电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程

电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程
电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程

电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程

范围

本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。

本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。

规范性引用文件(其中的一部分)

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Db 交变湿热(12h+12h循环)(IEC 60068-2-30:2005,IDT)

GB/T 2423.43-2008 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(IEC 60068-2-47:2005,IDT)

GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT)

GB/T 18384.1-2001 电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置(ISO/DIS 6469-1:2000,EQV)GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护(ISO/DIS 6469-3:2000,EQV)GB/T 19596-2004 电动汽车术语(ISO 8713:2002,NEQ)

GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 1: General,MOD)

GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分:机械负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 3: Mechanical loads,MOD)

GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分:气候负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 4: Climatic loads,MOD)

术语和定义

1.1

蓄电池电子部件

采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置,必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。

注:蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制,或者通过蓄电池控制单元控制。

1.2

蓄电池控制单元 battery control unit (BCU)

控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数,并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。

1.3

1 / 20

额定容量 rated capacity of battery pack/syetem

制造商所宣称的电池包或系统按照6.2的方法确定的放电容量。

1.4

电池包 battery pack

能量存储装置,包括单体或单体的集成,单体电子(部件),高压电路,包含电连接的过流保护装置,冷却接口,高压,辅助低压及通讯。见附录A。

1.5

电池系统 battery system

能量存储装置,包括单体或单体的集成,电池管理系统,高压电路(含电流接触器)、包含电连接的过流保护装置,冷却接口,高压,辅助低压及通讯。见附录A。

1.6

高能量应用high energy application

装置或应用特性,电池包或电池系统的最大允许输出电功率和室温下其在1C倍率放电的能量比值低于10。

注:高能量电池包和电池系统应用于BEVs。

1.7

高功率应用 high power application

装置或应用特性,电池包或系统的最大允许输出电功率和室温下其在1C倍率放电的能量比值大于等于10。

注:高功率电池包和电池系统应用于HEVs和FEVs。

1.8

蓄电池电流符号 leading sign of battery current

蓄电池放电电流符号为正,充电电流符号为负。

1.9

电池管理系统battery management system(BMS)

控制或管理电池系统电气的或热性能的电子装置,并提供电池系统和其他车辆控制器的通讯,包括单体电池电子部件和电池控制单元。

符号和缩略语

下列符号和缩略语适用于本文件。

BCU:蓄电池控制单元

nC:电流倍率,等于1小时放电容量的n倍(单位A)

HV:高压(B级电压,大于60V且小于等于1000V的直流系统,参照GB/T 18384.3-2001)

LV:低压(A级电压,不大于60V的直流系统,参照GB/T 18384.3-2001)

PSD:功率谱密度

RMS:均方根

RT(room temperature):室温(25±2)℃

SOC:荷电状态

:效率

'

I:最大允许脉冲放电电流

m ax

通用测试条件

1.10 一般条件

1.10.1 高压安全设计需参照GB/T 18384.1和GB/T 18384.3的相关进行测试和验证。

1.10.2 受试装置交付时需要包括完整的系统和用户手册,包括所有必要的操作的文件,以及和测试设备相连的接口部件(如连接器,插头,包括冷却系统)。制造商需要提供电池包或系统的工作限值,以保证整个测试过程的安全。

1.10.3 当测试的目标环境温度改变时,在进行测试前受试装置需要完成环境适应过程:受试装置在新的试验环境温度下静置12h。受试装置如果包含蓄电池控制单元,则环境适应过程需要将其关闭。如果在1h内所有测试点的温度变化小于4℃,则环境适应过程的静置时间可以缩短。

1.10.4 如果电池包或系统由于某些原因(如尺寸或重量)不适合进行某些测试,那么供需双方协商一致后可以用电池包或电池系统的子系统代替作为受试装置,进行全部或部分试验,但是作为受试装置的子系统应该包含和整车要求相关的所有部分,如进行机械性能测试所要求的机械或电连接的连接点。

1.10.5 调整SOC至试验目标值n%的方法是:按生产商提供的充电方式将电池包或系统充满电,静置1h,以1C恒流放电(100-n)/100 h。每次SOC调整后,新的测试开始前受试装置需要静置30min。1.10.6 测试过程中,为了电池包或系统的内部反应及温度的平衡,某些测试步骤之间需要静置一定的时间。静置过程中切断电池包或系统的主接触器,电池包或系统的低压电控单元正常工作,如蓄电池电子部件和BCU等;冷却系统根据制造商的规定或BCU的指令工作。

1.10.7 测试过程中的放电倍率大小按照本标准的规定执行,充电机制和放电截至条件由制造商提供,但是这些条件应前后统一,如循环性能测试过程的充电机制和放电截至条件应该和循环寿命等其他试验的规定相同。

1.10.8 电池包或系统的额定容量对于测试过程具有重要影响。如果蓄电池实际可用容量(7.1.

2.2)与蓄电池额定容量之差的绝对值超过额定容量的5%,则在测试报告中要明确说明,并用实际可用容量代替额定容量用于充放电电流及SOC计算的依据。

1.10.9 电池包和电池系统需要进行的测试项目、测试方法章条号、测试条件等信息见附录B。

1.11 准确度要求

1.11.1 测量仪器、仪表准确度的要求如下:

——电压测量装置:不低于0.5级;

——电流测量装置:不低于0.5级;

——温度测量装置:±1K;

——时间测量装置:±0.1%;

——尺寸测量装置:±0.1%;

——质量测量装置:±0.1%。

1.11.2 测试过程中,控制值或测试值的总误差(相对于期望值或实际值)最低要求如下:

——电压:±1%;

——电流:±1%;

——容量:±1%;

——温度:±2K。

1.12 数据记录间隔

3 / 20

除非在某些具体测试项目中另有说明,否则在预计的充电或放电时间的每5%间隔处记录测试数据,如时间、温度、电流和电压等。

1.13 试验准备

1.13.1 电池包的准备

除非特殊说明,否则电池包的高压和低压要和测试平台设备相连。根据电池包生产商的要求和实验测试规程,由测试平台控制电流接触器、可获取的电压、电流和温度参数。电池包的被动过流保护需要开启。测试平台需要保证主动过流保护,如果需要,可以通过断开电池包的主接触器来实现。冷却装置可以连接到测试平台,根据电池包生产商的要求进行控制操作。

1.13.2 电池系统的准备

除非特殊说明,否则电池包的高压和低压要和测试平台设备相连。电池系统由BCU控制,平台测试设备将遵循BCU通过总线通讯传递来的工作限值。平台测试设备要保证主接触器开关的工作,保证电压电流和温度剖面和测试规程的要求一致。电池系统冷却装置及平台测试设备相对应的冷却回路将根据测试规程和BCU的控制而工作。BCU要使平台测试设备能够在电池系统工作限值内完成规定的测试。如果需要,BCU的程序将根据测试规程由电池系统生产商进行更改。电池系统的主被动过流保护需要开启。主动过流保护同时也需要由平台测试设备保证,如果需要的话通过断开电池系统的主接触器实现。

电池包测试过程中,电池包和测试平台之间没有信息交换,电池包的参数限值由测试平台直接控制;而电池系统测试过程中,电池系统通过总线和测试平台通讯,将蓄电池状态参数和工作限值实时传输给测试平台,再由测试平台根据电池状态和工作限值控制测试过程。

