第 51 卷
2021 年
第2期
电 池BATTERY BIMONTHLY
Vol.51,No.2Apr. ，2021
4月
•讨论会・
D0I ：10. 19535/j. 1001-1579. 2021. 02. 020
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）
摘要：对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》和GB 38031 2020（电动汽车用
动力蓄电池安全要求》的适用范围、测试对象和测试要求差异进行解析。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。
关键词：车用电池；国家标准；IEC 62660-2：2018； GB 38031 2020； 热安全； 机械安全； 环境安全；功能安全
中图分类号:TM912. 1,TM912. 9 文献标志码：A 文章编号：1001-1579（2021）02-0189-04
Analysis of current national and international standards
for automotive power battery
WANG Cai-juan * , SONG Yang , QIN Jian-feng , LYU Yuan-yuan
( Wujiang Customs District of the People ' s Republic of China ,Suzhou , Jiangsu 215200, China)
Abstract ：The differences in the scope of application , test objects and test requirements between IEC 62660-2: 2018 Secondary
lithium-ion Cells for the Propulsion of Electric Road Vehicles-Part 2: Reliability and Abuse Testing and GB 38031
2020 Electric
Vehicles Traction Battery Safety Requirements were analyzed. GB 38031
2020 was better than IEC 62660-2：2018 by strengthening
the requirements of battery system thermal safety ( thermal stability test) ， mechanical safety ( vibration ， mechanical shock and
simulated collision test ) , safety of using environment ( damp heat cycle , immersion and salt spray test ) and functional safety ( over
temperature/over current/external short circuit/overcharge/over discharge protection test). The simulation of vehicle battery actual
scene was realized in a lot of project settings.
Key words ： automotive battery ； national standard ； IEC 62660-2：2018； GB 38031 —2020； thermal safety ； mechanical
safety; environmental safety; functional safety
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
作者简介：
王彩娟（1981-），女，江苏人，中华人民共和国吴江海关法规科四级主办，硕士，研究方向：电池检测技术，通信作者;
宋 杨（1977-），男，江苏人，中华人民共和国吴江海关查检一科副科长，硕士，研究方向：电池检测技术；
秦剑峰（1977-），男，江苏人，中华人民共和国吴江海关法规科工程师，硕士，研究方向：电池检测技术；
吕媛媛（1984-），女，江苏人，中华人民共和国吴江海关法规科工程师，博士，研究方向：电池检测技术
。
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电
池
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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 2020o 标准的不断岀台，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2o
表1 IEC 62660-2：2018和GB 38031—2020对电池单体的测试要求
Table 1 Test requirements for cells of IEC 62660-2：2018 and GB 38031 — 2020
GB 38031：2020IEC 62660-2：2018
差异
项目测试方法项目测试方法
过放电充电单体以1 /, A 放电90 min 强制放电
完全放电的单体在室温环境下1 /l A 持续放电90 min 。测 试时记录电流、电压、温度
国标对满电电池进
行放电；国际标准
对放电电池进行放 电，失效风险更大
过充电
充电单体以制造商规定且小于 1I 3A 恒流充电至制造商规定的 充电终止电压的1. 1倍或115% 荷电状态（SOC ）后，停止充电过充电
用能够提供恒电流充电的电源在室温下以电流（BEV 为
1 I l A,HEV 为5 I l A ）对单体电池持续充电至超过100% S0Co 当电池电压到达2倍的制造商规定的最大电压或对 单体电池施加的电量到达200%S0C 时测试结束
国际标准的过充电 截止条件严于国标外部短路充电单体正负极外短路10 min, 外部线阻小于5 mD
外部短路
单体电池在室温贮存后，通过连接正负极短路10 min 。客
户和制造商间达成协议的情况下，整个外部电阻应W5 mD
测试方法基本一致
加热
充电锂离子电池单体：5 C/min 速率升温至（130±2） C 并保持此
温度30 min ；充电镍氢电池单体：
5 C/min 速率升温至（85±2） C 并保持此温度 2 h
高温耐久
性
5 C/min 的速率上升到130 C ，保持30 min 测试方法基本一致
温度循环
充电单体按照标准中表1规定的 温度、时间和温度变化率循环5
次（25 C —-40 C —25 C — 85 C —25 C ）
温度循环
按ISO 16750-4C 道路车辆•电气和电子设备的环境条件和
试验•第4部分：气候负荷》［9］表4所示进行温度循环测 试。最低操作温度应为-40 C 或制造商规定的最低操作温 度（t ””J ，最咼操作温度应为85 C 或制造商规定的最咼操 作温度（t ”*）。按规定进行30次循环测试
