电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求-新能源
电池安全要求法规对比

1)测试条件:测试环境(20±10)°C;SOC调至50%以下; 相关功能正常; 2)测试程序:按照组件测试方式 ➢ 按照供应商提供合适电流进行放电; ➢ 保护功能起作用或放电至额定电压的25%; ➢ 试验后进行标准循环; ➢ 测试后观察1小时结束;
作为电动汽车的核心部件,也是车辆的能量携带载体,电池系统的安全在整车认证测试领域属于重中之重。 我们从电池系统安全角度出发,对出口欧盟电动车用电池系统的测试标准ECE R100与国内现行动力电池系统安全 GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,以及国际安全认证法规ISO12405-3:2014 《ElectricallypropelledroadvehiclesTestspecificationforlithiumiontractionbatterypacksandsystemsPart3:Safetyperformancerequirements》进行对比分析。
ECE R100PartII对电动车搭载的REESS安全性提出了明确要求,测试项目主要包括电安全性、环境安全性及机 械安全性等3部分测试内容,见:表1 电池系统安全性的测试项目分类、评价指标及验证规程
分类
电安全 性
环境安 全性
测试项目
评价指标
过充保护 过放保护 过温保护 外部短路保护
过流保护
温度冲击
ECER100.02、ISO12405-3和GB38031-2020同为锂离子电池系统安全性标准,通过对这些标准的测试项目、测试 方法、性能评价指标加以分析,得出ECER100.02、ISO12405-3、GB38031-2020存在以下区别。 3.1 测试项目的差异
gb38031-2020

2020年5月12日,工业和信息化部组织制定的GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》和GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准(以下简称“三项强标”)由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布,将于2021年1月1日起开始实施。
《电动汽车用动力蓄电池安全要求》在优化电池单体、模组安全要求的同时,重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求,试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。
特别是标准增加了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。
主要起草单位宁德时代新能源科技股份有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司、万向一二三股份公司、上海卡耐新能源有限公司、中国电子科技集团公司第十八所、工业信息化部装备工业发展中心、比亚迪汽车工业有限公司、天津力神电池股份有限公司、湖南科霸汽车动力电池有限责任公司、北京新能源汽车股份有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、上海蔚来汽车有限公司、中信国安盟固利动力科技有限公司、奇瑞新能源汽车技术有限公司、上海汽车集团股份有限公司技术中心、中国第一汽车集团有限公司、广州汽车集团股份有限公司、重庆长安新能源汽车科技有限公司、浙江吉利控股集团有限公司、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、国家汽车质量监督检验中心(襄阳)、长春汽车检测中心有限责任公司、知豆电动汽车有限公司、深圳市沃特玛电池有限公司、长城汽车股份有限公司、天津市捷威动力工业有限公司、惠州市亿能电子有限公司、东风汽车集团有限公司技术中心、银隆新能源股份有限公司、中通客车控股股份有限公司、微宏动力系统(湖州)有限公司、泛亚汽车技术中心有限公司。