电池包和电池系统测试中,都是由测试平台控制受试装置的充电、静置、放电等过程的具体参数及其切换,由测试平台检测电池包和电池系统电流、电压、容量或能量等参数,并将这些数据作为检测结果或计算依据。

通用测试循环

1.14 预处理循环

1.14.1 电池包的预处理循环

电池包的高压和低压要和测试平台设备相连,在室温下进行测试,电池充满电,冷却系统保持工作,电池处于正常的工作条件下(主电流接触器关闭,电池系统由测试平台控制)。使用被动电路保护的集成设备完成实验。断开主动充电控制。

测试规程按如下要求进行:

a)室温下进行测试。

b)除非制造商在交货前另有建议,否则使用2C放电。充电按照制造商的推荐进行。

c)进行五次预处理循环。消费者和厂商之间还可以达成一致意见减少预处理循环次数。

d)电池包或系统的放电截止电压不可低于生产商推荐的最小电压值(最小电压是未造成不可恢

复损坏的放电电压最低值)。

e)如果在连续两次电池包或系统的放电容量变化不高于额定容量的3%(高功率电池用2C放电倍

率,高能量电池用1C放电倍率,或都根据电池制造商的建议而采取的放电其他放电机制),

则认为电池包或电池系统完成了预处理。如果对于同一个电池包或电池系统,而且采用的放

电机制和电池厂内部测试相同,第二个循环可以直接和厂家的数据进行对比。

1.14.2 电池系统的预处理循环

电池包的高压和低压要和测试平台设备相连,在室温下进行测试,电池充满电,冷却系统保持工作,电池处于正常的工作条件下(主电流接触器关闭,电池系统由BCU控制)。使用被动电路保护的集成设备完成实验。断开主动充电控制。

测试规程按如下要求进行:

a)室温下进行测试。

b)除非制造商在交货前另有建议,否则使用2C放电。充电按照制造商的推荐进行。

c)进行五次预处理循环。消费者和厂商之间还可以达成一致意见减少预处理循环次数。

d)电池包或系统的放电截止电压不可低于生产商推荐的最小电压值(最小电压是未造成不可恢

复损坏的放电电压最低值)。

如果在连续两次电池包或系统的放电容量变化不高于额定容量的3%(高功率电池用2C放电倍率,高能量电池用1C放电倍率,或都根据电池制造商的建议而采取的放电其他放电机制),则认为电池包或电池系统完成了预处理。如果对于同一个电池包或电池系统,而且采用的放电机制和电池厂内部测试相同,第二个循环可以直接和厂家的数据进行对比

1.15 标准循环

1.15.1 标准循环在测试过程中本标准指定的测试步骤进行,以确保电池包和系统在测试时处于相同的状态。标准循环在室温下进行,按照先后顺序包括一个标准放电过程和标准充电过程,其步骤如下:

a)标准放电:使用1C放电至制造商规定的放电截至条件;

b)静置30min;

c)标准充电:根据蓄电池制造商提供的充电机制充电;

1.15.2 如果标准循环和一个新的测试之间时间间隔长于24小时,则需要重新进行一次标准循环。

基本性能测试

1.16 容量和能量测试

1.16.1 通用条件

1.16.1.1 电池包或系统需要测试室温、高温和低温下的容量和能量。

1.16.1.2 每次充电前受试装置将静置30min,或者达到室温。

1.16.1.3 测试过程使用恒流放电,放电过程在制造商制定的截至条件下停止。

1.16.1.4 放电电流对放电时间的积分为电池包或系统的容量,放电电流和电压的乘积对放电时间的积分为电池包或系统的能量。

1.16.2 室温下的容量和能量测试

1.16.

2.1 测试在室温下按照表1的测试步骤进行。

1.16.

2.2 步骤3的放电容量为蓄电池的实际可用容量。如果实际可用容量与蓄电池额定容量之差的绝对值超过额定容量的5%,则在测试报告中要明确说明,并用实际可用容量代替额定容量用于充放电电流及SOC计算的依据。

表1 室温下能量和容量测试步骤

1.16.3 高温下的能量和容量测试

5 / 20

电池包和系统需要测试40℃环境温度下的能量和容量。试验在环境箱内完成,按照表2的测试步骤进行试验。

表2 高温下能量和容量 测试步骤

1.16.4 低温下的能量和容量测试

电池包和系统需要测试0℃和-18℃环境温度下的能量和容量。试验在环境箱内完成,按照表3的测试步骤进行试验。

表3 低温下能量和容量 测试步骤

1.17 功率和内阻测试 1.17.1 通用条件

1.17.1.1 电池包或系统需要测试室温、高温和低温及不同SOC 下的功率和内阻,某一具体环境温度和SOC 下的功率和内阻测试工况见7.

2.2,整个测试过程按照7.2.4进行。

1.17.1.2 按照表5给定的时间测量电池包或系统的端电压,按7.

2.4计算充放电功率和内阻。 1.17.2 功率和内阻测试工况

1.17.

2.1 功率和内阻测试工况按照表4和图1进行,测试过程中需要记录的数据如表5和图2所示。 1.17.2.2 放电过程的放电电流保持为恒流,电流大小为电池包或系统的最大允许脉冲放电电流'

m ax I 。不同环境温度和SOC 下'

m ax I 可以不同,'

m ax I 由制造商提供。如果放电过程电池包或系统端电压达到制造商指定的放电电压限值,停止放电,适当降低'

m ax I 后重新进行试验。

7 / 20

1.17.

2.3 充电过程充电电压保持为恒流,电流大小为0.75'

m ax I 。如果电池包或系统的最大允许脉冲充电电流小于0.75'

m ax I ,则充电过程按照制造商规定的最大允许脉冲充电电流进行。如果充电过程中电池包或系统端电压达到制造商指定的充电电压限值,停止充电,适当降低'

m ax I 后重新进行试验。

表4 功率和内阻测试工况 步骤时间

脉冲功率特性曲线-电流 示例

脉冲功率特性曲线-电压 示例 表5 需要测试的电压和电流

1.17.3 功率和内阻计算

1.17.3.1 放电内阻计算

放电内阻计算按式(1)-(5)计算:

0.1s放电内阻

11

0 ,1.0I U

U R

dch -

= (1)

2s放电内阻

22

0 ,2I U

U R

dch -

= (2)

10s放电内阻

33

0 ,

10I U

U R

dch -

= (3)

18s放电内阻

44

0 ,

18I U

U R

dch -

= (4)

全过程放电内阻

45

4 I U

U R

dch -

= (5)

1.17.3.2 充电内阻计算

充电内阻计算按式(6)-(9)计算:

0.1s充电内阻

66

5 ,1.0I U

U R

cha -

= (6)

2s充电内阻

77

5 ,2I U

U R

cha -

= (7)

10s充电内阻

88

5 ,

10I U

U R

cha -

= (8)

全过程充电内阻

88

9 I U

U R

cha -

= (9)

9 / 20

1.17.3.3 放电功率计算

放电功率计算按式(10)-(13)计算:

0.1s 放电功率 11,1.0I U P dch *=……………………………………(10) 2s 放电功率 22,2I U P dch *=……………………………………(11) 10s 放电功率 10,33dch P U I =*……………………………………(12) 18s 放电功率 18,44dch P U I =*……………………………………(13) 7.2.3.4 充电功率计算

充电功率计算按式(14)-(16)计算:

0.1s 充电功率 66,1.0I U P cha *=……………………………………(14) 2s 充电功率 77,2I U P cha *=………………………………………(15) 10s 充电功率 88,10I U P cha *=……………………………………(16) 1.17.4 测试步骤

