熱門搜索關(guān)鍵詞: GB38031類設備 GB31241類設備 環(huán)境類設備 產(chǎn)線類設備
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1 破局循環(huán)經(jīng)濟:歐盟法規(guī)下的產(chǎn)業(yè)重構(gòu)
1.1 歐盟動力電池循環(huán)經(jīng)濟法規(guī)的背景與影響
新能源汽車的爆發(fā)式增長帶來了動力電池裝機量的持續(xù)增加,但也引發(fā)了資源消耗、環(huán)保壓力與合規(guī)挑戰(zhàn)。歐盟作為全球重要的新能源汽車市場之一,為實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展目標,相繼出臺了一系列循環(huán)經(jīng)濟法規(guī),如《歐洲綠色協(xié)議》《報廢車輛指令》《新循環(huán)經(jīng)濟行動計劃》《新電池法規(guī)》等,它們對動力電池產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、銷售、回收和再利用等環(huán)節(jié)均提出了嚴格要求,正在重構(gòu)產(chǎn)業(yè)規(guī)則。
這些法規(guī)的本質(zhì)之一,是通過回收與再利用實現(xiàn)動力電池商業(yè)價值與環(huán)境友好的最大化,企業(yè)需從被動合規(guī)轉(zhuǎn)向主動布局。這意味著企業(yè)不能僅僅滿足于被動地遵守法規(guī)要求,而要積極主動地進行戰(zhàn)略布局,將循環(huán)經(jīng)濟理念融入到企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略中,通過創(chuàng)新商業(yè)模式和技術(shù)手段,實現(xiàn)動力電池的回收與再利用,提升企業(yè)競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。
1.2 法規(guī)對動力電池產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)與機遇
歐盟動力電池循環(huán)經(jīng)濟法規(guī)對動力電池產(chǎn)業(yè)帶來了巨大挑戰(zhàn)。首先,法規(guī)對動力電池的回收率、再利用率等指標提出了明確要求,企業(yè)需要建立高效的回收和再利用體系,以滿足法規(guī)要求。其次,法規(guī)對動力電池的安全性、環(huán)保性等也有嚴格規(guī)定,企業(yè)需要加強產(chǎn)品質(zhì)量控制和安全管理,確保產(chǎn)品符合相關(guān)標準要求。
這些法規(guī)也為動力電池產(chǎn)業(yè)帶來了機遇和新的動力。通過積極響應法規(guī)要求,促進技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級,企業(yè)可以提升自身可持續(xù)發(fā)展能力,樹立良好品牌形象,大力開拓歐盟等國際市場。
2 雙軌路徑落地:100%回收 + 再利用提效
2.1 回收:全鏈路追溯 + 高效網(wǎng)絡,劍指 100%目標
歐盟法規(guī)強制要求動力電池實現(xiàn)100%回收率,這是一個極具挑戰(zhàn)性的目標。為了實現(xiàn)這一目標,企業(yè)需要構(gòu)建一套覆蓋全鏈條的“數(shù)字護照系統(tǒng)”與高效回收網(wǎng)絡。
全鏈路追溯是實現(xiàn)100%回收的基礎,通過建立數(shù)字化追溯系統(tǒng),可以對動力電池從生產(chǎn)、銷售、使用到回收的全過程進行跟蹤和管理;高效回收網(wǎng)絡是支撐100%回收的關(guān)鍵,包括上門回收、分銷商網(wǎng)點、再利用再制造企業(yè)站點、專業(yè)回收機構(gòu)及監(jiān)管部門等,以此提高回收的便利性和效率,降低回收成本。
2.2 再利用:聚焦重復使用,激活再用場景
再利用,包括梯次利用情形,如動力電池梯次利用到儲能電站。這方面,DEKRA德凱進行了有益的實踐。其全力參與的、由德國聯(lián)邦財政部直接提供資金支持的德國Flux Li-Con項目,從項目規(guī)劃、建置、交付、驗收到投入歷時3年,于2024年第三季度完成。該項目包含德國Ludwigsburg和Wolfenbüttel 兩個梯次利用的儲能電站場景,分別覆蓋54萬和5萬常住人口的用電。
