电动汽车动力电池系统五大国标最详解读
- 格式:docx
- 大小:434.89 KB
- 文档页数:21
电动汽车动力电池系统五大国标最详解读国标针对动力电池系统,建立了常规性能和功能要求——容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等,建立了安全防护要求——操作安全、故障防护、人员触电防护、滥用防护、环境适应性、事故防护、用户手册和特殊说明等,范围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级,产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车,已基本上了构成了一个完整的体系。
一、构建标准体系电动汽车早期的发展过程中,GB或GB/T国家标准的缺失在一定程度上造成了行业的良莠不齐和鱼龙混杂。
仅依靠汽车行业的QC/T推荐标准作为一种参考,并不具有权威性和广泛性,整车企业和电池企业要么茫无头绪,要么各行其是、各执一词,缺乏一个统一的衡量标准。
随着2015年新版GB/T国家推荐标准的陆续发布,我国电动汽车产业围绕动力电池系统已基本上构建了完整的标准体系,形成了行业的准入门槛,有利于行业的规范发展和优胜劣汰。
新国标在2015年5月颁布(部分标准将在10月份或年底颁布),与旧标准之间有一年的过渡期,从2016年开始,相关企业都将遵循新的标准进行相关检测。
新国标与工信部2015年3月发布的《汽车动力蓄电池行业规范条件》一起,将加速动力电池行业的洗牌,提高行业集中度水平。
在本人的另外一篇文章中,曾论述过动力电池系统的安全防护主要在于如何防止电能和化学能的非正常释放所造成的危险,相关内容详见《动力电池系统安全分析和防护设计》一文。
新版国标则完整的围绕电能和化学能的防护做了严格的规定,并明确了测试规范,形成了较为完整的体系,从这方面来讲,产品安全设计与国标的检验要求,殊途同归。
本文将系统的论述各项标准所规定的内容,对比新标准与旧标准的差异等,希望能够为动力电池企业或整车企业的同仁,在标准的理解和运用方面提供一些帮助。
二、GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486解读GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486是由QC/T743标准演化而来,将QC/T743标准的相关内容重新划分,并在此基础上进行升级,制订了更符合电动汽车实际使用情况的三份独立的标准规范。
车用动力电池最新强制性国家标准解析①王彩娟,宋 杨,秦剑峰,吕媛媛(中华人民共和国吴江海关,江苏吴江 215200)摘要:2020年发布的车用电池国家标准GB 38031:2020将于2021年1月1日起正式实施,作为车用动力电池首个强制性国家标准必将备受关注。
其中热稳定性测试是新增加的安全测试项目,考量在极端恶劣滥用条件下电池系统防御外部火烧和内部热扩散的能力,对电池系统的安全性能提出更高要求。
本文对标准GB 38031:2020进行解析,以期为车用电池生产和使用企业研究热事件报警信号和报警阀值提供技术参考,避免产品在后续市场准入中遭受影响。
关键词:车用电池;强制性;国家标准中图分类号:TM911 文献标识码:A 文章编号:1008-7923(2020)03-0161-05Analysis on the Latest Mandatory National Standardof Vehicle Power BatteryWANG Cai-juan,SONG Yang,QIN Jian-feng,LV Yuan-yuan(Wujiang Customs District P.R.China,Wujiang,Jiangsu Province,215200,China.)Abstract:The National Standard GB 38031:2020for vehicle batteries has been released in 2020,will be officially implemented from 2021.As the first mandatory National Standard for VehiclePower Batteries,it will certainly receive much attention.The thermal stability test is a newly add-ed safety test item,considering the ability of the battery system to protect itself from external fireand internal thermal diffusion under extremely abusive conditions,which need higherrequirements for the safety performance of the battery system.In this paper,the standard GB38031:2020is analyzed to provide a technical reference for the research of hot event alarm signaland alarm threshold for vehicle battery production and use enterprises,to avoid the products beingaffected in the following market access.Keywords:Vehicle power battery;Mandatory;GB standard1 引言车用动力电池最新强制性国家标准GB 38031:2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》[1]已于2020年05月12日发布,将于2021年01月01日实施并替代GB/T 31485:2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》[2]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》[3]。