室温、高温及低温下的功率和内阻测试分别按照表6、7、8进行,其中高温和低温下的测试在环境箱内进行。

表6 室温下电池包或系统功率和内阻测试 测试步骤

表7 高温下电池包或系统功率和内阻测试 测试步骤

表8 低温下电池包或系统功率和内阻测试 测试步骤

1.18 无负载容量损失

1.18.1 无负载容量损失是指电池系统长期搁置状态下的容量损失,包括可恢复容量损失和不可恢复容量损失两部分。测试在室温下按照表9进行。

1.18.2 搁置过程中断开电池系统的高压连接、低压连接,关闭冷却系统及其他必要的连接装置。 1.18.3 搁置周期为720h ,容量损失计算如下:

a) 步骤4、8、11、15的放电容量分别记为4C 、8C 、11C 、15C ; b) 168h 搁置周期内的无负载容量损失率为:

%1008

11

8?-C C C ; c) 168h 搁置周期内的不可恢复的无负载容量损失率为

%1004

15

4?-C C C 。 表9 动力电池系统无负载容量损失 测试步骤

11 / 20

1.19 低温启动功率测试

1.19.1 低温启动功率测试高功率电池系统在低温和低SOC 状态下的功率输出能力,测试按表10进行。 1.19.2 低温启动功率测试时,由制造商提供电池系统在给定条件下的放电截至电压,由测试平台控制电池系统在此电压下恒压放电,同时BCU 将单体保证各单体参数在工作限值之内。恒压放电过程的采样率为50ms 。

1.19.3 采集恒压放电过程中的电池系统端电压U 和电流A ,按照式(17-18)计算电池系统的低温启动功率。

第i 次恒压放电平均功率 n

I U P i ∑*=

'

(17)

低温启动功率 3

'3

'2'1'

P P P P ++= (18)

表10 电池系统低温启动功率测试 测试步骤

1.20 能量效率测试

1.20.1 电池系统测试80%SOC (或制造商允许的最高SOC )、50%SOC 和20%SOC (或制造商规定的最低SOC )三种不同荷电状态下的能量效率,测试在室温下按表16进行。

1.20.2 给定SOC 下电池系统的能量效率测试按照能量效率测试工况进行,能量效率测试工况由电量相互中和的放电脉冲和充电脉冲及静置过程组成:

a) 20C 或'

m ax I 恒流(取两者之间较大值)放电,持续12s ; b) 静置40s ;

c) 15C 或0.75'

m ax I 恒流充电(取两者之间较大值),持续16s ;

d) 对步骤a)和步骤c)中的电流和电压的乘积对时间积分,分别计算出电池系统放电脉冲输出的

能量o E 和充电脉冲过程输入的能量i E ,单位为Wh ; e) 按式19计算高功率电池系统能量效率(%)。

%100*=i

o E E η (19)

表11 电池系统能量效率测试 测试步骤

1.21 循环寿命测试

循环寿命测试按照GB/T ××××的要求进行。 可靠性测试 1.22 湿热循环 1.22.1 试验规程

1.2

2.1.1 试验前电池系统调整SOC 至50%。参考GB/T 242

3.4-2008执行试验Db ,变量见图3。其中最高温度是+80℃,循环次数5次。在执行试验程序时,受试装置根据GB/T ××××.1—××××的要求工作在模式2.1(低压供电,高压系统无电流通过)进行操作,或由供需双方协商确定。

1.2

2.1.2 测试过程中,采集受试装置的电压、温度;热冲击试验前后分别测量受试装置正极和壳体之间,以及负极和壳体之间的绝缘电阻,绝缘电阻测量方法参考18384.1。

1.2

2.1.3 热冲击循环后,按照6.2的要求进行两次标准循环,评估受试装置的容量。

13 /

20

Y :相对湿度,%RH ;Y ’:温度,℃;X :时间,h ; a :降温开始;b :升温结束;C :1个循环结束。

湿热度循环

1.2

2.2 要求

按照GB/T ××××.1—××××的规定功能状态为A 级。 1.23 振动试验

1.23.1 电池包或系统的振动试验

1.23.1.1 在振动测试前,按照6.2执行两次标准循环,评估受试装置容量。然后按照5.1.5调整SOC 到50%。

1.23.1.2 参考受试装置车辆安装位置和GB/T 2423.43-2008的要求,将受试装置安装在振动台上。振动测试在三个方向上进行,测试从Z 轴开始,然后是Y 轴,最后是X 轴。测试过程参照GB/T 2423.56-2006。 1.23.1.3 对于安装在车辆簧上(车身)的受试装置,测试参数按照表17、18和20进行;对于安装位置在车辆乘员箱下部的受试装置,测试参数按照表17、19和20进行。

1.23.1.4 每个方向的测试时间是21小时,如果受试装置是两个,则可以减少到15h ,如果受试装置是三个,则可以减少到12h 。振动过程中试验环境温度相应改变。测试时间及测试环境对应关系参照表21进行,其中Tmin 取-40℃,Tmax 取75℃,或者按照电池包或系统制造商和测试机构协议的其他温度。

1.23.1.5 由供需双方定义振动过程中的工作模式。推荐对电池包或电池系统进行反复的标准循环,标准循环之间静置30min。

1.23.1.6 振动测试后,根据6.2执行两次标准循环,评估振动试验对受试装置容量的影响。

1.23.1.7 振动试验台要保证如下控制参数:

f)控制频率误差:1.25±0.25Hz;

g)报警容差:±3dB

h)中断容差:±6dB。

表12 Z轴PSD值

表13 Y轴PSD值电池包或电池系统的安装在车身上

表14 Y轴PSD值电池包或电池系统的安装在车身下

表15 X轴PSD值

15 /

20

电池包或系统的振动测试功率谱密度曲线

表16 温度和时间

1.23.2 电池包或系统的电子装置的振动试验

1.23.

2.1 对于安装位置为车辆簧上(车身)的受试装置,按照图5和表22对电池包或系统的电子装置进行随机振动试验;对于其他安装位置的受试装置,参照GB/T ××××.3—××××的相关试验进行测试,或者根据车辆实际运行过程的测试数据进行测试。

1.23.

2.2 参照GB/T 242

3.56-2006执行随机振动。受试装置的每个平面都进行8小时的振动测试。 1.23.2.3 振动试验台的控制参数满足8.2.1.7的要求。 1.23.2.4 振动过程中受试装置按照GB/T ××××.1—××××的要求,工作在3.2模式。

加速度PSD和频率对应关系

表17 PSD值和频率

1.23.3 要求

1.23.3.1 按照8.

2.1和8.2.2进行振动测试,不能发生机械破坏或电故障。

1.23.3.2 按照GB/T ××××.1—××××的要求,操作模式3.2中的功能状态为A级,其他操作模式下的功能状态为C级。

1.24 热冲击

1.24.1 测试规程

1.24.1.1 在开始测试前,按照6.2的要求进行两次标准循环,评估受试装置的容量。并调整SOC至50%。

1.24.1.2 停止受试装置所有的热控制功能,将受试装置放置在封闭空间内,使环境温度在80~-40℃之间变化。到达温度极限值的时间要小于等于30min,受试装置在任意极限温度下保持最小1h的时间,循环5次。热冲击过程中的受试装置按照GB/T ××××.1—××××的要求工作在模式

2.1,或者由由供需双方协商确定。

1.24.1.3 如果设备允许,可以按照试验时间要求将受试装置在两个设定在固定温度的环境箱之间转移。

1.24.1.4 测试过程中,采集受试装置的电压、温度;热冲击试验前后分别测量受试装置正极和壳体之间,以及负极和壳体之间的绝缘电阻,绝缘电阻测量方法参考18384.1。

1.24.1.5 热冲击循环后,按照6.2的要求进行两次标准循环,评估受试装置的容量。

1.24.2 要求

1.24.