再利用,還包括重復使用,如電動汽車共享、租賃及二手買賣。一方面,相關(guān)方需建立動力電池健康度(SoH)測試和評估方法,以滿足市場需求。針對此,DEKRA德凱開發(fā)的快速、精準SoH檢測專利技術(shù),可提供可信數(shù)據(jù)支撐,加速商業(yè)場景落地。目前,該專利檢測技術(shù)已為130種車型、25000輛二手電動車提供了檢測,并出具了權(quán)威報告。該技術(shù)更成為實施《歐盟新電池法規(guī)(EU) 2023/1542》條款14(2024年8月18日強制實施的 SOCE 要求)的關(guān)鍵技術(shù)支撐,為行業(yè)提供了可復制的實踐范本。另一方面,檢測出來的SoH數(shù)據(jù),如何更好地關(guān)聯(lián)和對應到動力電池剩余價值,直至二手車估價,還需要市場多方聯(lián)手。
重復使用場景的開拓,將為動力電池產(chǎn)業(yè)帶來新的商業(yè)機會。通過準確檢測SoH,可以將那些仍然具有一定使用價值的電池應用到共享、租賃及二手交易等領域,延長電池使用壽命,提高電池商業(yè)價值。同時,這也有助于減少廢舊電池的產(chǎn)生,降低對環(huán)境的影響,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
3 全生命周期賦能:從合規(guī)到競爭力的跨越
3.1 循環(huán)經(jīng)濟是企業(yè)必須構(gòu)建的系統(tǒng)能力
循環(huán)經(jīng)濟不是選擇題,而是企業(yè)必須構(gòu)建的系統(tǒng)能力。在歐盟循環(huán)經(jīng)濟法規(guī)的推動下,動力電池企業(yè)需要將循環(huán)經(jīng)濟理念貫穿到企業(yè)的全生命周期管理中,從產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、銷售到回收和再利用,都需要考慮資源的循環(huán)利用和環(huán)境的保護。企業(yè)需要建立完善的循環(huán)經(jīng)濟管理體系,加強技術(shù)和管理創(chuàng)新,提升企業(yè)核心競爭力。
在這方面,DEKRA 德凱基于歐洲市場諸多最佳實踐,推出覆蓋“合規(guī)保障—高效回收—再利用創(chuàng)新—數(shù)字化管理”的全鏈路解決方案,為企業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟時代的發(fā)展提供了有力支持。通過實施全鏈路解決方案,企業(yè)可以確保產(chǎn)品合規(guī)性,提高回收和再利用效率,挖掘電池最大商業(yè)價值,實現(xiàn)從合規(guī)到競爭力的跨越。
3.2 制造端與市場端的全鏈路解決方案
在制造端,DEKRA 德凱為電池制造商提供再生材料比例驗證、物質(zhì)限用檢驗、安全和性能測試、碳足跡核算、盡職調(diào)查報告等服務,助力產(chǎn)品設計符合安全和可持續(xù)要求,確保產(chǎn)品質(zhì)量,降低環(huán)境影響,提高市場競爭力。
在市場端,DEKRA 德凱搭建回收網(wǎng)絡認證體系,通過SoH檢測技術(shù)和梯次利用電站建設、管理案例,實現(xiàn)再利用場景匹配模型,挖掘電池最大商業(yè)價值;通過建立回收網(wǎng)絡認證體系,確保規(guī)范性和可靠性,提高回收效率和質(zhì)量。
4 結(jié)語
未來,動力電池產(chǎn)業(yè)將在綠色低碳發(fā)展的道路上不斷前進。隨著技術(shù)進步和市場發(fā)展,動力電池質(zhì)量安全和性能將進一步提升,回收和再利用技術(shù)也將不斷突破。同時,隨著全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展重視程度的日益提高,各國政府將出臺更加嚴格的法規(guī)和標準,推動動力電池產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
在這樣的背景下,動力電池企業(yè)需通過持續(xù)創(chuàng)新積極應對市場變化和法規(guī)要求。同時,加強全生命周期管理及國際合作與交流,增強競爭力,為實現(xiàn)全球“雙碳”目標做出貢獻。
總之,動力電池產(chǎn)業(yè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展,是一個長期而艱巨的任務,需要政府、企業(yè)、科研機構(gòu)等共同努力。