主要起草人陈小波、王芳、肖成伟、陆春、吴凯、侯飞、郑利峰、张海林、廉玉波、孟祥峰、樊彬、陈万吉、张娜、徐国昌、代康伟、王高武、邓小嘉、刘正耀、武卫忠、刘磊、曾祥兵、陆珂伟、闫国丰、刘仕强、梅骜、袁昌荣、孔治国、张红波、李宁、雒小丹、朱顺良、覃北阶、崔凤涛、王红梅、匡德志、饶睦敏、侯航、王驰伟、樊耀国、夏洋、蔡惠群、王钦普、李辉、李王玉。
电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法新能编制说明

电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法电性能编制说明一、 工作简况1、任务来源本标准制定计划由国家标准委下达,标准计划名称“电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法 电性能”,计划编号20132233-T-339。
QC/T 743-2006《电动汽车锂离子蓄电池》和QC/T 744-2006《电动汽车金属氢化物镍蓄电池》自2006年颁布实施以来,在电动汽车用动力蓄电池开发生产和应用方面得到了广泛应用,并于2009年被工信部 《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》(工产业〔2009〕第44号)引用,在加强政府管理、规范产品发展、保证产品安全方面起到了重要作用。
2011年底至2013年,全国汽标委电动车辆分标委组织行业完成了QC/T 743和QC/T 744的修订和QC/T 动力蓄电池循环寿命(报批稿)。
根据国家相关部门对动力蓄电池标准化工作的新要求,以QC/T 743、QC/T 744、QC/T 循环寿命等三项行标为基础,自2013年下半年,又启动了基于上述行标的国标转化工作。
2、主要工作过程根据有关部门对电动汽车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“电动汽车用动力电池标准化工作组”(以下简称工作组),系统开展电动汽车动力电池标准的制定工作。
1)2011年~2013年,在全国汽车标准化技术委员会和电动车辆分委会的指导下,工作组基于多年的应用经验和数据积累,开展了QC/T 743-2006《电动汽车锂离子蓄电池》和QC/T 744-2006《电动汽车金属氢化物镍蓄电池》两项标准的修订工作,并形成了报批稿;2)在两个行业标准修订版本的基础之上,电动车辆分标委组织电池工作组启动了基于上述行标的国标转化工作。
2014年03月28日,由秘书处发到工作组进行征集意见。
2014年05月5日工作组根据各成员意见,修改形成公开征求意见稿。
二、 标准编制原则和主要内容1、编制原则1)立足国内外锂离子蓄电池产品研发和应用的现状,同时参考国内外锂离子蓄电池测试技术和评价技术的最新进展,参考国内外先进经验和国际标准或国际标准的阶段性草案;2)整车企业、生产厂家、检测科研机构共同参与方案和框架讨论,典型企业、权威检测机构、行业专家共同参与标准的起草和讨论;3)起草过程,充分考虑国内外现有标准的统一和协调。
新能源汽车锂离子动力电池安全性分析

新能源汽车锂离子动力电池安全性分析作者:刘俊来源:《时代汽车》2024年第11期摘要:新能源汽车行业近年来风生水起,受到了全球范围内的广泛关注和重视。
特别是电动汽车,因其环保、低排放等特点备受青睐。
而动力电池作为驱动这些车辆行驶的心脏部件,自然成为了人们研究和关注的焦点。
然而,随着电动车辆的快速增长,相关的安全问题也随之浮现,特别是涉及动力电池的安全性问题,已成为制约新能源汽车发展的一大痛点。
本文将针对新能源汽车锂离子动力电池安全性展开详细分析,以供参考。
关键词:新能源汽车锂离子动力电池安全性新能源汽车在充电、行驶、甚至遭遇交通事故的过程中出现的动力电池自燃或起火现象尤其让人担忧。
这些火灾事故不仅会导致财产损失,更有可能危及人身安全,给车主及周围人群带来重大风险。
因此,电动汽车锂离子动力电池的安全性问题引发了广泛的社会关注,成为业界亟待解决的重要课题。
为了保证新能源汽车的安全性,对锂离子动力电池进行深入的安全性分析和研究是非常必要的。
这不仅包括了解和评估锂离子动力电池在设计、制造、使用和废弃等全生命周期中可能出现的安全风险,还涉及到采取有效的预防措施来降低事故发生的几率。