2.1 循环完成以后,受试装置不得有任何损坏,包括所有的密封;受试装置控制线路应完好。

1.24.

2.2 按GB/T ××××.1—××××的要求,功能状态为A级。

1.25 机械冲击

1.25.1 测试规程

1.25.1.1 测试前按照6.2的要求进行两次标准循环,评估受试装置的容量,调整SOC至50%。

1.25.1.2 按照GB/T ××××.3—××××4.

2.2的要求进行测试。

1.25.1.3 机械冲击过程中,对受试装置按照6.2的要求进行标准放电。

1.25.1.4 在机械冲击测试后,按照6.2的要求进行两次标准循环,评估受试装置的容量。

1.25.2 要求

功能状态应达到GB/T××××.1定义的A级。

安全性能测试

参照GB/T××××的要求进行。

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附录A(资料性附录)电池包和电池系统的典型结构

A.1 电池包

电池包是能量存储装置,包括单体或模块,通常还包括蓄电池电子部件、高压电路、过流保护装置及与其他外部系统的接口(如冷却、高压、辅助低压和通讯等)。对于高于60V d.c.的电池包,宜包括手动切断功能。所有部件应该被安装在常用防撞蓄电池箱内。图 A.1 是一个电池包的典型结构。

图 A.1 电池包典型结构

A.2电池系统

电池系统是能量存储装置,包括单体或模块或电池包,还包括电路和电控单元(如电池控制单元,电流接触器)。对于高于60V d.c.的电池系统,应该包括手动切断功能。电池系统的典型结构有两种,分别是集成了电池控制单元的电池系统和带外置电池控制单元的电池系统,分别如图 A.2和A.3所示。

图 A.2 含集成蓄电池控制单元的电池系统典型结构

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图 A.3外置蓄电池控制单元的电池系统典型结构

附录B(规范性附录)电池包和电池系统的测试项目B.1电池包和系统需要进行的测试项目

高能量锂离子动力电池包和系统需要进行的测试项目如表B.1所示。

表B.1 动力电池包和系统需要进行的测试项目

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电动汽车动力电池剩余电量在线测量

182 电动汽车动力电池剩余电量在线测量 程艳青 高明煜 徐 杰 徐洪峰 (杭州电子科技大学电子信息学院,浙江 杭州 310018) 摘要:为了精确可靠估算以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量,在讨论目前一些蓄电池剩余电量估算方法的基础上,以聚合物锂离子电池组为研究对象,将电池荷电状态作为系统的状态,建立了单变量的锂电池组的状态空间模型,采用了开路电压法和卡尔曼滤波递推算法相结合的方法。经试验这种方法能够获得蓄电池组精确和可靠的荷电状态预测值。 关键字:聚合物锂离子电池组;卡尔曼滤波;电动汽车;荷电状态 中图分类号:TM91 文献标识码:A The Estimation of the State of Charge of Storage Battery Based on the Kalman Filtering Theory for Electric Vehicle Cheng Yanqing Gao Mingyu Xu Jie Xu Hongfeng (School of Electronics Information, Hang Zhou Dianzi University, Hangzhou Zhejiang 310018, China) Abstract: To estimate residual capacity of traction battery in electric vehicle accurately and reliably, the paper chooses a lithium-ion polymer battery pack as a research object, takes the SOC (State of charge) as the state of the system, and builds the battery's state space model with single state, and then develops a method combining open circuit voltage method and Kalman filtering recursive algorithm method, based on some methods of residual capacity estimation of battery often used at present. The experiments proved that accurate and reliable battery SOC estimation of battery could be obtained by adopting the new method. Keywords: Lithium-Ion Polymer Battery ; Kalman Filter; Electric Vehicle; State-of-charge 蓄电池是各类电动汽车中最常用的储能元件, 其剩余电量的精确测量在电动汽车的发展中一直是一个非常关键的问题[1],因为只有对电池剩余电量进行精确测量才能使驾驶员及时掌握正确的信息,预测自己的后续行驶里程,并及时进行充电。蓄电池荷电状态SOC(State of charge)描述蓄电池的剩余电量,其大小直接反映了电池所处的状态,是电池使用过程中最重要的参数之一。 1 SOC 定义 蓄电池的荷电状态SOC 被用来反映电池的剩余容量情况,这是目前国内外比较统一的认识,其数值上定义为为蓄电池所剩电量占电池总容量的比值: m n m Q ]/ )I ( Q - Q [ = SOC (1) 国家自然科学基金项目,60871088 dt I t = ) I ( Q n n ∫ (2) 式中: Q m 为蓄电池最大放电容量,指的是在室温条件下,电池从完全充电后开始工作一直到电池完全放电为止,其所能放出的最大安时数值,表示为标准放电电流和放电时间的乘积;Q ( I n ) 为标准放电电流 I n 下 t 时间蓄电池释放的电量。 公式1还可以表示为: m n Q )/I ( Q - 1 = SOC (3) 式中:SOC=1表示电池为充满电状态,SOC=0则表示电池已处于全放电状态。 由于电池所放出的电量受自放电率、充放电倍率、电池温度、电池充放电循环次数等影响,表示电池容量状态的SOC也必然与这些因素有关。在放电电流变化的情况下,上述定义就会出现不适应性,得到矛盾的结果,因此实际使用中要对SOC 的定义进行调整,不同电动汽车对SOC 定义的使用形式不一致,最常用的定义为:

动力电池自动化测试系统总体方案(修改)

动力电池自动化测试系统 总体方案 湖北德普电气股份有限公司(、3276513)

第一部分:模组来料OCV检测系统方案一、简述 本系统首先导入模组出厂数据到本地数据库,测试时通过条码扫描枪读取电池包的条码信息,按照预设好的测试方案,通过CAN总线读取BMS的电池OCV信息,并将电池OCV信息与出厂数据进行比对,按照预设的条件进行产品合格判定。并把相关信息记录在数据库中,同时将不合格结果进行标签打印。 二、组成 模组来料OCV检测系统主要由以下设备组成,系统原理框图如图1所示。 1)研华工控机 2)Honeywell条码扫描枪 3)NI PCI CAN通讯卡 4)明纬开关电源 5)NI PCI I/O板卡 6)Zebra标签打印机 7)扫描枪伺服系统 8)附属组件 图1 模组来料OCV检测系统原理框图