4 羅運俊 中汽研汽車檢驗中心(廣州)有限公司新能源試驗研究部部長 羅運俊 在新能源汽車三電(電池、電機、電控)系統(tǒng)檢測認證技術(shù)研究方面具備豐富經(jīng)驗,參與多項新能源汽車領域國家標準制定工作,開展多項省部級新能源汽車重點研發(fā)計劃研究,構(gòu)建了完善的新能源汽車三電系統(tǒng)測試評價技術(shù)服務平臺,積極拓展針對東南亞地區(qū)的檢測認證一站式服務平臺,在新能源汽車出口檢測認證方面卓有成效。 [摘要] 本研究聚焦動力電池質(zhì)量安全領域,圍繞標準化與檢測服務展開探索與實踐。首先,解析新國標GB 38031—2025《電動汽車用動力蓄電池安全要求》(以下簡稱“GB 38031—2025新標準”)及相關(guān)標準修訂背景、原則與新增測試方法,強調(diào)其在提升安全性、推動國際協(xié)同及保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的重要作用,并結(jié)合檢測經(jīng)驗指出實施過程中企業(yè)需關(guān)注的應對策略。其次,探討動力電池在低空經(jīng)濟、遠洋運輸及機器人等新興應用場景下的質(zhì)量安全要求,介紹在測試驗證、標準建設及風險防控體系構(gòu)建中的具體進展與舉措。第三,強調(diào)完善標準體系與檢測認證機制對于支撐動力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意義,提出以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、安全奠基未來的愿景。 [關(guān)鍵詞] 動力電池;標準化;質(zhì)量安全
引言 近年來,隨著全球“雙碳”戰(zhàn)略的推進和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,動力電池作為電動汽車的核心部件,其安全性與可靠性成為學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的重點[1,2]。國內(nèi)外學者圍繞熱失控機理、循環(huán)壽命預測、熱管理優(yōu)化等開展了大量研究[3,4],并建立了較完善的理論與實驗體系。在標準建設方面,我國已逐步建立了覆蓋電性能、安全性與可靠性等多個維度的動力電池標準體系,最新發(fā)布的GB 38031—2025新標準,推動了產(chǎn)業(yè)質(zhì)量與安全水平不斷提升。 然而,隨著技術(shù)迭代和應用場景拓展,現(xiàn)有研究與實踐仍存在不足。一方面,標準體系雖趨完善,但針對快充循環(huán)、底部撞擊、熱擴散等極端工況的研究仍有待深入,相關(guān)檢測方法的適應性和統(tǒng)一性不足;另一方面,現(xiàn)有檢測評價體系主要服務于車用動力電池,對于低空飛行器、遠洋運輸和服務機器人等新興應用的特殊需求缺乏系統(tǒng)研究。同時,國際標準與中國標準在部分指標上仍存在差異,影響了我國動力電池產(chǎn)品的國際競爭力。 1 GB 38031—2025新標準解讀 動力電池安全GB 38031—2025 新標準的修訂,是我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的重要里程碑。該標準遵循三個基本原則:一是進一步提升動力電池的安全性,強化產(chǎn)品在極端工況下的防護能力;二是豐富事故場景測試方法,更加全面地覆蓋電池在使用周期中可能遭遇的風險情境;三是充分考慮新能源汽車“走出去”戰(zhàn)略,積極對接國際標準與法規(guī),增強我國標準體系的兼容性和國際影響力。 在具體條款上,GB38031—2025新標準較GB 38031—2020標準具有顯著提升:新增單體層級的快充循環(huán)后安全測試和系統(tǒng)層級的底部撞擊測試,同時對熱擴散實驗提出更為嚴格的要求。這些調(diào)整不僅反映了我國動力電池技術(shù)的發(fā)展趨勢,也順應了行業(yè)對安全性驗證的更高需求。 此外,GB 38031—2025新標準在修訂過程中曾討論過電池包刮底試驗,但因其涉及整車防護驗證,未被納入其中,而是轉(zhuǎn)入GB 18384《電動汽車安全要求》標準修訂中。此舉不僅保證了標準體系的合理分工,也突顯了對整車安全防控的系統(tǒng)性考量。值得注意的是,該標準自今年7月正式實施后,引發(fā)了社會和消費者高度關(guān)注。消費者在購車前主動詢問產(chǎn)品是否符合新標準,客觀上推動了企業(yè)加快標準符合性驗證,提升了市場對產(chǎn)品質(zhì)量與安全的信心。 然而,GB 38031—2025新標準在落實過程中也暴露出一些現(xiàn)實問題。相比舊版,新國標更加重視車輛安全防控設計的系統(tǒng)性驗證,要求企業(yè)提交說明文件及佐證材料。但由于缺乏統(tǒng)一模板,企業(yè)在理解和執(zhí)行上存在差異,導致提交文件的完整性與規(guī)范性不足。同時,部分技術(shù)說明需整車設計部門配合,增加了跨部門協(xié)調(diào)難度。這些問題可能延長認證周期,影響企業(yè)的產(chǎn)品投放效率。