电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法1范围本文件规定了电动汽车用动力蓄电池(以下简称电池)的电性能要求和试验方法。
本文件适用于装载在电动汽车上的动力锂离子电池和金属氢化物镍电池单体,其他类型电池参照执行。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T10592—2008高低温试验箱技术条件GB/T19596电动汽车术语GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求3术语和定义GB/T19596及GB38031界定的以及下列术语及定义适用于本文件。
3.1初始容量initial capacity新出厂的动力电池,在室温下,完全充电后,以制造商规定且不小于1I3的电流放电至制造商规定的放电终止条件时所放出的容量(Ah)。
3.2高能量电池high energy battery室温下,最大允许持续输出电功率(W)和3I3倍率放电能量(Wh)的比值低于10的电池。
注:高能量电池一般应用于纯电动汽车和插电式混合动力电动汽车。
3.3高功率电池high power battery室温下,最大允许持续输出电功率(W)和3I3倍率放电能量(Wh)的比值不低于10的电池。
注:高功率电池一般应用于混合动力电动汽车。
4符号4.1缩略语下列缩略语适用于本文件。
FS:满量程(full scale)4.2符号下列符号适用于本文件。
I3:3h率放电电流(A),其数值等于额定容量值的1/3。
5要求5.1外观电池单体按6.2.1检验时,外观不得有变形及裂纹,表面无毛刺、干燥、无外伤、无污物,且宜有清晰、正确的标志。
5.2极性电池单体按6.2.2检验时,端子极性标识应正确、清晰。
5.3外形尺寸及质量电池单体按6.2.3检验时,电池外形尺寸、质量应符合制造商提供的产品技术条件。
5.4室温放电容量电池单体按6.2.5试验时,其初始容量应不低于额定容量,并且不超过额定容量的110%,同时所有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。
新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电驱动,电池,电控。
下面详细讲解一下三电基础知识:一、电池电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。
电池的关键在电芯,电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。
正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。
动力电池是非常“年轻”的产品, 1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年。
从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等。
大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力跨国车企,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。
与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。
但是我们更关心的是动力电池,也是就新能源汽车中的能量来源,目前动力电池中,镍氢电池面临淘汰,铅酸电池全凭保有量在支撑,故目前以锂电池最为主要。
(如下图)先介绍几个重要概念能量密度方面电池肯定不如汽油,但是究竟差别多大呢?一箱50L的汽油可以大概跑600km,续航同样里程的电动车需要多少电池呢?(如下图)下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别。
从表中可以看出,四类电池各有优劣。
那各汽车厂商究竟是凭什么选择其中某种电池呢?哪种电池又将是未来的主流呢?数码电子产品对锂电池安全性要求不高,钴酸锂电池最合适3C领域,特斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超强的续航能力,但是同时其安全性能要打些折扣。
锰酸锂电池因其不偏不倚的特征赢得动力电池最大的市场占有率,虽然其能量密度不如钴酸锂和三元锂,但其他综合性能相当出色。
新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电驱动,电池,电控。
下面详细讲解一下三电基础知识:一、电池电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。
电池的关键在电芯,电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。
正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。
动力电池是非常“年轻”的产品, 1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年。
从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等。
大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力跨国车企,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。
与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。
但是我们更关心的是动力电池,也是就新能源汽车中的能量来源,目前动力电池中,镍氢电池面临淘汰,铅酸电池全凭保有量在支撑,故目前以锂电池最为主要。
(如下图)先介绍几个重要概念能量密度方面电池肯定不如汽油,但是究竟差别多大呢?一箱50L的汽油可以大概跑600km,续航同样里程的电动车需要多少电池呢?(如下图)下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别。
