和產業化的需求,促進行業自律,積極促進充電設施行業向規模化、規范化方向發展。預期效益主要有:
(1)完善檢測能力后,可服務于公交場站、新建充電站等進行現場檢測服務,也可為企業提供技術指導和咨詢。
(2)進行充電樁現場檢測驗收及評價可服務于政府部門,為政府發放充電樁補貼提供依據。
(3)作為檢驗檢測機構,制定及完善充電樁現場檢測驗收及評價標準可為政府監管部門提供有力保障和技術支撐,有助于加強充電設施的質量監管,規范該產品的健康發展。
2.2 推動標準法規體系與國際接軌
通過研究制定緊貼市場需求的新能源汽車高壓零部件測試標準規范,充分發揮標準的基礎性和引導性作用,鼓勵企業積極關注,并采用最新國際標準,積極參與國際標準制定,發揮標準化組織作用,推動優勢、特色技術標準成為國際標準,從而提升我國在國際標準制定中的話語權和影響力。
與此同時,研究退役動力電池梯次利用便于推進梯次利用產業的發展,梯次利用在生態上主要基于環境保護和資源節省,可實現資源利用的最大化,符合綠色、循環和可持續的發展理念。
目前國家各部委主張退役動力電池先進行梯次利用,再進行資源化回收。山東省作為人口規模及能源消耗大省,對退役動力電池實施標準化攻堅研究,進一步完善“山東標準”建設布局,有利于全面激發經營主體標準活力,促進梯次利用企業標準化加快發展,更好地聚焦服務國家新能源發展戰略,具有重大的經濟效益、社會效益和生態效益。
3 結 語
《中國制造2025》提出“節能與新能源汽車”作為重點發展領域,明確了繼續支持電動汽車發展,為我國新能源汽車產業發展指明了方向。《國務院辦公廳關于印發新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)的通知》中提出推動動力電池全價值鏈發展,加強全生命周期監管的要求;加快充換電基礎設施建設,提升充電基礎設施服務水平。
新質生產力的關鍵,一個是綠色,另一個是標準化。綠色發展是高質量發展的底色,新質生產力本身就是綠色生產力;標準化是新質生產力發展的引擎,標準源于新,立于質,可融合高水平創新與高質量發展。開展新能源汽車電池及充電設施關鍵技術標準研究工作,完善檢驗檢測認證服務體系,充分發揮檢驗檢測認證機構高技術服務業作用,可為相關企業、機構、院校提供精準技術服務,對推動我國新能源產業實現高質量發展具有重要意義。
參考文獻
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[9]張笛.我國電動汽車充電樁標準分析及展望[J].中國標準化,2022(24):99-102.
作者簡介
王鑫,研究員,主要從事檢測及標準化技術研究工作。
(責任編輯:袁文靜)
基金項目:本文受山東省標準化戰略性重點項目“新能源汽車電池及充電設施關鍵技術標準戰略性重點項目”(項目編號:2022-ZL-06)和山東省產品質量檢驗研究院儲備項目“動力電池全生命周期標準體系研究”(項目編號:2023ZJKY004)資助。