因此,建議相關(guān)企業(yè)應提前布局,完善內(nèi)部協(xié)調(diào)機制,規(guī)范說明文件編制流程,以提升應對新標準的效率與合規(guī)性。 2 國內(nèi)外標準差異性分析 在動力電池安全領域,標準體系建設與國際協(xié)同是推動產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心環(huán)節(jié)。隨著我國標準體系的逐步完善,動力電池質(zhì)量安全要求已達到國際先進水平,但與歐美、日本等國家和地區(qū)的標準相比,仍存在差異。主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 首先,在測試維度上,GB 38031—2025新標準對快充循環(huán)后安全、底部撞擊和熱擴散等項目均提出了更嚴格的要求,測試場景更貼合我國復雜的交通環(huán)境和使用工況。但國際主流標準更注重電池在典型濫用條件下的基礎驗證。其次,在技術(shù)指標設置上,我國標準普遍提出了更高的閾值要求,例如對熱擴散蔓延時間和安全防護能力的規(guī)定,體現(xiàn)出更強的預防性導向。第二,在標準定位上,國內(nèi)標準不僅服務于提升本土產(chǎn)品安全水平,還兼顧新能源汽車出口的合規(guī)需求。相比之下,歐美標準更多體現(xiàn)地方性法規(guī)屬性。 值得注意的是,我國標準在與國際標準的協(xié)同上也取得顯著進展。例如在修訂GB 38031—2025新標準過程中,充分對比了聯(lián)合國ECE R100等標準的條款,努力實現(xiàn)與國際接軌。這一做法不僅有助于提升我國標準在全球的認可度,也為動力電池產(chǎn)品“走出去”創(chuàng)造了條件。與此同時,國際社會對我國標準的關(guān)注度也在提升,一些東南亞國家已開始參考并采納我國標準體系。 總體來看,我國動力電池標準在安全性和完整性方面已達到國際先進水平,甚至在部分維度上實現(xiàn)了超越,但仍需持續(xù)推進其國際化應用和互認進程。如何在鞏固國內(nèi)標準優(yōu)勢的同時結(jié)合多元化應用需求,形成更加完善的質(zhì)量安全保障體系,是推動產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新與全球競爭力提升的重要課題。 3 新興應用場景探索 隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,動力電池應用邊界亦不斷拓展,除傳統(tǒng)的車用場景外,低空飛行器、遠洋運輸與服務機器人等新興領域逐漸成為關(guān)注重點。這些領域?qū)恿﹄姵氐男阅堋⒖煽啃约鞍踩蕴岢隽烁咭螅瑫r也對現(xiàn)有標準體系和檢測方法帶來新的挑戰(zhàn)。 3.1 低空經(jīng)濟領域 低空經(jīng)濟是近年來快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),電動垂直起降飛行器(eVTOL)等新型交通工具的興起,使動力電池的航空應用需求日益凸顯。相較于車用場景,低空飛行器在高空跌落、極端溫差和高強度振動等工況下運行,對電池的能量密度、安全性及環(huán)境適應性要求更為苛刻。目前,航空領域已有部分電池測試標準,但整體體系仍不完善。為填補短板,我國已投入大量資源建立低空經(jīng)濟研究平臺,開展高空跌落、熱擴散和環(huán)境可靠性測試,并推動相關(guān)標準體系的構(gòu)建。這一舉措有助于將汽車領域的成熟經(jīng)驗向航空延伸,形成跨領域技術(shù)轉(zhuǎn)化與標準協(xié)同。 3.2 遠洋運輸場景 隨著中國新能源汽車出口規(guī)模持續(xù)擴大,動力電池在遠洋運輸過程中的安全風險逐漸凸顯。與車輛使用階段相比,海運環(huán)境下的電池面臨長時間高濕、高鹽霧和密閉艙室條件,易誘發(fā)熱失控等安全事故。為此,國內(nèi)研究機構(gòu)聯(lián)合船級社、航運企業(yè)開展了系統(tǒng)研究,構(gòu)建了新能源汽車遠洋運輸危險源辨識體系,并提出基于不同電池材料體系和裝配形式的分級安全評價方法。通過制定安全分級指標和評價指南,有望為新能源汽車大規(guī)模出海提供安全保障。 3.3 機器人應用領域 服務機器人與人形機器人是人工智能與智能制造融合發(fā)展的重要方向,其動力來源高度依賴電池系統(tǒng)。與消費電子和電動車電池相比,機器人應用多處于人員密集或財產(chǎn)密集的場景,對電池的可靠性與安全性要求更為嚴格。然而,現(xiàn)有標準體系尚未覆蓋機器人獨特的使用場景和潛在風險,缺乏有針對性的檢測方法。