标准搜索结果: 'GB/T 31467.3-2015'
| 标准编号 | GB/T 31467.3-2015 (GB/T31467.3-2015) | | 中文名称 | 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 | | 英文名称 | [Including 2017-XG1 Modification List] Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles -- Part 3: Safety requirements and test methods | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | T47 | | 国际标准分类 | 43.080 | | 字数估计 | 18,167 | | 发布日期 | 2015-05-15 | | 实施日期 | 2015-05-15 | | 引用标准 | GB 4208; GB/T 18384.1; GB/T 18384.3; GB/T 19596; GB/T 28046.1-2011; GB/T 31467.1-2015; GB/T 31467.2-2015 | | 采用标准 | ISO 12405-3-2014, NEQ | | 起草单位 | 中国汽车技术研究中心 | | 归口单位 | 全国汽车标准化技术委员会 | | 标准依据 | 国家标准公告2015年第15号 | | 提出机构 | 中华人民共和国工业和信息化部 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | GB/T 31467的本部分规定了电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统安全性的要求和测试方法。本部分适用于装载在电动汽车上的锂离子动力蓄电池包和系统, 镍氢动力蓄电池包和系统等可参照执行。 | GB/T 31467.3-2015
[Including 2017-XG1 Modification List] Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles.Part 3: Safety requirements and test methods
ICS 43.080
T47
中华人民共和国国家标准
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
2015-05-15发布
2015-05-15实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 符号和缩略语 2
5 通用测试条件 2
5.1 一般条件 2
5.2 准确度要求 3
5.3 数据记录和记录间隔 3
5.4 试验准备 3
6 通用测试 4
6.1 状态参数测量准确度 4
6.2 预处理测试 4
7 安全性测试 4
7.1 振动 4
7.2 机械冲击 7
7.3 跌落 7
7.4 翻转 7
7.5 模拟碰撞 8
7.6 挤压 8
7.7 温度冲击 9
7.8 湿热循环 9
7.9 海水浸泡 10
7.10 外部火烧 10
7.11 盐雾 10
7.12 高海拔 10
7.13 过温保护 10
7.14 短路保护 11
7.15 过充电保护 11
7.16 过放电保护 11
附录A(资料性附录) 蓄电池包和蓄电池系统的典型结构 12
附录B(资料性附录) 蓄电池包和蓄电池系统的测试项目 14
前言
GB/T 31467《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》分为三个部分:
---第1部分:高功率应用测试规程;
---第2部分:高能量应用测试规程;
---第3部分:安全性要求与测试方法。
本部分为GB/T 31467的第3部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本部分由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。
本部分起草单位:中国汽车技术研究中心、中国电子科技集团公司第十八研究所、深圳市比亚迪汽
车有限公司、中国第一汽车股份有限公司、中国北方车辆研究所、惠州市亿能电子有限公司、天津力神电
池股份有限公司、奇瑞新能源汽车技术有限公司、湖北骆驼蓄电池研究院有限公司、普天新能源有限责
任公司、上海卡耐能源有限公司、天津清源电动车辆有限责任公司、上海汽车集团股份有限公司技术中
心、观致汽车有限公司、东风汽车集团股份有限公司技术中心、宁德时代新能源科技有限公司、北京交通
大学、北京理工大学、上海恒动汽车电池有限公司、一汽-大众汽车有限公司、海特电子集团有限公司。
本部分主要起草人:吴志新、廉玉波、王芳、刘仕强、肖成伟、孟祥峰、胡道中、蔡毅、张建华、裴小娟、
周能辉、阮旭松、张娜、陆珂伟、于洪涛、曾祥兵、邵浙海、江文峰、王红梅、夏阳、王震坡、姜久春、王伟、
魏学哲、陈凡伟、王清、刘磊、任士界。
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
1 范围
GB/T 31467的本部分规定了电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统安全性的要求和测试方法。
本部分适用于装载在电动汽车上的锂离子动力蓄电池包和系统,镍氢动力蓄电池包和系统等可参
照执行。