1 锂离子动力电池工作原理锂离子动力电池作为电动汽车的能量之源,其结构与功能复杂且精巧。
它主要构成包括若干锂电池模组、外围的箱体、安全设施(如防爆阀)以及温度调节用的加热片等。
同时,可将这些锂电池模组视为动力电池的“心脏”,而这些模组本身,则是由许多串联、并联或二者结合的锂离子电池单体所组成。
锂离子电池,作为动力电池的基本构建单元,具有其独特的结构和工作原理。
它由正极材料、负极材料、隔膜、电解液和电池壳体等部分组成。
在工作时,锂离子在正负极之间移动,实现电荷的转移。
因其工作方式类似于摇椅,即电荷在两端来回“摇摆”,因而得名“摇椅型”电池。
在电池充电过程中,当外部电压施加在电池两极上时,锂离子会从正极材料中释放并进入电解液,在隔膜的指引下向负极移动。
电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法-新能源

《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准调整。
(7)2017年10月13日,在天津举行的电动汽车整车工作组第三届第七次工作会议上,对调整版本进行了通报,基本达成一致意见,形成征求意见稿草案。
(8)2018年1月16日,在天津召开电池安全标准讨论会议,对电池强标单体过充、电池包或系统热扩散、客车强标热失控等条款进行讨论、协调。
新能源汽车 电池 安全标准

新能源汽车电池安全标准随着环保意识的逐渐增强,新能源汽车逐渐成为人们的首选。
而新能源汽车的核心技术之一就是电池技术。
然而,电池的安全问题一直是新能源汽车发展过程中的一个难题。
因此,制定一套新能源汽车电池安全标准是十分必要的。
一、新能源汽车电池的安全问题新能源汽车电池的安全问题主要表现在以下几个方面:1. 燃烧爆炸风险。
由于电池内部的化学反应会产生大量的热量,一旦电池过热或者受到外力撞击等,就有可能引发燃烧爆炸事故。
2. 电池寿命问题。
电池的使用寿命是新能源汽车的一个重要指标,但是电池的寿命受到很多因素的影响,比如充电和放电的次数、温度等。
如果电池寿命过短,就会降低新能源汽车的使用寿命和性价比。
3. 充电安全问题。
充电过程中,电池的温度和电压会发生变化,如果超出一定范围,就会对电池和车辆造成损害。
二、新能源汽车电池安全标准的制定背景针对新能源汽车电池的安全问题,各国政府和相关机构开始制定相应的标准。
比如,美国电动汽车协会(Electric Vehicle Association)制定了电动汽车电池安全规范(Electric Vehicle Battery Safety Specification),欧盟委员会也起草了新能源汽车电池安全标准。
在中国,电动汽车产业已经得到了国家的大力支持,但是电池的安全问题仍然是制约新能源汽车发展的一个瓶颈。
因此,中国国家标准化管理委员会制定了《新能源汽车电池安全标准》(GB/T31485-2015),以规范新能源汽车电池的生产和使用。
三、新能源汽车电池安全标准的内容《新能源汽车电池安全标准》主要分为以下几个方面:1. 电池的物理安全。
要求电池具有足够的力学强度,能够承受一定的外力撞击并不破裂、不渗漏。
2. 电池的化学安全。
要求电池内部的化学物质不会因为温度过高或者电压过大而发生反应,不会产生有害气体。
3. 充电和放电安全。
要求电池在充电和放电过程中,能够自动控制温度和电压,防止电池过热或者电压过高。
电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求-新能源
《电动汽车用锂离子蓄电池安全要求》征求意见稿编制说明一、工作简况1、任务来源近几年,国务院《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》、《中国制造2025》、工信部《汽车产业中长期发展规划》等文件陆续出台,并提出新能源汽车将成为我国汽车行业未来重点发展领域和建设汽车强国的突破口。
2012年到2017年11月,新能源汽车年产销由1.3万增长至60.9万,保有量已超1%的临界点,超过日本和美国成为世界第一,行业结束导入期,稳步进入成长期。