為此,國內(nèi)檢測機構(gòu)已啟動機器人用動力電池專用檢測體系建設,嘗試從安全測試、失效模式識別和風險評價等方面提出系統(tǒng)性方案。這不僅有助于保障機器人產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,也為動力電池在新興領域的應用提供了支撐。 綜上所述,如何在現(xiàn)有標準和檢測的基礎上構(gòu)建覆蓋更多應用場景的系統(tǒng)性質(zhì)量安全保障框架,已成為動力電池產(chǎn)業(yè)亟須解決的關(guān)鍵課題。 4 結(jié)論與展望 總體來看,我國動力電池質(zhì)量安全標準體系已日趨完善,GB 38031—2025新標準的實施,不僅有助于提升產(chǎn)業(yè)整體安全水平,也為我國在全球標準體系中提升話語權(quán)奠定了基礎。然而,在標準符合性驗證、跨領域檢測方法開發(fā)以及國際標準接軌等方面仍存在改進空間。 未來研究可圍繞以下幾個方向展開:首先,完善覆蓋全生命周期的動力電池質(zhì)量安全評價體系,實現(xiàn)從研發(fā)、制造到使用及回收環(huán)節(jié)的全鏈條管控;其次,加強新興應用場景下的測試方法與標準建設,提升檢測技術(shù)的適應性與前瞻性;第三,推動中國標準的國際化推廣與互認,提升動力電池產(chǎn)業(yè)的全球競爭力。 總之,動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要以標準為引領、以檢測為支撐,形成創(chuàng)新與安全并重的發(fā)展格局。通過不斷完善質(zhì)量安全體系,有望為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和多元化應用提供堅實保障。 [參考文獻] 〔1〕Yu Quanqing, Nie Yuwei, Peng Simin, et al.Evaluation of the safety standards system of power batteries for electric vehicles in China〔J〕.Applied Energy, 2023, 349:121674—121674. 〔2〕Liu KL, Wei ZB, Zhang CH, et al. Towards Long lifetime battery: AI-based manufacturing and management. IEEE/CAA J Autom Sinica 2022;9:1139–65. 〔3〕Yang Yanan, Wang Min, Zhang Mengmeng, et al.Advancements, Challenges, and Future Trajectories in Advanced Battery Safety Detection〔J〕. Electrochemical Energy Reviews, 2025, 8:10—10. 〔4〕Jaguemont J., Bardé F., A critical review of lithium-ion battery safety testing and standards〔J〕, Applied Thermal Engineering, 2023, 231:121014—121014.
5 深圳市比亞迪鋰電池有限公司 何一兵 質(zhì)量總監(jiān) 深圳市比亞迪鋰電池有限公司 王高武 開發(fā)副總監(jiān) 深圳市比亞迪鋰電池有限公司 黃英駿 質(zhì)量副總監(jiān) [摘要] 動力電池作為新能源汽車的核心部件,其安全性直接關(guān)系到整車的可靠性與用戶的出行安全。為全面提升動力電池安全水平,深圳市比亞迪鋰電池有限公司(以下簡稱“比亞迪電池”)從多維度安全設計與制造關(guān)鍵控制點(CCP)管控兩方面系統(tǒng)推進。從刀片電池等創(chuàng)新技術(shù)帶來的結(jié)構(gòu)革新,到覆蓋產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量管理體系,再到本征安全、被動安全與主動安全相結(jié)合的多維防護架構(gòu),以及生產(chǎn)過程中對CCP的精準識別與數(shù)字化管控,這些策略共同構(gòu)建了一套更加立體、動態(tài)的安全防御體系。實踐表明,通過將前瞻性設計與制造端精細化管控深度融合,能夠顯著提升動力電池系統(tǒng)的安全性與可靠性,為新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實基礎。 [關(guān)鍵詞] 動力電池安全;質(zhì)量安全管理;多維安全設計;制造CCP管控