三、功能实现技术方案 图2 来料OCV检测系统示意 模组来料OCV检测系统由工控机通过软件进行设备集成。用户登录后,根据权限编写测试流程,测试流程包含扫描枪伺服系统的控制、DBC文件的选择、不合格条件的设定等,并将测试流程与条码进行模糊绑定。 在进行具体测试过程中,当完成线束连接后,可以点击启动按钮,模组来料OCV检测系统自动按照测试方案驱动扫描枪伺服系统,扫描枪到预设位置后读取相应的条形码填入对应位置。条形码读取完毕后自动从数据库中搜索电池的相应出厂OCV值,并根据DBC文件,自动通过PCI CAN通讯卡读取并解析相应的电池OCV 信息,按照预设的判定条件进行结果判定。完成测试后,将不合格的测试结果按照预设格式进行打印。同时出于满足手动调试的需要,所有的操作均可以单步手动操作。 工控机内安装PCI接口的CAN通讯卡、I/O板卡。工控机通过PCI I/O板卡控制的接触器对BMS上电、下电控制。工控机通过PCI CAN通讯卡与BMS进行通讯,完成数据的读取与解析。按照功能划分,软件具备如下功能: 3.1人机界面 提供用户的登入登出、新用户的建立、管理等功能。软件提供了测试流程的编辑、检查、载入等功能。并提供测试方案的启动、停止、暂停、回复等按钮,用于测试流程控制。软件提供了电池条码信息、接触器状态、BMS信息、测试流程的状态等信息。界面大致如下:

电动车辆动力电池组电压采集电路设计

电动车辆动力电池组电压采集电路设计 作者:张彩萍, 张承宁, 李军求 作者单位:北京理工大学机械与车辆工程学院,100081 刊名: 电气应用 英文刊名:ELECTROTECHNICAL APPLICATION 年,卷(期):2007,26(12) 被引用次数:3次 参考文献(4条) 1.朱正动力电池组分布式管理系统设计及实车试验 2006 2.卢居霄;黄文华;陈全世电动汽车电池管理系统的多路电压采集电路设计[期刊论文]-电源技术 2006(05) 3.何朝阳;戴君蓄电池在线监测系统的设计与实现[期刊论文]-今日电子 2006(10) 4.童诗白;华成英模拟电子技术基础 2000 本文读者也读过(3条) 1.张彩萍.张承宁.李军求.张玉璞.ZHANG Cai Ping.ZHANG Cheng Ning.LI Jun Qiu.ZHANG Yu Pu电动车用动力电池状态检测与显示系统设计[期刊论文]-电子技术应用2008,34(9) 2.赵慧勇.罗永革.王保华.刘珂路.Zhao Huiyong.Luo Yongge.Wang Baohua.Liu Kelu多路电压采集单元模块仿真设计[期刊论文]-湖北汽车工业学院学报2010,24(2) 3.卢居霄.黄文华.陈全世电动汽车电池管理系统的多路电压采集电路设计[期刊论文]-电子设计应用2006(5) 引证文献(3条) 1.张彩萍.张承宁.李军求.张玉璞电动车用动力电池状态检测与显示系统设计[期刊论文]-电子技术应用 2008(9) 2.雷晶晶.李秋红.龙泽.王太宏.张金顶锂电池组单体电压精确检测方法[期刊论文]-电源技术 2012(3) 3.雷晶晶.李秋红.陈立宝.张金顶.王太宏动力锂离子电池管理系统的研究进展[期刊论文]-电源技术 2010(11)引用本文格式:张彩萍.张承宁.李军求电动车辆动力电池组电压采集电路设计[期刊论文]-电气应用 2007(12)

动力电池系统DV测试浅析

动力电池系统DV测试浅析 DV(Design Verification)设计验证,目的是验证产品设计是否符合规定要求而进行的测试活动。另一个经常提到的概念,PV(Production Validation)生产确认,目的是确认制造状态是否符合规定要求。DV和PV通常是一组平行的测试计划,且DV测试内容包括了大部分的PV测试。总得来讲,一份好的DV或PV 测试活动,需要以法规要求为基准、以功能需求为驱动、以真实使用场景为背景并配合适当的测试技巧来进行。本文主要围绕DV进行简要阐述。 一.动力电池系统DV测试概述 1.1 对于开发流程与样品状态的对应关系 注1:手工样件与工装件的主要区别在于结构件是否通过工装模具加工得到(开模件);半工装件与工装件在于动力电池系统是否由正式的生产线组装。 注2:因为国内各公司对零部件的开发流程定义不同,这里提供的仅是笔者遇到的某个案例。 1.2 对于测试活动与对应的开发流程对应 A sample:对于零部件供应商来说,需要进行功能测试,比如BMS的采样精度,控制策略,SOC算法等等的验证。也有供应商会利用A样的产品进行DV的摸底试验。另外,整车厂还会使用交付的A样件动力电池系统进行基本的实车装配以及通讯联调,简单启动等测试。 B sample:对于零部件供应商来说,需要进行DV测试、设计整改等等。另外,整车厂还会使用交付的B 样件动力电池系统进行实车标定、匹配、路测等。 C sample:在经过B阶段的设计整改后,电池包的基本结构、工装夹具均已定型。此时,随着生产线的建立,C样件动力电池系统出现并适用于PV测试。 1.3 责成划分 A sample:一般由公司(SW)TE主导进行,工作内容偏研发方向,如精度验证、控制策略及算法调试等,需要熟悉动力电池系统及软硬件设计的人员充分介入。 B sample:主要由公司TE主导进行,工作内容大多为型式试验。技能需求上不仅需要对BMS软硬件设计上有一定的理解,还得扩展到其它如电芯特性、材料力学等。 C sample: 一般则由公司的QE主导进行,测试项目一般是DV内容的子集。 1.4 测试依据

纯电动汽车及动力电池技术发展现状

纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车(BatteryElectric Vehicle,BEV)与混合动力汽车(HybridElectric Vehicle,HEV)和燃料电池汽车(Fuel CellElectric Vehicle,FEV)是目前主要的新能源汽车类型。 1.1 发展纯电动汽车的必要性 (1)促进节能减排。与传统汽车相比,纯电动汽车具有更高的能源利用效率,同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,2013年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有66%、90%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳,即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图1.1传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (2)降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.2。最新数据显示,截止到2012年底,中国汽车保有量已达2.4亿辆,与此相对应的是2012年中国原油对外依存度达到56.4%,创下历史新高。如果不采取措施,“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下,如何满足未来汽车的能源需求,是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化,不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源

电动汽车用动力电池

电动汽车用动力电池 摘要 能源危机和环境恶化已成为传统汽车发展的最大障碍,而发展电动汽车能够很好的解决这些问题.电动汽车不仅能够减少燃油消耗,提高经济性,而且还能降低尾气的排放,提高环境质量.电动汽车的关键技术之一是动力电池,动力电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本,另一方面决定着电动汽车的动力性和续驶里程,这2个方面也是电动汽车与传统的燃油汽车竞争的关键所在.能否开发出性价比高的动力电池对电动汽车的未来发展具有至关重要的作用. 关键词:铅酸蓄电池,正负极板,电极,电解液,电子等等。 前言 电池是电动汽车的动力源,是能量的储存装置,也是目前制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键是开发比能高,比功率大,使用寿命长,成本低的电池...... 电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池,物理电池和生物电池三大类。在三大电池当中化学电池又分为:原电池,蓄电池,燃料电池和储备电池,从化石燃料向可再生能源转换的能源革命中蓄电池所起的作用非常大,政府民间都在大力进行研发。物理电池是利用大自然的能量来吸附储存,有太阳能电池,超级电容器,飞轮电池等等。生物电池是利用生物化学反应发电的电池,如微生物电池,酶电池,生物太阳能电池等。 电动汽车用动力电池的性能指标主要是:电压,容量,内阻,能量,功率,输出功率,自放电率,使用寿命等,根据电池种类不同,其性能指标也有所不同。 电动汽车对动力电池的要求是:(1)比能量高:主要是为了提高电动汽车的继驶里程;(2)比功率大:为了能使电动汽车的加速行驶以及负载能力;(3)充放电效率高;(4)相对稳定性好;(5)使用成本低;(6)安全性好等等。 正文 在电池的发展史之中,铅酸蓄电池是最成熟的电动汽车蓄电池。我们常用的铅酸蓄电池主要分为三类,分别为普通蓄电池、干呵蓄电池和免维护蓄电池三种。铅酸蓄电池是蓄电池的一种,主要是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别作为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。 基本构造:铅酸蓄电池主要由以下部分构成:1.硬橡胶管 2.负极板 3.正极板4。隔板5.鞍子6.汇流排7.封口胶8.电池槽盖9.连接10.极柱11.排气栓