2016年7月6日,国务院副总理马凯同志在西安召开的新能源汽车产业发展座谈会做出重要指示,强调要抓好新能源汽车五大安全体系建设:一是要加强安全技术支撑体系,要加强技术攻关,以技术来保障安全。
二是要建立安全标准的规范体系,结合技术和产业化发展,要加快推进相关的标准制定。
三是要强化远程运行的监控体系,以建立体系、统一要求、落实责任为重点,来加快覆盖国家、地区、企业运行的一个监控平台。
四是要健全安全责任体系,要明确生产企业主体责任和政府监管责任,要狠抓落实,做到全面覆盖、无缝连接。
五是要建立安全法规体系,围绕标准监管、处罚、问责等环节,要建立起新能源汽车安全的法规体系。
锂离子动力电池作为动力电池最主要类型,有必要建立相应的安全强制标准。
该标准基于GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》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》,修订并升级为强制性标准。
标准制定计划已于2016年9月正式下达,计划编号20160967-Q-339。
2、主要工作过程根据有关部门对电动汽车领域标准体系建设的要求,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织“电动汽车电池工作组”,系统开展电动汽车用锂离子动力电池安全标准的制定工作。
二、标准编制原则和主要内容1、编制原则1)本标准编写符合GB/T 1.1《标准化工作导则》规定;2)本标准基于GB/T 31485和GB/T 31467.3,对电池单体、模组、电池包或系统的试验方法与安全要求进行系统梳理;基于对近几年国内外电动汽车安全事故的经验总结;基于对国内外电动汽车安全失效与防范机制进一步理解;3)针对修订内容,在工作组内进行多次意见征求,并在会上充分讨论;4)起草过程,充分考虑国内外现有相关标准的统一和协调。
“863计划”节能与新能源汽车重大项目-2024年度电动车用动力蓄电池组性能测试标准EV锂离子
覆盖所有相关内容摘要:本文研究了2023年度863计划节能与新能源汽车重大项目中,电动汽车用动力蓄电池组性能测试标准EV锂离子,重点分析了电池性能的测试方法、测试参数、要求、标准特性及注意事项。
首先,界定和描述了电池性能的测试内容,包括电池容量、放电特性、循环寿命、温度范围、充电特性等;其次,论述了电池测试方法及参数,包括负载放电、循环放电、冲击测试、短路放电等;最后,探讨了电池的注意事项,包括电池使用环境、温度变化、充放电方式、安全保护及电池组装等。
本文通过仔细阐述上述内容,以期为电动汽车用动力蓄电池组的性能测试提供参考。
关键词:863计划,新能源汽车,电动汽车,动力蓄电池,测试参数,测试方法IntroductionThe 863 Program is a major project launched by the Chinese government in the new energy and energy conservationindustries.In 2023, the 863 program launched a major project to standardize the performance testing of lithium ion powerbatteries used in electric vehicles.This paper studies the test standards of lithium ion batteries used in electric vehicles in the 863 program in 2023.This paper focuses on analyzing the test methods, test parameters, requirements, standard characteristics and precautions of battery performance.Test Parameters and Methods1. Capacity tests: The capacity test measures the capacity of the battery at a specified temperature.The