引言 在全球碳中和目標推動下,新能源汽車產(chǎn)業(yè)正迎來前所未有的發(fā)展機遇[1]。作為新能源汽車的“心臟”,動力電池的安全性已成為影響公眾信任與行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素[2]。近年來,盡管動力電池技術(shù)取得了長足進步,但安全問題仍是其發(fā)展的核心挑戰(zhàn),它不僅關(guān)乎用戶的生命財產(chǎn)安全,更直接影響消費者對新能源汽車的信心[1]。在此背景下,比亞迪電池聚焦動力電池安全領域,通過在多維安全設計與制造中的CCP管控探索與實踐,為行業(yè)應對安全挑戰(zhàn)提供了切實可行的創(chuàng)新解決方案。 1 比亞迪刀片電池發(fā)展概述 比亞迪電池對動力電池的研發(fā)始于2003年,2020年比亞迪電池全新產(chǎn)品刀片電池橫空出世,憑借獨特的“7S”技術(shù)(超級安全/強度/功率/低溫/壽命/續(xù)航/成本),累計斬獲超1100項專利,實現(xiàn)了動力電池在結(jié)構(gòu)、安全與效率方面的顛覆性創(chuàng)新,重新定義了新能源汽車的安全標準。截至目前,比亞迪動力電池整車合作經(jīng)驗已超20年,搭載其電池的新能源汽車已突破1000萬輛。 刀片電池的技術(shù)突破意義深遠,不僅為新能源汽車提供了更高效、安全的電池解決方案,而且大幅降低了新能源汽車的成本,同時加速電動化普及,為綠色出行和全球碳減排作出了重要貢獻,成為推動全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。在此基礎上,比亞迪電池進一步加強了對電池質(zhì)量安全的管控,在不斷推進技術(shù)創(chuàng)新的同時,還在制造過程建立了完善的質(zhì)量安全管理體系,使刀片電池的安全性得到全面提升。 2 質(zhì)量安全管理體系 2.1 全生命周期過程管理 動力電池安全保障是一個系統(tǒng)工程,需要覆蓋全生命周期的質(zhì)量安全管理體系[3]。比亞迪電池以“安全是電動車最大的豪華”為宗旨,以“0安全失效”為目標,以產(chǎn)品安全特性為主線,結(jié)合風險思維策劃并推行產(chǎn)品安全管理體系,以確保產(chǎn)品在全生命周期中的安全性和可靠性。這一體系全面覆蓋質(zhì)量與安全特性相關(guān)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),各模塊協(xié)同發(fā)力構(gòu)建起立體防護網(wǎng)。 在體系運行中,質(zhì)量安全特性識別是基礎環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)嚴格依據(jù)法律法規(guī)要求及顧客核心需求,系統(tǒng)識別安全相關(guān)特性,涵蓋法規(guī)強制特性、基礎安全特性、重要功能特性、關(guān)鍵性能特性等,并對安全特性及重要特性實施全面專項識別與精準管控。其中,安全特性分析評價聚焦風險預判與防控,通過FMEA(失效模式與影響分析)等先進工具識別潛在失效模式與后果,并制定有針對性地預防和應對措施。在設計端,產(chǎn)品安全設計與驗證嚴格對標GB 38031《電動汽車用動力蓄電池安全要求》、ISO 26262《道路車輛功能安全》等規(guī)范,建立企業(yè)定制化測試大綱并開展試驗驗證[4-6]。進入生產(chǎn)環(huán)節(jié),通過構(gòu)建全員參與的安全文化,開展常態(tài)化安全專項審核、關(guān)鍵工序?qū)崟r監(jiān)控等,對產(chǎn)品安全特性進行全流程動態(tài)管控。同時,對全鏈條潛在風險進行管理,建立IT化數(shù)據(jù)管理平臺,實時監(jiān)控分析并干預管控。同時,與IATF 16949(由國際汽車工作組制定,是國際汽車行業(yè)公認的核心質(zhì)量管理標準)質(zhì)量管理體系融合,提升體系的完整性與有效性。通過這些措施可以確保產(chǎn)品在各個階段的安全性,為全生命周期安全管理提供了清晰、可操作的執(zhí)行依據(jù),實現(xiàn)從設計到售后的全方位安全保障。 2.2 “0安全失效”導向的產(chǎn)品開發(fā)流程 在產(chǎn)品開發(fā)過程中,比亞迪電池始終以“0安全失效”為核心導向,構(gòu)建起覆蓋安全目標確認、設計開發(fā)、設計驗證、產(chǎn)品驗證至生產(chǎn)過程保證的管控框架。安全目標確認階段,結(jié)合法規(guī)標準與顧客需求完成安全維度全面核查,并實現(xiàn)目標的分層拆解與落地;設計開發(fā)階段,同步嵌入FMEA等安全分析工具;設計驗證階段,通過多場景安全驗證等手段校驗設計有效性;產(chǎn)品驗證階段,則通過全項檢測確保產(chǎn)品實物完全符合安全要求。 