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 4208 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 18384.1 电动汽车 安全要求 第1部分:车载储能装置
GB/T 18384.3 电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护
GB/T 19596 电动汽车术语
GB/T 28046.1-2011 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
GB/T 31467.1-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分:高功率应用测试规程
GB/T 31467.2-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分:高能量应用测试规程
3 术语和定义
GB/T 19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
蓄电池电子部件 batteryelectronics
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,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。
3.2
蓄电池控制单元 batterycontrolunit;BCU
控制、管理、检测或计算蓄电池系统的电和热相关的参数,并提供蓄电池系统和其他车辆控制器通
讯的电子装置。
3.3
额定容量 ratedcapacity
在规定条件下测得的蓄电池包或系统的放电容量值。
3.4
蓄电池包 batterypack
通常包括蓄电池组、蓄电池管理模块(不包含BCU)、蓄电池箱以及相应附件,具有从外部获得电能
并可对外输出电能的单元。
3.5
蓄电池系统 batterysystem
一个或一个以上蓄电池包及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成
等)构成的能量存储装置。
3.6
高压 highvoltage
最大工作电压大于30Va.c.(rms)且小于或等于1000Va.c.(rms),或大于60Vd.c.且小于或等
于1500Vd.c.的电压。
3.7
低压 lowvoltage
最大工作电压不大于30Va.c.(rms),或不大于60Vd.c.的电压。
4 符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件。
nC:电流倍率,等于1h放电容量的n倍[单位为安(A)]
SOC:室温荷电状态(stateofcharge)
5 通用测试条件
5.1 一般条件
5.1.1 除非在某些具体测试项目中另有说明,测试工作在温度为25℃±5℃,湿度为15%~90%环境
下进行。本标准所提到的室温,是指25℃±2℃。
5.1.2 蓄电池包和系统应满足GB/T 18384.1和GB/T 18384.3的相关要求。
5.1.3 蓄电池包和系统交付时需要包括必要的操作文件,以及和测试设备相连所需的接口部件,如连
接器,插头,包括冷却接口,蓄电池包和蓄电池系统的典型结构参见附录A。制造商需要提供蓄电池包
或系统的工作限值,以保证整个测试过程的安全。
5.1.4 蓄电池包和系统的防护等级应根据实际安装位置满足GB 4208的相关要求。
5.1.5 蓄电池包和系统在所有测试前进行绝缘电阻测试。测试位置为:正极与壳体,负极与壳体。要
求绝缘电阻值不小于100Ω/V。
5.1.6 当测试的目标环境温度改变时,在进行测试前测试对象需要完成环境适应过程:在低温下静置
不少于24h;在高温下静置不小于16h。
5.1.7 如果蓄电池包和系统由于某些原因(如尺寸或重量)不适合进行某些测试,那么供需双方协商一
致后可以用蓄电池包和系统的子系统代替作为测试对象,进行全部或部分测试,但是作为测试对象的子
系统应该包含和整车要求相关的所有部分。
5.1.8 调整SOC至试验目标值n%的方法:按制造商提供的充电方式将蓄电池包和系统充满电,静置
1h,以1C恒流放电(100-n)/100h。每次SOC调整后,在新的测试开始前测试对象需要静置30min。
5.1.9 测试过程中,为了蓄电池包和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。
5.1.10 测试过程中的放电倍率大小按照本部分的规定执行,充电机制和放电截止条件由制造商提供。
5.1.11 蓄电池包和系统的额定容量对于测试过程具有重要影响。蓄电池包和系统实际可用容量(6.2)
与额定容量之差的绝对值不得超过额定容量的5%。
5.1.12 除有特殊规定,测试对象均以制造商规定的满电态进行测试。
5.1.13 蓄电池包和系统需要进行的测试项目、测试方法章条号、测试条件等信息参见附录B。
5.1.14 蓄电池放电电流符号为正,充电电流符号为负。
5.2 准确度要求
5.2.1 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:±0.5℃;
---时间测量装置:±0.1%;
---尺寸测量装置:±0.1%;
---质量测量装置:±0.1%。
5.2.2 测试过程中,控制值(实际值)和目标值之间的误差要求如下:
---电压:±1%;
---电流:±1%;
---温度:±2℃。
5.3 数据记录和记录间隔