国际标准温度循环 次数高于国标，失 效风险更大挤压充电单体经受垂直于电池单体极 板方向施压，或与单体在整车布 局上最容易受到挤压的方向相 同。挤压板半径75 mm 的半圆 柱体，挤压速度不大于2 mm/s, 挤压至电压达到0 V 或变形量达 到15%或挤压力达到100 kN 或
100倍试验对象质量后停止挤 压，保持10 min
挤压
单体电池放置在绝缘的平面上，用圆形或半圆形棒的挤压 工具，或直径为150 mm 的球形或半球形挤压工具。对于 圆柱形电池，推荐使用圆形挤压工具；对于棱形电池，推荐 使用球形挤压工具（见标准中图3）o 挤压力应直接接近垂 直于电池正极和负极层面的方向施加。挤压工具应能使电 池的变形近似与挤压力的增加成比例；当电压突降到起始 值的1/3，或大于15%的变形出现，或施加电池质量的 1 000倍的力时，挤压力释放。电池静置24 h 或直到外壳 温度下降最高温度的20%，选择时间最短者
测试方法类似，只 是挤压装置的直径 和测试结束条件稍 有差异
振动
单体无要求振动
随机振动8 h，频率为10~2 000 Hz，功率谱密度（PSD ）为20. 00~0• 14 （m/s 2）2/Hz ，取一段时间计算均方根（RMS ） 加速度为27. 8 m/s 2
冲击单体无要求
冲击
500 m/s 2 .6 ms，每个方向10次
第2期王彩娟，等：国內外现行车用动力电池标准解析191
模拟碰撞
表2标准中对电池组或电池系统的测试要求比较
Table2Comparison of test requirements for batteries or battery system between the standards
GB380312020与IEC
62660-2-2018
的差异
项目测试方法
振动按照试验对象车辆安装位置和GB/T2423.432008（电工电子产品环境试验第2部分：试验
方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装》［10］的要求，将试验对象安装在振动台上，每个
方向分别施加随机和定频振动电池包或系统无要求
机械冲击对试验对象施加半正孩冲击波，士z方向各6次（7g、6ms），共计12次
按照试验对象车辆安装位置和GB/T2423.43的要求，将试验对象水平安装在带有支架的台车国外汽车
上。根据试验对象的使用环境，给台车施加规定的脉冲
挤压选择两种挤压板中的一种,x、y两个方向，挤压速度不大于2mm/s，挤压力达到100kN或挤压形变量达到挤压方向整体尺寸的30%时，停止挤压并保持10min
湿热循环按照GB/T2423.4执行试验Db（条款号）：交变湿热试验，变量见标准中图8，循环5次浸水按照方式一进行应不起火、不爆炸；按照方式二进行，试验后需满足IPX7防水等级要求，应无浸水泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应不小于100Q/V
按照标准中8.2.7.1进行外部火烧试验，应不爆炸；按照标准中8.2.7.2进行热扩散乘员保护热稳定性分析和验证。电池包或系统在因单只电池热失控引起热扩撒、进而导致乘员仓发生危险之前5min，提供一个热事件报警信号（镍氢电池包或系统除外）
试验对象置于（-40±2）~（60±2）t的交变温度环境中；温度转换时间在30min以内，高低温
各保持8h，循环5次
盐雾高海拔过温保护过流保护在（35±2）t下向试验对象喷雾8h，然后静置16h，在一个循环的第4h和第5h之间进行低
压上电监控
气压条件为61.2kPa，搁置5h后继续在低气压测试环境下，对试验对象按照制造商规定的不
小于1厶人的电流放电，直至制造商规定的放电截止条件
试验对象应由外部充放电设备进行连续充电和放电，使电流在电池系统制造商规定的正常工
作范围内尽可能快地升高电池的温度，直到试验结束。当符合以下任一条件时，结束试验：试
验对象自动终止或限制充电（放电）；发出终止或限制充电或放电的信号；温度稳定，温度变化
在2h内小于4t
启动外部直流供电设备，对电池系统进行充电，以达到电池系统制造商规定的最高正常充电电
流，然后将电流在5s内从最高正常充电电流增加到与电池系统制造商协商确定可以施加的
过电流，并继续充电至符合以下任一条件时，结束试验：试验对象自动终止充电电流；发出终止
充电电流的信号；温度稳定，温度变化在2h内小于4t
国际标准无模拟碰
撞、挤压、湿热循环、
浸水、热稳定性、温
度冲击、盐雾、高海
拔、过温保护、过流
保护、外部短路、保
护、过充电保护和过
放电保护项目
将试验对象的正负极端子相互连接，短路电阻不超过5mQ，保持短路状态直至符合以下任一
外部短路保护条件时，结束试验：试验对象的保护功能起作用，并终止短路电流；外壳温度稳定（温度变化在2h内小于4t）。之后，继续短路至少lh
试验对象应由外部充电设备在电池系统制造商许可的用时最短的充电策略下进行充电。充电
应持续进行，直至符合以下任一条件时，结束试验：试验对象自动终止充电电流；发出终止充电过充电保护电流的信号；当试验对象的过充电保护未起作用或未自动终止充电电流时，继续充电，使试验对象温度超过电池系统制造商定义的最高工作温度再加10t；当充电电流未终止且试验对象
温度低于最高工作温度再加10t时，充电应持续12h
应与电池系统制造商协商，在规定的正常工作范围内以稳定的电流进行放电，放电持续进行直过放电保护至符合以下任一条件：试验对象自动终止放电电流；发出终止放电电流的信号；当自动中断功过放电保护能未能作用或没有自动终止放电电流时，应继续放电至额定电压的25%；温度稳定，温度变化
在2h内小于4t
与IEC62660-2：2018相比，GB380312020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IEC62660-2：2018和其他便携设备用电池标准中则没有该项目，这就体现了GB380312020的先进性。
GB380312020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5min内发岀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/T314852015和GB/T 31467.32015中，单体针刺测试是独立测试项目，在GB
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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。
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2020(电动汽车用动
力蓄电池安全要求》解析[J].电池,2020,50(3) ：276-279.
收稿日期：2020-10-09
《电池》杂志编辑1名
罗秋珍 136****5169
联系人：李 胜136****2458任职要求：
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