temperature range of the battery is determined by the manufacturer and the test temperature is generally 20±5℃.The discharge current is determined by the manufacturer.The battery needs to be charged and discharged according to the specified conditions, and the capacity is measured.2. Discharge characteristic tests: The discharge characteristic tests measure the discharge characteristics of the batteries, such as discharge current, discharge voltage and remaining capacity in different temperatures and environments.Discharge tests are usually conducted in thete mperature range of 20~50℃.。
锂离子动力电池使用与维护保养手册.pdf
锂离子动力电池使用与维护保养手册—电动汽车用锂离子电池编制审核批准生效日期华晨鑫源重庆汽车有限公司新能源事业部目录1.重要安全说明 (1)2.相关介绍 (2)2.1术语和定义 (2)2.2锂离子电池工作原理 (3)2.3锂离子电池为什么需要保护电路 (4)3.充电 (6)4.放电 (7)5.存储 (8)6.运输 (9)7.常见问题及处理方法 (10)8.维护 (11)11.1日常维护......................................................... - 9 - 11.2定期保养 (11)11.3维护与保养记录 (12)1、重要安全说明1.保证电池或电池组远离危险物品或危险材料,如具有腐蚀性的化学品、危险的机械设备、高温环境等;2.不合理的使用该系列产品可能导致冒烟,如外部短路、过充电、过高的环境温度等。
若发生冒烟的情况,请及时切断电源,使用二氧化碳或干粉灭火器进行处理,并用沙土或泥土掩埋。
整个过程中必须及时疏散人群并及时报警(若必要时);3.不合理的使用该系列产品可能导致单体电池鼓胀,严重时可能导致塑料外壳破裂或产生裂纹,此时应立即停止使用该电池,请及时联系我公司相关技术部门或售后服务部门以获得处理方法;4.禁止拆卸、挤压、穿刺、高温搁置或烘烤电池,避免电池受到过高幅度的震动、外力冲击、高处跌落等,此操作可能导致人身伤害或财产损失;5.禁止直接把电池的正负极短路,避免有电池极柱压紧螺栓和导电带之外的任何金属或其他导电物体接触电池的正极和负极,此操作可能导致人身伤害或财产损失;6.禁止将电池暴露或长期搁置在60℃以上的环境中,禁止试图加热或将电池投入火中,此操作可能导致人身伤害或财产损失;7.禁止在没有安装合理的充电保护装置(锂离子电池保护线路板、电池管理系统等)或使用非环宇认可的充电设备(充电器、直流电源等)的情况下对电池进行充电,此操作可能导致人身伤害或财产损失;8.禁止将电池浸入到水或其他导电的液体中,此操作可能导致人身伤害或财产损失;9.禁止儿童和其他缺乏锂离子电池安全使用知识的人使用本系列产品,此操作可能导致人身伤害或财产损失;10.禁止将本系列产品与其他型号或类型的电池进行串联或并联使用,此操作可能导致人身伤害或财产损失;禁止将含有锂离子电池保护线路板或电池管理系统的整套电源系统再进行串联或并联操作,此操作可能导致人身伤害或财产损失,若有需要请联系本公司相关技术部门以获得正确的技术支持。
新能源汽车对蓄电池的基本要求是什么?
新能源汽车对蓄电池的基本要求是什么?新能源汽车对蓄电池的基本要求是什么1、高比能量(它关系到一次充电可行使的距离)。
动力电池容量有限,未能实现突破。