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至少每1%间隔处记录测
试数据,如时间、温度、电流和电压等。
5.4 试验准备
5.4.1 蓄电池包的准备
蓄电池包的高压、低压及冷却装置要和测试平台设备相连,开启蓄电池包的被动保护功能。根据蓄
电池包制造商的要求和测试规程,测试平台检测和控制电池包的工作状态和工作参数,并保证主动保护
开启,必要时可以通过断开蓄电池包的主接触器来实现。冷却装置根据制造商的要求工作。蓄电池包
测试过程中,蓄电池包和测试平台之间没有信息交换,蓄电池包的参数限值由测试平台直接控制。测试
平台检测蓄电池包的电流、电压、容量或能量等参数,并将这些数据作为检测结果和计算依据。
5.4.2 蓄电池系统的准备
蓄电池系统的高压、低压、冷却装置及BCU要和测试平台设备相连,开启蓄电池系统的主动和被
动保护。测试平台保证测试参数和条件与测试规程的要求一致,并保证蓄电池系统工作在合理的限值
之内,这些限值由BCU通过总线传输至测试平台。BCU控制冷却装置的工作。必要时BCU的程序可
以由蓄电池系统制造商根据测试规程进行更改。主动保护同时也需要由平台测试设备保证,必要时可
以通过断开蓄电池系统的主接触器实现。蓄电池系统测试过程中,蓄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。测试平台检测蓄电池系统的电流、电压、容量或能量等参数,并将这些数据作为检测结果和计
算依据。蓄电池系统上传的参数不作为检测结果或测试依据。
6 通用测试
6.1 状态参数测量准确度
6.1.1 正式测试开始前,应先进行蓄电池包和系统的电子部件或BCU的状态参数测量准确度试验,以
确保测试时参数的准确性。
6.1.2 蓄电池包和系统的电子部件或BCU的状态参数测量准确度应满足表1的要求。
表1 状态参数测量精度要求
参数 总电压值 温度值 单体(模块)电压值
精度要求 ≤±2%FS ≤±2℃ ≤±0.5%FS
6.2 预处理测试
6.2.1 正式测试开始前,蓄电池包和系统需要先进行预处理循环,以确保测试时蓄电池包和系统的性
能处于激活和稳定的状态。
6.2.2 预处理循环在室温下进行,具体步骤依据GB/T 31467.1-2015或GB/T 31467.2-2015中6.1
进行。如果连续两次的放电容量的差别小于额定容量的3%,则蓄电池包和系统完成预处理测试。如
果标准循环和一个新的测试项目之间时间间隔大于24h,则需要重新进行一次标准充电。
7 安全性测试
7.1 振动
7.1.1 蓄电池包或系统的振动试验
7.1.1.1 参考测试对象车辆安装位置和GB/T 2423.43的要求,将测试对象安装在振动台上。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。
7.1.1.2 对于安装位置在车辆乘员仓下部的测试对象,测试参数按照表2、表4、表5和图1进行;对于
安装在其他位置的测试对象,测试参数按照表2、表3、表5和图1进行。
表2 z轴PSD值
频率
Hz
功率谱密度(PSD)
g2/Hz
功率谱密度(PSD)
(m/s2)2/Hz
5 0.05 4.81
10 0.06 5.77
20 0.06 5.77
200 0.0008 0.08
RMS 1.44g 14.13m/s2
表3 y轴PSD值
频率
Hz
功率谱密度(PSD)
g2/Hz
功率谱密度(PSD)
(m/s2)2/Hz
5 0.04 3.85
20 0.04 3.85
200 0.0008 0.08
RMS 1.23g 12.07m/s2
表4 y轴PSD值(蓄电池包或系统的安装在车辆成员仓下部)
频率
Hz
功率谱密度(PSD)
g2/Hz
功率谱密度(PSD)
(m/s2)2/Hz
5 0.01 0.96
10 0.015 1.44
20 0.015 1.44
50 0.01 0.96
200 0.0004 0.04
RMS 0.95g 9.32m/s2
表5 x轴PSD值
频率
Hz
功率谱密度(PSD)
g2/Hz
功率谱密度(PSD)
(m/s2)2/Hz
5 0.0125 1.20
10 0.03 2.89
20 0.03 2.89
200 0.00025 0.02
RMS 0.96g 9.42m/s2
7.1.1.3 每个方向的测试时间是21h,如果测试对象是两个,则可以减少到15h,如果测试对象是三个,
则可以减少到12h。
7.1.1.4 试验过程中,监控测试对象内部最小监控单元的状态,如电压和温度等。
7.1.1.5 振动测试后,观察2h。
说明:
X ---频率(Hz);
Y1 ---功率谱密度(g2/Hz);
Y2 ---功率谱密度(PSD)[(m/s2)2/Hz];
1---水平纵向PSDX;
2---水平横向PSDY;
3---水平横向PSDY;
4---纵向PSDZ。
图1 蓄电池包或系统的振动测试功率谱密度曲线
7.1.2 蓄电池包或系统的电子装置的振动试验
7.1.2.1 对于安装在车辆悬架之上部位(车身)的测试对象,按照图2和表6进行随机振动试验;对于其
他安装位置的测试对象,参照GB/T 28046.3的相关试验进行测试。
7.1.2.2 参照GB/T 2423.56执行随机振动。测试对象的每个平面都进行8h的振动测试。
7.1.2.3 振动过程中测试对象按照GB/T 28046.1-2011的要求,工作在3.2模式。
说明:
Y ---PSD[(m/s2)2/Hz];
X---频率(Hz)。
图2 加速度PSD和频率对应关系
表6 PSD值和频率
频率
Hz
功率谱密度
(m/s2)2/Hz
10 20
55 6.5
180 0.25
300 0.25