电动汽车动力电池的维护与检修

电动汽车动力电池的维护与检修 王楠 摘要:主要针对电动汽车动力电池运行检修管理, 研究了电池接收检验、运行管理、日常维护、运行检测与安全管理等关键环节, 结合电池运行的技术特点, 对电池的日常检测、维护与检修等进行了分析, 分析了电池受到电压,温度以及外界因数等典型故障的原因分析及维护方法, 同时提出了提高动力电池运行与检修水平以及电动电池保养的措施。 关键词:电动汽车动力电池检测与维护 目录: 摘要 1、动力电池的检修内容 (1)电压异常(2)温度异常(3)外观异常(4)检测振动对电池的影响 2、动力电池的检测系统总成 3、动力电池的维护 (1)充电不足与过充电 (2)大电流放电与过放电 (3)要及时充电 (4)短时充电 4、如何解决电池硫化与修复仪的使用 引言:在环境污染日益加剧,能源形势日益严峻的现代生活中,电动汽车无疑以其对排碳量减少无可非议的贡献受到全球的关注。当前与电动汽车有关的研究热点很多,但电池技术无疑就是其中重之又重的一块领域。现在应用于电动汽车的电池大多为电化学电池,在电池的发展史之中,铅酸蓄电池就是最成熟的电动汽车蓄电池,动力电池在能量、安全性、使用寿命等各个方面进行一代又一代的优化,才有了今天相对较为完备的电池体系。在今年4月21日至29日的北京国际车展当中备受人瞩目的典型车型都就是新出的纯电动汽车,不管就是国内还就是国外,许多汽车厂商都推出了自己的纯电动车型。由此可见在未来的汽车发展当中电动汽车将成为未来汽车发展的主要方向,然而由于受到电池技术的影响,纯电动汽车一直难以推广到市场。本文主要就是结合电池产业的厂商,引出当下比较主流的电池技术,从中了解电动汽车动力电池的结构,并结合各电池厂商分析可以怎样改正,以及探究了电动电池的检测与维护方法。 动力电池的结构 1、电池盖 2、正极--活性物质为氧化钴锂 3、隔膜--一种特殊的复合膜 4、负极--活性物质为碳 5、有机电解液 6、电池壳 动力电池的特点 1、高能量(EV)与高功率(HEV); 2、高能量密度;

现有电动汽车用动力电池及其发展趋势

电动汽车用动力电池分类及其发展趋势 / 、八 1 前言 上个世纪80 年代以来, 随着全球经济的稳步发展, 汽车的产量和保有量急剧增加。这些燃油汽车所排放的废气造成空气质量日趋恶化。环境问题, 特别是大气环境污染问题, 已引起世界各国, 尤其是发达国家的普遍关注。同时, 目前世界石油资源日趋紧张, 石油价格始终居高不下。因此, 各国政府和各大汽车企业都正在加紧开发无排放或低排放、低油耗的清洁汽车。 进入90 年代, 以美欧为主的一些西方国家开始制订并逐步执行严厉的汽车尾气排放标准, 低能耗、无污染的绿色汽车开始成为人们关注的热点。而电动汽车又是能达到这一目标的为数很少的环保型汽车。迫于形势的要求, 各种新材料和新技术在电动汽车上不断被开发应用, 电动汽车的发展异常迅猛。 2 电动汽车用动力电池分类 2.1 铅酸电池 铅酸电池是采用金属铅作为负极,二氧化铅作为正极,用硫酸作为电解液,放电时,铅和二氧化铅都与电解液反应生成硫酸铅。充电时反应过程正好相反。现在比较广泛的采用免维护的阀控式铅酸电池(VRLA)。总体上说,铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点,比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点;一是比能量低,所占的质量和体积太大,且一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短,使用成本过高。由于铅酸电池的技术比较成熟,经过进一步改进后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源。 2.2 镍金属电池 镍氢蓄电池正极活性物质采用氢氧化镍,负极活性物质为贮氢合金,电解液为氢氧化钾溶液,电池充电时,正极的氢进入负极贮氢合金中,放电时过程正好相反。在此过程中,正、负极的活性物质都伴随着结构、成分、体积的变化,电解液也发生变化。相对于其他电池,N 12MH 电池的优异特性表现在:高比 能量(衡量电动车一次充电行驶里程)已与锂离子电池水平相当;高比功率(赋予电

电动汽车用磷酸铁锂动力电池的制作及性能测试_英文_概要

ISSN 1674-8484CN 11-5904/U 汽车安全与节能学报, 2011年, 第2卷第1期J Automotive Safety and Energy, 2011, Vol. 2 No. 1Manufacture and Performance Tests of Lithium Iron Phosphate Batteries Used as Electric Vehicle Power ZHANG Guoqing, ZHANG Lei, RAO Zhonghao, LI Yong (Faculty of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China Abstract: Owing to the outstanding electrochemical performance, the LiFePO 4 power batteries could be used on electric vehicles and hybrid electric vehicles. A kind of LiFePO 4 power batteries, Cylindrical 26650, was manufactured from commercialized LiFePO 4, graphite and electrolyte. To get batteries with good high-current performance, the optimal content of conductive agent was studied and determined at 8% of mass fraction. The electrochemical properties of the batteries were investigated. The batteries had high discharging voltage platform and capacity even at high discharge current. When discharged at 30 C current, they could give out 91.1% of rated capacity. Moreover, they could be fast charged to 80% of rated capacity in ten minutes. The capacity retention rate after 2 000 cycles at 1 C current was 79.9%. Discharge tests at - 20 ℃ and 45 ℃ also showed impressive performance. The battery voltage, resistance and capaci ty varied little after vibration test. Through the safety tests of nail, no in ? ammation or explosion occurred. Key words: hybrid and electric vehicles; power batteries; lithium iron phosphate; lithium ion batteries; 电动汽车用磷酸铁锂动力电池的制作及性能测试 张国庆、张磊、饶忠浩、李雍