目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100km~300km,并且这还需要保持适当的行驶速度及具有良好的动力电池调节系统才能得到保证,而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下续驶里程只有50km~100km。
2、大功率(它涉及到电动车车的加速特性和爬坡能力)。
3、循环寿命长(它涉及到流动成本)。
目前,实际应用的动力电池组的循环寿命短,普通动力电池充放电次数仅为300~400次,即使性能良好的动力电池充放电次数也不过700~900次,按每年充放电200次计算,一个动力电池的寿命最多为4年,与燃油汽车的寿命相比太短。
新能源汽车电池的注意事项:现有电动汽车动力电池的外体积一般要达到550L。
当把这么大体积的动力电池用于家庭轿车上时,就必然要挤占轿车的行李厢空间。
现有电动汽车所使用的动力电池都不能在储存足够能量的前提下保持合理的尺寸和质量。
目前使用的动力电池主要为铅酸动力电池、镍氢动力电池、镍镉动力电池。
原料从开采到生产,再到废弃后的处理,都会对环境造成污染。
新能源汽车的电池寿命是多少?新能源汽车的电池寿命一般在八年左右。
所以可以考虑八年左右更换一次电池。
电池分类:铅酸蓄电池:铅酸蓄电池的寿命一般为1.5-2年。
铅酸蓄电池是一种以铅及其氧化物为主要电极,以硫酸溶液为电解液的蓄电池。
在放电状态下,铅酸蓄电池正极的主要成分是二氧化铅,负极的主要成分是铅。
在荷电状态下,铅酸蓄电池正负极的主要成分是硫酸铅。
镍氢电池:镍氢电池单位重量储存的能量是铅酸电池的两倍,其他性能优于铅酸电池,价格是铅酸电池的4-5倍。
镍电池采用恒流充电方式充电,根据电池的电流接受能力,可以采用不同的电流对电池进行充电。
充电过程中不需要限制电池单体的电压,同时可以实现快速充电。
磷酸铁锂电池:磷酸铁锂电池是指以磷酸亚铁锂为正极材料的锂离子电池。
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《电动汽车用锂离子蓄电池安全要求》征求意见稿编制说明一、工作简况1、任务来源近几年,国务院《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》、《中国制造2025》、工信部《汽车产业中长期发展规划》等文件陆续出台,并提出新能源汽车将成为我国汽车行业未来重点发展领域和建设汽车强国的突破口。
2012年到2017年11月,新能源汽车年产销由1.3万增长至60.9万,保有量已超1%的临界点,超过日本和美国成为世界第一,行业结束导入期,稳步进入成长期。
2016年7月6日,国务院副总理马凯同志在西安召开的新能源汽车产业发展座谈会做出重要指示,强调要抓好新能源汽车五大安全体系建设:一是要加强安全技术支撑体系,要加强技术攻关,以技术来保障安全。
二是要建立安全标准的规范体系,结合技术和产业化发展,要加快推进相关的标准制定。
三是要强化远程运行的监控体系,以建立体系、统一要求、落实责任为重点,来加快覆盖国家、地区、企业运行的一个监控平台。
四是要健全安全责任体系,要明确生产企业主体责任和政府监管责任,要狠抓落实,做到全面覆盖、无缝连接。
五是要建立安全法规体系,围绕标准监管、处罚、问责等环节,要建立起新能源汽车安全的法规体系。
锂离子动力电池作为动力电池最主要类型,有必要建立相应的安全强制标准。
该标准基于GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》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》,修订并升级为强制性标准。
标准制定计划已于2016年9月正式下达,计划编号20160967-Q-339。
2、主要工作过程根据有关部门对电动汽车领域标准体系建设的要求,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织“电动汽车电池工作组”,系统开展电动汽车用锂离子动力电池安全标准的制定工作。
二、标准编制原则和主要内容1、编制原则1)本标准编写符合GB/T 1.1《标准化工作导则》规定;2)本标准基于GB/T 31485和GB/T 31467.3,对电池单体、模组、电池包或系统的试验方法与安全要求进行系统梳理;基于对近几年国内外电动汽车安全事故的经验总结;基于对国内外电动汽车安全失效与防范机制进一步理解;3)针对修订内容,在工作组内进行多次意见征求,并在会上充分讨论;4)起草过程,充分考虑国内外现有相关标准的统一和协调。