360 0.14
1000 0.14
RMS 27.8m/s2
7.1.3 要求
7.1.3.1 蓄电池包或系统:测试过程中,蓄电池包或系统的最小监控单元无电压锐变(电压差的绝对值
不大于0.15V),蓄电池包或系统保持连接可靠、结构完好,蓄电池包或系统无泄漏、外壳破裂、着火或
爆炸等现象。试验后的绝缘电阻值不小于100Ω/V。
7.1.3.2 蓄电池包或系统的电子装置:试验过程中,连接可靠,结构完好,无装机松动,且试验后状态参
数测量精度满足表1的要求。
7.2 机械冲击
7.2.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.2.2 对测试对象施加25g、15ms的半正弦冲击波形,z轴方向冲击3次,观察2h。
7.2.3 要求:蓄电池包或系统无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后的绝缘电阻值不小于
100Ω/V。
7.3 跌落
7.3.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.3.2 测试对象以实际维修或者安装过程中最可能跌落的方向,若无法确定最可能跌落的方向,则沿
z轴方向,从1m的高度处自由跌落到水泥地面上,观察2h。
7.3.3 要求:蓄电池包或系统无电解液泄漏、着火或爆炸等现象。
7.4 翻转
7.4.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.4.2 测试对象绕x轴先以6°/s速度转动360°,然后以90°增量旋转,每隔90°增量保持1h,旋转360°
停止。观察2h。
7.4.3 测试对象绕y轴先以6°/s速度转动360°,然后以90°增量旋转,每隔90°增量保持1h,旋转360°
停止。观察2h。
7.4.4 要求:蓄电池包或系统无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象,并保持连接可靠、结构完好,试验
后的绝缘电阻值不小于100Ω/V。
7.5 模拟碰撞
7.5.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.5.2 测试对象水平安装在带有支架的台车上,根据测试对象的使用环境给台车施加表7和图3中规
定的脉冲(汽车行驶方向为x轴,另一垂直于行驶方向的水平方向为y轴)。观察2h。
表7 模拟碰撞试验脉冲参数表
脉宽
ms
≤3.5t
x方向加速度 y方向加速度
3.5t~7.5t
x方向加速度 y方向加速度
≥7.5t
x方向加速度y方向加速度
A 20 0g 0g 0g 0g 0g 0g
B 50 20g 8g 10g 5g 6.6g 5g
C 65 20g 8g 10g 5g 6.6g 5g
D 100 0g 0g 0g 0g 0g 0g
E 0 10g 4.5g 5g 2.5g 4g 2.5g
F 50 28g 15g 17g 10g 12g 10g
G 80 28g 15g 17g 10g 12g 10g
H 120 0g 0g 0g 0g 0g 0g
图3 加速度脉冲示意图
7.5.3 要求:蓄电池包或系统无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后的绝缘电阻值不小于100Ω/V。
7.6 挤压
7.6.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.6.2 按下列条件进行加压:
---挤压板形式:半径75mm的半圆柱体,半圆柱体的长度大于测试对象的高度,但不超过1m。
---挤压方向:x和y方向(汽车行驶方向为x轴,另一垂直于行驶方向的水平方向为y轴)。
---挤压程度:挤压力达到200kN或挤压变形量达到挤压方向的整体尺寸的30%时停止挤压。
---保持10min。
---观察1h。
7.6.3 要求:蓄电池包或系统无着火、爆炸等现象。
7.7 温度冲击
7.7.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.7.2 测试对象置于(-40±2)℃~(85±2)℃的交变温度环境中,两种极端温度的转换时间在30min
以内。测试对象在每个极端温度环境中保持8h,循环5次。在室温下观察2h。
7.7.3 要求:蓄电池包或系统无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后的绝缘电阻值不小于100Ω/V。
7.8 湿热循环
7.8.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.8.2 参考GB/T 2423.4执行试验Db、变量见图4。其中最高温度是+80℃,循环次数5次。在室温
下观察2h。
说明:
Y1---相对湿度,%;
Y2---温度,℃;
X ---时间,h;
a 升温结束;
b 降温开始;
c 推荐温湿度值;
d 冷凝;
e 干燥;
f 一个循环周期。
图4 温湿度循环
7.8.3 要求:蓄电池包或系统无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后30min之内的绝缘电阻值
不小于100Ω/V。
7.9 海水浸泡
7.9.1 测试对象为蓄电池包或系统。
7.9.2 室温下,测试对象以实车装配状态与整车线束相连,然后以实车装配方向置于3.5%NaCl溶液
(质......
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