整個開發(fā)流程將產(chǎn)品安全目標設定、危害源系統(tǒng)分析、全階段驗證及持續(xù)改進機制深度融入各環(huán)節(jié),確保從設計源頭到量產(chǎn)交付的全鏈條安全可控。 2.3 質(zhì)量安全文化 比亞迪電池致力于確保產(chǎn)品安全關(guān)鍵工序的全面覆蓋與完成。通過明確關(guān)鍵工序識別、定人定崗及人員資質(zhì)考核,并做好關(guān)鍵工序警示,確保每個環(huán)節(jié)的安全可控。同時,公司分層推進產(chǎn)品安全意識培訓,包括面向事業(yè)群的體系化課程和工廠的現(xiàn)場培訓指導,并依托線上平臺提供豐富的學習資源,廣泛提高員工參與度。 通過系統(tǒng)化培訓與管理措施結(jié)合,員工的安全意識顯著增強,在保證每個環(huán)節(jié)符合安全標準的同時,進一步筑牢全面、嚴謹?shù)钠髽I(yè)質(zhì)量安全文化。該文化不僅強化了員工對安全紅線的敬畏之心,也推動了專業(yè)技能的整體提升,構(gòu)建出注重安全、追求卓越的工作環(huán)境。 3 多維度設計質(zhì)量安全 3.1 多維度設計框架 動力電池安全是電動汽車的核心保障,其技術(shù)研究圍繞本征安全、被動安全與主動安全三個維度系統(tǒng)展開。在此基礎上,進一步形成系統(tǒng)化的多維度安全設計體系。該體系融合安全使用窗口理念,覆蓋從材料、電芯、模組到系統(tǒng)的全產(chǎn)品鏈,構(gòu)建貫穿全生命周期的開發(fā)流程。基于對失效機制、觸發(fā)機制與擴散機制的系統(tǒng)識別以及抑制策略的制定,逐一打通電芯、模組、電池包和系統(tǒng)四個層級,涵蓋可靠連接、高壓防護、機械安全、過充、過流、內(nèi)短和危險氣體七個維度的“七維四層安全矩陣”,從而實現(xiàn)多層級、全要素的安全開發(fā)與管控。 比亞迪電池多維度設計框架不僅確保了每個環(huán)節(jié)的安全性,還通過系統(tǒng)化設計和管理提升了整體安全性能,確保動力電池運行的可靠性和穩(wěn)定性。 3.2 多工況系統(tǒng)化防御 電池系統(tǒng)的失效具有時間演變性,主要體現(xiàn)在容量衰減、直流內(nèi)阻(DCIR)增大、連接松動和斷裂等方面[7]。隨著時間及循環(huán)次數(shù)增加,容量衰減和DCIR增大會逐漸加劇,連接應力隨振動、膨脹的積累導致界面斷裂失效,異物隨循環(huán)堆積、隔膜蠕變還可能刺破隔膜形成短路,這些問題最終都會導致電池失效。而在實際應用中,電池系統(tǒng)還可能面臨底部磕碰、車輛撞擊等惡劣工況,其失效演變過程往往從初始損傷逐步發(fā)展至極限狀態(tài),且伴隨出現(xiàn)復雜交互失效,使損傷與失效的界限趨于模糊,相應增加了安全驗證結(jié)果的判定難度。 針對上述時間演變性失效問題與各類極端工況,比亞迪電池建立了完善且覆蓋全域的測試系統(tǒng),通過系統(tǒng)化測試和管理及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在隱患。同時,比亞迪電池還大幅提高機械防護標準,針對高集成度設計帶來的高壓絕緣風險優(yōu)化熱管理和結(jié)構(gòu)設計,確保在惡劣條件下能維持穩(wěn)定的絕緣性能,并融合熱傳導、抗沖擊、防火、絕緣、預警等多維手段構(gòu)建熱擴散阻斷機制。這些系統(tǒng)化測試和管理措施,不僅能全面提升電池系統(tǒng)的安全性能,有效預防和減少電池失效風險,還將外部惡劣工況導致安全風險的預測概率降低一個數(shù)量級以上,從而延長電池使用壽命,保障其在多種應用場景下的安全運行。 4 制造CCP管控 4.1 安全CCP全過程識別 比亞迪電池制造CCP管控實踐以研究并識別質(zhì)量安全的CCP為核心,構(gòu)建安全管理體系。通過貫穿產(chǎn)品開發(fā)、工藝設計與制程落地的全流程,系統(tǒng)性識別并管控關(guān)鍵控制點,并構(gòu)建基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的動態(tài)監(jiān)控與閉環(huán)機制,實現(xiàn)安全風險的持續(xù)改善與有效管控。同時,建立質(zhì)量安全監(jiān)控管理系統(tǒng),包括風險狀態(tài)可視化、CCP制程監(jiān)控系統(tǒng)、潛在風險管控系統(tǒng),以此提升管控的智能化與精準化。 從產(chǎn)品本身到生產(chǎn)過程、作業(yè)現(xiàn)場及管理機制,需全方位梳理并識別產(chǎn)品安全管控CCP,主要涵蓋產(chǎn)品特性、過程特性、關(guān)鍵工序、風險作業(yè)及崗位、管理機制等核心維度。