2、主要内容本标准规定了电动汽车用锂离子动力蓄电池(以下简称锂离子电池)单体、电池包或系统的安全要求和试验方法。
本标准适用于装载在电动汽车上的锂离子电池单体、电池包或系统,镍氢电池单体、电池包或系统等可参照执行。
本标准主要技术内容如下:标准中规定的电动汽车用锂离子动力电池单体、电池包或系统需要进行的试验项目如下表所示:表2 锂离子电池单体试验项目表3 锂离子电池包或系统试验项目其中沿用GB/T 31485和GB/T 31467.3试验方法与要求的项目为:电池单体过放电、短路、加热、温度循环;电池包或系统模拟碰撞、湿热循环、温度冲击、高海拔。
其他测试项目中包括取消、修改以及新增加,具体如下:1)取消项目①锂离子电池模组安全性试验工作组认为GB/T 31485-2015标准中模组测试主要采用1P5S或xPxS (依据GB/T-31485 6.3.1)为试验对象来进行试验,其与实际产品中的模组形式相差较大,测试结果与产品的实际安全状况关联性不足。
另外,经工作组讨论认为,模组并非电池包中必须存在的一种形式。
因此,工作组经讨论决定,本标准不专门针对模组开展安全测试试验。
②锂离子电池单体针刺在2017年1月17号发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》中,GB/T 31485-2015标准中针刺为暂不执行项目。
起草组调研IEC 62660-2,IEC62660-3等标准,发现均未采用针刺试验来评价电池安全性。
经工作组讨论,一致认为针刺试验与实际失效模式不相符。
因此,决定在本标准中取消针刺试验。
③电池单体跌落、低气压工作组讨论确定,本标准不包含生产、运输过程中的安全问题,电池单体跌落和低气压试验不符合本标准安全要求范围。
④锂离子电池单体海水浸泡工作组讨论确定,海水浸泡(或浸水安全)试验,主要从系统层级考察高电压下的安全性,对于锂离子电池单体海水浸泡试验,偏向于考察锂离子电池单体腐蚀可靠性问题,不符合本标准安全要求范围。
⑤锂离子电池包或系统跌落工作组讨论确定,本标准不包含生产、运输过程中的安全问题,电池包或系统跌落试验不符合本标准安全要求范围。
⑥锂离子电池包或系统翻转考虑标准GB/T 31467.3的翻转试验无法准确模拟实际车载状态下发生翻转事故时电池包或系统经受的真实情况,且国际标准法规尚未有成熟的试验方法可直接借鉴或转化,因此,本标准不包含电池包或系统翻转试验。
需要强调的是,汽车(包括电动汽车)确实存在发生翻滚的事故场景,建议各企业单位自行开展研究试验,关注EVS-GTR第二阶段关于翻转试验的进展与成果。
2)修改项目①锂离子电池单体过充根据行业的发展趋势和材料开发状态,随着锂离子电池单体的能量密度的提高,材料中锂的脱出量已近极限。
经工作组讨论,一致同意“过充是需要从系统层级来进行保护”,需要对锂离子电池单体的过充电要求做出调整。
锂离子电池单体过充试验,主要是为了配合系统保护策略的执行而做出要求,即电池单体的过充需与系统层级的过充保护要求相协调,具体协调关系如上图所示。
首先,按照锂离子电池系统SOC与锂离子电池单体SOC的关系,单体正常工作区间(0%→100%SOC)已覆盖系统正常工作区间;其次,在ISO WD 6469-1 6th中明确了系统层级的过充截至条件为110%SOC,同比,锂电池单体满足110%SOC 过充可实现配合系统110%SOC过充保护策略的安全要求。
经讨论,起草组认为电池单体在满足上述安全要求的基础上,需再探讨额外增加SOC要求的可行性。
2018年1月16日,秘书处邀请行业专家在天津针对电池单体过充、热扩散等条款举行了专项讨论会。
19家参会单位及专家对“110% SOC、115% SOC 、120% SOC” 或“1.1倍电压、1.2倍电压”,以及IEC 62660-3相同的过充截止条件进行了较充分的讨论并表决,其中14家参会单位及专家认为1.1倍电压或115 %SOC 更为合理。
标委会秘书处向主管部门汇报后,建议公开征求意见稿环节,继续对该问题进行研究,并充分听取行业意见。
