مقدمة
أصدرت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية مؤخرًا معيار GB38031-2025، الذي يُعرف بأنه "أشد معايير سلامة البطاريات صرامة"، والذي يُلزم جميع مركبات الطاقة الجديدة بتحقيق مبدأ "عدم نشوب حريق، وعدم حدوث انفجار" في ظل الظروف القاسية بحلول 1 يوليو 2026. يُمثل هذا المعيار التاريخي نقلة نوعية في صناعة البطاريات، إذ يُعطي الأولوية للسلامة كشرط أساسي لا يقبل المساومة. في هذا المقال، نستعرض المتطلبات التقنية المتطورة للبطاريات والتطورات المُصاحبة لها في أنظمة إدارة البطاريات (BMS) لمواجهة هذه التحديات.
1. معايير أمان مُحسّنة لبطاريات المركبات الكهربائية الصغيرة
يقدم معيار GB38031-2025 معايير صارمة تعيد تعريف سلامة البطاريات:
- منع الهروب الحراري: يجب أن تتحمل البطاريات سيناريوهات قاسية، بما في ذلك اختراق المسامير والشحن الزائد والتعرض لدرجات حرارة عالية، دون أن تشتعل فيها النيران أو تنفجر لمدة 60 دقيقة على الأقل. وهذا يلغي مفهوم "وقت الهروب" السابق، مما يتطلب سلامة جوهرية طوال دورة حياة البطارية.
- تعزيز السلامة الهيكلية: تضمن الاختبارات الجديدة، مثل مقاومة الصدمات السفلية (محاكاة اصطدامات حطام الطريق) وتقييمات السلامة بعد دورة الشحن السريع، المتانة في ظروف العالم الحقيقي26.
- تحسينات كثافة المواد والطاقة: يفرض المعيار حدًا أدنى لكثافة الطاقة يبلغ 125 واط ساعة / كجم لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP)، مما يدفع المصنعين إلى اعتماد مواد متقدمة مثل طبقات العزل النانوية والطلاءات الخزفية 16.
ستؤدي هذه المتطلبات إلى تسريع القضاء على الشركات المصنعة منخفضة المستوى مع تعزيز هيمنة الشركات الرائدة في الصناعة مثل CATL و BYD، والتي تتوافق تقنياتها (مثل CTP 3.0 من CATL و Blade Battery من BYD) بالفعل مع المعايير الجديدة 26.
2. تطور أنظمة إدارة المباني: من المراقبة إلى السلامة الاستباقية
باعتبارها "عقل" أنظمة البطاريات، يجب أن تتطور أنظمة إدارة البطاريات (BMS) لتلبية متطلبات معيار GB38031-2025. تشمل الاتجاهات الرئيسية ما يلي:
أ. شهادة أعلى في السلامة الوظيفية
يجب أن يحقق نظام إدارة البطارية أعلى مستوى من سلامة السيارات (ASIL-D وفقًا لمعيار ISO 26262) لضمان التشغيل الآمن. على سبيل المثال، يُقلل نظام إدارة البطارية من الجيل الرابع من شركة BAIC New Energy، الحاصل على شهادة ASIL-D في عام 2024، معدلات أعطال الأجهزة بنسبة 90% من خلال المراقبة الآنية والتصميم الاحتياطي. تُعد هذه الأنظمة بالغة الأهمية للكشف المبكر عن الأعطال ومنع ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفاجئ.
ب. دمج تقنيات الاستشعار المتقدمة
تُعدّ آليات الإنذار المبكر بالغة الأهمية. إذ تقوم مستشعرات الهيدروجين، مثل تلك التي طورتها شركة شينميكسين، برصد انبعاثات الغازات (مثل الهيدروجين) خلال المراحل الأولى من الهروب الحراري، مما يوفر إنذارًا مسبقًا يصل إلى 400 دقيقة. وتتميز هذه المستشعرات، القائمة على تقنية الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) والحاصلة على شهادة AEC-Q100، بحساسية عالية ومتانة فائقة، مما يتيح حلول أمان فعّالة من حيث التكلفة على مستوى العبوة.
ج. نظام إدارة المباني المدعوم بتقنية الحوسبة السحابية والتحسين المدعوم بالذكاء الاصطناعي
يُتيح التكامل السحابي تحليل البيانات في الوقت الفعلي والصيانة التنبؤية. تستفيد شركات مثل NXP Semiconductors من التوائم الرقمية السحابية لتحسين الخوارزميات، مما يُحسّن دقة تقدير حالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH) بنسبة 12%⁷. يُعزز هذا التحول إدارة الأسطول ويُمكّن من تطبيق استراتيجيات شحن تكيفية، مما يُطيل عمر البطارية.
د. الابتكارات الفعالة من حيث التكلفة في ظل ارتفاع تكاليف الامتثال
قد يؤدي استيفاء المعايير الجديدة إلى زيادة تكاليف نظام البطارية بنسبة 15-20% بسبب ترقيات المواد (مثل الإلكتروليتات المقاومة للهب) وإعادة تصميم الهياكل2. ومع ذلك، فإن الابتكارات مثل تقنية CTP المعيارية من CATL وأنظمة إدارة الحرارة المبسطة تساعد في تخفيف النفقات مع تعزيز كثافة الطاقة68.
3. الآثار الأوسع نطاقاً على الصناعة
إعادة تشكيل سلسلة التوريد: قد يخرج أكثر من 30٪ من شركات البطاريات الصغيرة والمتوسطة من السوق بسبب الحواجز التقنية والمالية، في حين ستتعمق التعاونات بين شركات صناعة السيارات وقادة التكنولوجيا (مثل CATL و BYD)12.
l أوجه التآزر بين الصناعات: تنتقل التطورات في مجال السلامة في بطاريات المركبات الكهربائية الجديدة إلى أنظمة تخزين الطاقة، حيث تتطلب التطبيقات على نطاق الشبكة موثوقية مماثلة "لا حريق، لا انفجار".
القيادة العالمية: من المتوقع أن تؤثر معايير الصين على المعايير العالمية، حيث تقوم شركات مثل شينميكسين بتصدير تقنيات استشعار الهيدروجين إلى الأسواق الدولية.
خاتمة
يمثل معيار GB38031-2025 مرحلة تحولية لقطاع المركبات الكهربائية الجديدة في الصين، حيث تتلاقى السلامة والابتكار. بالنسبة لمصنعي البطاريات، يتوقف بقاؤهم على إتقان إدارة الحرارة وعلوم المواد. أما بالنسبة لمطوري أنظمة إدارة البطاريات، فيكمن المستقبل في أنظمة ذكية متصلة بالسحابة الإلكترونية، تستبق المخاطر بدلاً من مجرد التفاعل معها. ومع انتقال الصناعة من مبدأ "النمو بأي ثمن" إلى مبدأ "السلامة أولاً"، ستقود الشركات التي تُرسّخ هذه المبادئ في صميم عملها العصر القادم من التنقل المستدام.
تابعونا للمزيد من التحديثات حول التطورات التنظيمية والتقنيات المتطورة التي تشكل مستقبل مركبات الطاقة الجديدة.
تاريخ النشر: 22 أبريل 2025