產(chǎn)品安全管理的關(guān)鍵在于前置預防與問題閉環(huán),需通過技術(shù)防護與人員防護相結(jié)合的方式推動全員參與安全管控,同時建立快速響應機制,確保各類風險處于可控范圍,使發(fā)現(xiàn)的問題能夠徹底歸零,最終保障CCP有效落地。其中,針對產(chǎn)品特性與過程特性相關(guān)的CCP,需在量產(chǎn)CP(控制計劃)、工藝標準及作業(yè)指導書中進行明確固化與全面落實,以此確保安全管控要求在全生產(chǎn)周期內(nèi)保持一致性與持續(xù)性。 4.2 CCP管控數(shù)字化 比亞迪電池以全面質(zhì)量管理要求為基準,將數(shù)字化技術(shù)深度融入風險管控全流程,構(gòu)建高效協(xié)同的風險運作機制,將技術(shù)、流程和人員緊密結(jié)合,實現(xiàn)“將看不見的風險,用看得見的數(shù)據(jù)來管理”的精細化要求。 針對數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)加工效率、知識提取能力等共性挑戰(zhàn),比亞迪電池專門搭建設計一體化風險管理平臺,依托該平臺實現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)互聯(lián)、基于數(shù)據(jù)的深度洞察及風險的提前預測,為風險管理提供全鏈路支撐。該平臺具備計算、判異、導入及控制閉環(huán)等功能,能夠在數(shù)據(jù)采集、處理存儲等多個層次形成完整的數(shù)據(jù)管理與應用體系。同時,通過與MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))的深度集成,平臺可實現(xiàn)對工廠生產(chǎn)場景的100%覆蓋,支持150余項核心指標的數(shù)據(jù)實時調(diào)用。此外,平臺通過異常診斷結(jié)果與響應指令的自動推送,可確保在2小時內(nèi)完成風險檢索,并按高、中、低等級實施分級管理、閉環(huán),顯著提升制程CCP的管控效率與實際效果。 4.3 制造CCP長效管理 電池制程管理以CCP為核心,依托數(shù)字化手段對制程數(shù)據(jù)進行監(jiān)控與控制,系統(tǒng)構(gòu)建長效管理機制,全面提升全員質(zhì)量安全意識,并系統(tǒng)落實“防止發(fā)生、避免流出”的雙重防控措施。工廠通過建立專門的質(zhì)量安全管理組織架構(gòu),合理配置資源,保障長效管理機制有效運行。在意識培養(yǎng)方面,通過領導參與、系統(tǒng)培訓、體系文件指導等方式,強化全員質(zhì)量安全意識,確保異常問題整改措施100%推廣,新增問題實現(xiàn)快速響應與100%閉環(huán)處理。基于設計開發(fā)階段正向識別的產(chǎn)品CCP,從源頭上策劃防錯與攔截機制,綜合運用自動化、信息化、防錯技術(shù)與智能探測等手段,全面提升CCP管控的準確性與有效性,切實杜絕質(zhì)量安全風險的發(fā)生與外溢。 5 結(jié)論 動力電池安全是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。為筑牢這一核心防線,比亞迪以刀片電池為技術(shù)基石,通過融合多維安全設計與制造CCP管控實踐,構(gòu)建起“質(zhì)量安全管理體系—多維度設計質(zhì)量安全—完善制程CCP管控”的全鏈條安全體系。其中,全生命周期管理貫穿電池從設計到售后的全流程,多維度設計以本征、被動、主動安全結(jié)合的架構(gòu)織就防護網(wǎng),制程CCP管控則依托關(guān)鍵控制點的精準識別與數(shù)字化管理守住生產(chǎn)關(guān)口,三者共同構(gòu)筑起刀片電池“安全護城河”,從技術(shù)到制造全方位保障其安全優(yōu)勢。 比亞迪電池的發(fā)展歷程與技術(shù)創(chuàng)新為行業(yè)樹立了動力電池安全管控的范例。未來,隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,動力電池安全技術(shù)將不斷迭代,多維安全設計與CCP管控實踐也將持續(xù)優(yōu)化,為新能源汽車的安全發(fā)展提供更堅實的支撐,推動行業(yè)朝著更安全、更高效的方向邁進。
來源:《消費指南》2025.10 總第303期、中國消費品質(zhì)量安全,基于分享的目的轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)載文章的版權(quán)歸原作者或原公眾號所有,如有涉及侵權(quán)請及時告知,我們將予以核實并刪除。