电动汽车动力电池公告检测中存在的问题及建议

No.22011 BUS TECHNOLOGY AND RESEARCH 客车技术与研究 电动汽车动力电池公告检测中存在的问题及建议 杨杰,夏晴,史瑞祥,凌泽 (重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心,重庆401122) 摘要:以动力锂电池为例,重点介绍其在一致性、安全性和电性能这三方面的公告检测中存在的主要问题并提出建议,为国内电动汽车的研发提供参考,以促进电动汽车动力电池质量的提高和技术的发展。关键词:动力电池;公告检测;电动汽车;问题及建议 中图分类号:U469.72;U467文献标志码:B文章编号:1006-3331(2011)02-0023-03 Problem and Suggestion for Electric Vehicle Power Battery Annoucement Test YANG Jie,XIA Qing,SHI Rui-Xiang,LING Ze (Chongqing Vehicle Test&Research Inst.,National Coach Quality Supervision and Test Center, Chongqing401122,China) Abstract:Taking a lithium-ion battery as an example,the authors introduce problems and put forward suggestions about the consistency,safety and electrical properties in the battery annoucement test,which provide reference for the electric vehicle research to promote the quality improvement and technology development of the power battery. Key words:power battery;annoucement test;electric vehicle;problem and suggestion 第2期 截至国家工业和信息化部(以下简称工信部)发布的第222批《车辆生产企业及产品公告》,已列入19批《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》,涉及60余家企业的200多种节能与新能源汽车产品。随着当前电动汽车研发的迅猛开展,电动汽车产品中的有关问题也越发凸显。动力电池作为电动汽车的核心零部件之一,其试验检测受到高度重视。重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心率先在国内健全了工信部要求的22项电动汽车专项检测能力,在电动汽车动力电池方面开展了大量的试验检测及研究工作,积累了丰富经验。本文以动力锂电池为例,指出其在公告检测中存在的主要问题并提出建议,为国内电动汽车的研发提供参考,以促进电动汽车动力电池质量的提高和技术的发展。 1试验检测中存在的主要问题 2009年7月1日,工信部发布的《电动汽车生产企业及产品准入管理规则》(工产业[2009]第44号)已正式施行。根据该《规则》,电动汽车除了应当符合常规汽车产品的有关检测标准外,还应当符合电动汽车产品的专项检测标准(共22项)。其中涉及动力电池的专项检测标准5项[1-5],这也是我国目前《车辆生产企业及产品公告》对于电动汽车动力电池的强制性检测依据。本文针对标准QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》(该标准具体分为19项单体电池试验和13项模块电池试验两部分内容),重点介绍电动汽车动力电池在一致性、安全性和电性能这三方面试验检测中存在的主要问题。 1.1一致性方面 一致性问题是制约电动汽车动力电池质量的关键因素。“标准”以单体电池放电容量的标准差系数和模块电池放电电压的标准差系数来衡量电池的一致性;对于单体电池,一致性分析的内容包括常温、低温、高温等不同工况的放电容量。对于模块电池,一致性分析的内容包括恒流放电、恒流充电、搁置等不同阶段的各单体电池放电终止电压。由于目前这一指标还处于数据积累阶段,“标准”仅给出了分析方法,无具体的限值要求,因而在实际检测中,缺少对于电池一致性进行评价和考核的依据[6-7]。 图1是某模块电池恒流放电曲线。根据“标准” 作者简介:杨杰(1982-),男,硕士;主要从事新能源汽车电池、电机、电控的试验检测与研究工作。 23

动力电池系统技术规范

密级:项目内部 动力电池系统技术规范项目代号: 文件编号:EVPT-VD1.27 编写:时间: 校核:时间: 批准:时间: 天津易鼎丰动力科技有限公司 1. 文件范围 本文件规范了XX公司XX车型所用XX动力电池必须满足的技术性能要求。 2. 术语定义和及产品执行标准 2.2. 术语定义 2.1.1 电动汽车(electric vehicle, EV):指以车载能源为动力,由电动机驱动的汽车; 2.1.2 电芯(cell):一个单一的电化学电池最小的功能单元; 2.1.3 模组(module):指由多个电芯的并联组装集合体,是一个单一的机电单元; 2.1.4 电池组(battery pack):由一个或多个模组连接组成的单一机械总成; 2.1.5 电池管理系统(battery management system, BMS):指任何通过监控充电电池的状态、计算二次数据并报告该等数据、保护该等充电电池、设置报警信号、与设备中的其他子系统进行电子通信、控制充电电池内部的环境或平衡该等充电电池或环境等方式来管理该等充电电池的电子设备,包括软件、硬件和运算法则; 2.1.6 动力电池系统(battery system):动力电池系统是指由动力电池组、电池箱体、电池管理系

统、电器元件及高低压连接器等组成的总成部件,功能为接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置或外置充电装置提供的高压直流电,并且为电驱动系统及电辅助系统提供高压直流电; 2.1.7 整车控制器(vehicle controller unit):检测控制电动汽车系统电路的控制器; 2.1.8 高电压(High Voltage, HV):特指电动汽车200VDC以上高压系统; 2.1.9 低电压(Low Voltage, LV):指任何信号或功率型能量低于50VDC,本文中特指整车12VDC电源系统; 2.1.10 荷电状态(state-of-charge, SOC):电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比; 2.1.11 寿命初始(Beginning Of Life, BOL):指动力电池系统刚交付使用的状态; 2.1.12 寿命终止(End Of Life, EOL):动力电池系统能量降低到初始能量的80%,或者实时峰值 功率低于初始峰值功率的85%时,视为寿命终止; 2.1.13 电磁兼容性(Electro-Magnetic Compatibility, EMC):在同一电子环境中,两种或多种电子 设备能互不干扰进行正常工作的能力; 2.1.14 高低压互锁(High Voltage Inter-Lock, HVIL):特指低压断电时,通过低压信号控制能够 同时将高压回路切断; 2.1.15 CAN(Controller Area Network):控制器局域网; 2.1.16 DFMEA(Failure Mode and Effects Analysis):设计故障模式及失效分析; 2.1.17 MTBF(Mean Time Between Failure):平均无故障时间; 2.1.18 额定容量:在25℃±2℃下,以1I1(A)电流恒电流充电至动力电池系统总电压或最高单体 电压达到规定电压值,以恒定电压充电至电流小于0.05C(A)时停止充电,休眠10分钟后,以1I1(A)电流放电达到规定的终止电压时停止放电,整个测试过程放出的容量为额定容量,单位为Ah; 2.1.19 额定能量:在25℃±2℃下,以1I1(A)电流恒电流充电至动力电池系统总电压达到或最高 单体电压达到规定电压值,以恒定电压充电至电流小于0.05CA时停止充电,休眠10分钟后,以1I1(A)电流放电达到规定的终止电压时停止放电,整个测试过程放出的能量为额定能量,(Wh),此值可由电压-容量曲线的覆盖面积积分得到; 2.1.20 可用能量:在25±2℃、-5±2℃两种温度条件下,按照《动力电池可用能量测试规范》分 别做NEDC测试,动力电池系统在放电率允许的范围内实际放出的电量的平均值。 2.1.21 额定电压:额定能量除以额定容量,标定为额定电压; 2.1.22 峰值功率:本项目峰值功率标定为XXkW。 2.3产品执行标准 表1. 产品执行标准 备注:未经特殊说明,本规范中涉及到的术语定义、检测方法、判断标准等都以上述标准为准。

电动汽车动力电池研究综述

目录 1引言 (2) 2电动汽车对动力电池的发展及要求3? 2.1动力电池的发展 (3) 2.2?电动汽车对动力电池的要求 ............................................................. 43?铅蓄电池?4 3.1铅蓄电池工作原理 (4) 3.2铅蓄电池性能特点 (5) 3.3铅蓄电池应用范围5? 4?镍氢电池........................................................................................................... 6 4.1?镍氢电池工作原理 (6) 4.2镍氢电池性能特点.......................................................................... 6 4.3?镍氢电池应用范围 (7) 5?锂离子电池7? 5.1?锂离子电池工作原理?错误!未定义书签。 5.2?锂离子电池性能特点7? 5.3锂离子电池应用范围8? 6?电动汽车动力电池发展趋势?8 6.1铅蓄电池发展趋势.......................................................................... 8 6.2?镍氢电池发展趋势 (9) 6.3?锂离子电池发展趋势 ......................................................................... 9 7?结论................................................................................................................. 10参考文献11? ? 电动汽车动力电池研究综述