为引起大家关注,充分反馈意见和数据,征求意见稿中保留了“1.2倍电压或120% SOC”、“1.1倍电压或115%SOC”两种截止条件。
②锂离子电池单体挤压挤压试验主要采用静态/准稳态下的压缩方式来测试车辆发生碰撞时锂离子电池单体的受压形变后的安全状态,因此挤压速度需要尽可能降低,以模拟准稳态下的情形。
工作组调研了,各大认证机构实际试验过程中的设备能力,讨论决定将挤压速度修改为“不大于2mm/s”。
在实际应用中,锂离子电池单体受压形变受到了电池包箱体的防护。
工作组通过仿真和试验验证,关联了多款电池包与锂离子电池单体在模拟静态挤压场景下的受力与形变关系。
结果表明,电池包在受到100kN挤压力的情况下,锂电池单体所受挤压力均低于100kN, 其中电池单体受力最大者为75kN,受压形变最大者约17%。
同时,ECE R100(与EVS-GTR草案基本一致)中规定:除特殊说明外,通过挤压板施加在被测对象的挤压力最低为100kN,但不超过105kN;ISO 12405-3中规定:挤压力为(100 −0/+5) kN或者由从车辆碰撞试验或仿真分析得到的数值,该数值需要有合理的支撑数据和分析过程。
因此,工作组确定,将锂电池单体挤压力修订为100kN。
③锂离子电池包或系统振动根据GB/T 31467.3-2015第1号修改单调研数据,检测机构对多款锂离子电池包或系统测试结果进行统计分析发现,锂离子电池包或系统的振动试验通过率仅为50%左右(表4)。
试验结果表明,GB/T 31467.3-2015的试验方法过于严苛。
表4 GB/T 31467.3-2015振动试验数据分析※此表引自《GB/T 31467.3-2015 第1号修改单》编制说明第1号修改单参考ECE R100和EVS-GTR第一阶段提案,与我国试验场强化道路实际激励环境有偏差、采集到的振动载荷相差较大,存在不可预见的安全风险。
因此,有必要提出基于中国车辆实测数据的振动测试条件。
为了振动试验能够真实的考核电池包或系统的安全风险,需建立振动试验与实际道路的关联关系。
标准工作组成立了振动专项研究小组,开展了多个厂家3大类7个细分平台共计22台车的路谱采集工作,数据能够代表中国电动汽车行业的发展水平。
a)参考ECE R 100, 试验前,将测试对象的SOC状态调至不低于制造商规定的正常SOC工作范围的50%。
b)测试对象的分类:测试对象区分为乘用车与商用车。
商用车的研究对象为客车行李舱和后备舱的电池包,乘用车的研究对象为乘员舱下部底盘的电池包和后排座椅下方的电池包。
c)目标里程的确定:综合国内各大汽车试验场的可靠性行驶规范,及各大主机厂的汽车定型行驶规范,确定以交通部北京通县试验场行驶规范作为此标准的数据采集基础。
选取对结构疲劳耐久有作用的强化道路作为数据来源,按照规范要求:乘用车714个强化坏路循环为目标里程,商用车882个强化坏路循环作为目标里程。
d)路谱采集的条件:载荷工况分为满载和空载,试验车辆是符合整车测试技术条件的车辆,试验车速为试验场规范车速(不同路面车速也不同)。
每种工况采集3-5组数据来保证数据的一致性。
e)数据的处理:按照MIL-STD-810F标准随机振动等效疲劳加速强化理论为基础,采用偏于严苛的加速系数5,将各种不同类型路面向振动能量RMS值最大的路面进行归一化等效处理,并计算等效坏路时间总和。
并分别按照21h和12h为目标测试时间进行加速强化,得到综合的PSD谱。
基于等效损伤理论,通过试验应力采集验证、仿真分析与测试时间优化可行性分析等多方面的论证,最终一致认为将随机振动测试时间定义为12h可行。
同时,也与ISO WD 6469-1 6th保持了一致。
f)振动测试规范的创建:通过数据比较分析,对综合后的PSD谱按照车型平台归类,并求取此平台下各车辆综合PSD谱的平均值,得到平台车型最终的PSD谱。
并按照保留关键频率点PSD值和RMS值等效的原则,平滑拟合后作为最终的振动标准测试条件。
g)正弦定频试验:搓板路与其他路面的振动信号不是一个类型,具有明显的受迫振动特征,能量很高且集中在一个很小的频带范围。
工作组一致认为搓板路是典型的路面类型,应纳入到规范中;经讨论决定,将搓板路按照正弦定频处理,同时定频试验的频率及测试时间均依照试验场搓板路的数据分析得到,解决了与其他路面振动类型不一致的问题。