纯电动汽车动力电池电压及能量的测定方法

纯电动汽车动力电池电压及能量的测定方法 1 范围 本标准规定了纯电动汽车动力电池电压及能量的定义与测试方法。 本标准仅适用于纯电动汽车用动力电池,包括镍氢电池、铅酸电池、锂离子电池等二次电池,燃料电池、物理电池等不适用于本标准。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 2900.41-2008 电工术语原电池和动力电池 GB/T 19596-2004 电动汽车术语 3 术语、定义和符号 GB/T 2900.41、GB/T 19596中界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 术语和定义 3.1.1 纯电动汽车 由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电动力电池或其他能量储存装置。 3.1.2 动力电池系统 为电动汽车动力系提供能量的电池系统,简称动力电池。 3.1.3 动力电池额定电压 动力电池系统设计时预定的工作电压。 3.1.4 动力电池标称电压 在动力电池上标示的电池电压。 3.1.5 动力电池特征电压 用于表征动力电池工作电压特性的近似值。 3.1.6 动力电池开路电压 动力电池在开路条件下的端电压。 3.1.7 动力电池充电电压 动力电池处于充电状态下的正负两极端间的电压。 3.1.8 动力电池放电电压 动力电池处于放电状态下的正负两极端间的电压。 3.1.9 动力电池充电终止电压

动力电池充电终止时的电压。 3.1.10 动力电池放电终止电压 动力电池放电终止时的电压。 3.1.11 动力电池充电上限电压 规定的在充电期间动力电池不应高于的电压值。3.1.12 动力电池放电下限电压 规定的在放电期间动力电池不应低于的电压值。 3.1.13 动力电池充电初始电压 动力电池开始充电时的电压。 3.1.14 动力电池放电初始电压 动力电池开始放电时的电压。 3.1.15 动力电池额定能量 动力电池设计时预定的能量值。 3.1.16 动力电池标称能量 在动力电池上标识的能量值。 3.1.17 动力电池实测能量 实际测得的动力电池能量值。 3.1.18 动力电池充电能量 充电时进入动力电池内部的能量。 3.1.19 动力电池放电能量 动力电池放电时输出的电能。 3.1.20 动力电池可用能量 在规定放电条件下,动力电池能输出的最大电能。 3.2 符号 I1——动力电池1h率放电电流值。 I2——动力电池2h率放电电流值。 I3——动力电池3h率放电电流值。 I5——动力电池5h率放电电流值。 I10——动力电池10h率放电电流值。 I n——动力电池nh率放电电流值。 4 测试条件 4.1 准确度要求 4.1.1 测量仪器仪表的要求如下:

特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析

特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析 1. Tesla目前推出了两款电动汽车,Roadster和Model S,目前我收集到的Roadster的资料较多,因此本回答重点分析的是Roadster的电池管理系统。 2. 电池管理系统(Battery Management System, BMS)的主要任务是保证电池组工作在安全区间内,提供车辆控制所需的必需信息,在出现异常时及时响应处理,并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。我的主要研究方向是电池的热管理系统,因此本回答分析的是电池热管理系统(Battery Thermal Management System, BTMS). 1. 热管理系统的重要性 电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先,锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时,电池的可用容量将迅速发生衰减,在过低温度下(如低于0°C)对电池进行充电,则可能引发瞬间的电压过充现象,造成内部析锂并进而引发短路。其次,锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热,并进而引起连锁放热反应,最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件,威胁到车辆驾乘人员的生命安全。另外,锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C之间,过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小,电池内部热量不易散出,更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题,从而进一步加速电池衰减,缩短电池寿命,增加用户的总拥有成本。 电池热管理系统是应对电池的热相关问题,保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。热管理系统的主要功能包括:1)在电池温度较高时进行有效散热,防止产生热失控事故;2)在电池温度较低时进行预热,提升电池温度,确保低温下的充电、放电性能和安全性;3)减小电池组内的温度差异,抑制局部热区的形成,防止高温位置处电池过快衰减,降低电池组整体寿命。 2. Tesla Roadster的电池热管理系统 Tesla Motors公司的Roadster纯电动汽车采用了液冷式电池热管理系统。车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成,其中每69节并联为一组(brick),再将9组串联为一层(sheet),最后串联堆叠11层构成。电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。

电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法

《电动客车安全要求》 征求意见稿编制说明 一、工作简况 1、任务来源 为引导和规范我国电动客车产业健康可持续发展,提高电动客车安全技术水平,落实工业和信息化部建设符合电动客车特点的整车、电池、电机、高压线束等系统的安全条件及测试评价标准体系的要求,全国汽车标准化技术委员会于2016年8月启动了本强标的立项和编制工作。 2、主要工作过程 根据有关部门对电动客车安全标准制定工作的要求,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织成立“电动客车安全要求工作组”(以下简称工作组),系统开展电动客车安全要求标准的制定工作。 (1)GB《电动客车安全要求》于2016年底完成立项(计划号20160968-Q-339),2016年12月29日在南充电动汽车整车标准工作组会议上组建了标准制定的核心工作组,启动了强标制定工作,并由起草组代表介绍了标准的背景、编制思路、以及与相关标准的协调性关系。 (2) 2017年2月-3月,基于已开始执行的《电动客车安全技术条件》(工信部装[2016]377号,以下简称《条件》)的工作基础,工作组向电动客车行业主要企业、检测机构等16家单位征求《条件》的实施情况反馈与强制性国标制定建议。 (3) 2017年4月18日,工作组在重庆组织召开标准制定讨论会,会议对《条件》制定情况进行了回顾,对收集到的《条件》执行情况进行了分析讨论。根据讨论结果,针对共性问题形成了专项征求意见表。 (4) 2017年5月-6月,工作组根据重庆会议讨论结果向行业进行强标制定专项意见征求意见。 (5) 2017年6月6日,在株洲召开工作组会议,会议对专项征求意见期间收集的反馈意见进行研究讨论。 (6)2017年6月-10月,工作组依据意见反馈情况和会议讨论结果进行标

电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程

电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测 试规程 电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 1范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 2规范性引用文件(其中的一部分) 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Db交变湿热(12h+ 12h循环)(IEC 60068-2- 30:2005,IDT )

GB/T 2423.43-2008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(IEC 60068-2-47:2005,IDT) GB/T 2423.56-2006电工电子产品环境试验第2 部分:试验方法试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT) GB/T 18384.1-2001电动汽车安全要求第1部分: 车载储能装置(ISO/DIS 6469-1:2000,EQV ) GB/T 18384.3-2001电动汽车安全要求第3部分: 人员触电防护(ISO/DIS 6469-3:2000,EQV ) GB/T 19596-2004 电动汽车术语 (ISO 8713:2002,NEQ) GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - En vir onmen tal con diti ons and testi ng for electrical and electronic equipment Part 1: Gen eral,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分:机械负荷(Road vehicles - En vir onmen tal con diti ons and testi ng for electrical and electronic equipment Part 3: Mecha ni cal loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条

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