从表中可以看出,四类电池各有优劣。
那各汽车厂商究竟是凭什么选择其中某种电池呢?哪种电池又将是未来的主流呢?数码电子产品对锂电池安全性要求不高,钴酸锂电池最合适3C领域,特斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超强的续航能力,但是同时其安全性能要打些折扣。
锰酸锂电池因其不偏不倚的特征赢得动力电池最大的市场占有率,虽然其能量密度不如钴酸锂和三元锂,但其他综合性能相当出色。
动力电池技术的国际标准与规范随着全球能源转型和汽车产业的快速发展,动力电池作为电动汽车的核心组件之一,其技术标准与规范的制定和实施变得至关重要。
本文将对动力电池技术的国际标准和规范进行探讨,以期为相关行业提供参考和借鉴。
一、动力电池技术的国际标准1. ISO/IEC 62660系列标准ISO/IEC 62660系列标准是国际上最重要的动力电池标准之一。
该系列标准主要规定了动力电池的性能测试方法、耐久性能要求、安全性能要求等内容,为动力电池的设计、研发、制造和使用提供了一致的技术规范。
2. UN R100UN R100是联合国制定的动力电池国际标准,适用于电动汽车和混合动力汽车的高压动力电池系统。
该标准对动力电池的安全性能、机械强度、电气安全性和安全管理等方面进行了详细规定,确保了动力电池的安全可靠性。
3. GB/T 31485-2015GB/T 31485-2015是中国制定的动力电池技术标准,是中国汽车工业领域的动力电池技术标准,与国际标准相互衔接。
该标准细化了电池的性能指标、测试方法和试验条件,有力地推动了我国动力电池行业的规范化和标准化发展。
二、动力电池技术的国际规范1. ISO/IEC 29167系列规范ISO/IEC 29167系列规范是国际电工委员会和国际标准化组织联合制定的,主要规范了动力电池与车辆之间的通信标准。
该系列规范确保了动力电池在不同车辆之间的互操作性和通信的安全性,为电动汽车的发展提供了技术保障。
2. SAE J2929SAE J2929是美国汽车工程师协会制定的动力电池规范,详细规定了动力电池的构造、性能和测试方法。
该规范对动力电池的设计、制造、测试和使用提供了指导,为动力电池的研发和市场应用奠定了基础。
3. GB/T 31467.3-2015GB/T 31467.3-2015是中国制定的动力电池规范之一,主要规定了动力电池的储存、运输和安全要求。
该规范要求电池制造商和使用者制定和执行相应的管理制度和操作规程,确保动力电池的安全运输和存储。
新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电驱动,电池,电控F面详细讲解一下三电基础知识:、电池电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。
电池的关键在电芯,电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。
正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钻酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。
动力电池是非常“年轻”的产品,1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池, 它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年。
从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等。
大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力后靳力阳试In跨国车企,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。
与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。
膜 电解液」极耳 外壳 电芯附件 电芯组T上盖及侧板 端板及绝缘罩 隔热棉-模块组件-电就连接线束 底部绝缘膜-胶但是我们更关心的是动力电池,也是就新能源汽车中的能量来源,目前动力电 池中,镍氢电池面临淘汰,铅酸电池全凭保有量在支撑,故目前以锂电池最为 主要。
(如下图)先介绍几个重要概念电芯优盘:妥全、3JS 就点:能sags 低 应用:混动车型为主优点:容罐密度穴 缺点:成本鬲 主流电勖汽车< __________________ )优点:便宜、可端錶点:能低 应用:早期电动车型比能量和比功率比駆逍屉指电池单位质憧所軽输出的电能.单位SWh/kg :比切率密底是描述电池在輪同能放岀能披的能力,单E^W/kg:比能绘高的动力电池就像龟兔赛跑里的乌龟*耐力好,可以长时间工作’续航里程长;而比功率高的动力电池就像百米赛跑里的博尔特*速度快(可以提供很高的瞬间电流#以保证汽车的加速性能许-ar-产高比能量电池车型: 高比功率电池车型:cdelodster能量密度方面电池肯定不如汽油但是究竟差别多大呢?一箱50L的汽油可以大概跑600km,续航同样里程的电动车需要多少电池呢?(如下图)汽油比能董为I'KWh/kg1L汽油约重0742kg按车載丸L计算满载是37. kg放出的能量为408.1KWh三元锂电池比能・^Jl50Wh/kg408JKWh的能董需电池2700kg役发功机和电功机的效率差为3倍相当于SOOkgti电池的能董目前便用较多的锂动力电池有以下几类”以正极材料为划分依据。
电动汽车动力电池系统五大国标最详解读国标针对动力电池系统,建立了常规性能和功能要求容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等,建立了安全防护要求操作安全、故障防护、人员触电防护、滥用防护、环境适应性、事故防护、用户手册和特殊说明等,范围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级,产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车,已基本上了构成了一个完整的体系。
一、构建标准体系电动汽车早期的发展过程中,GB 或GB/T国家标准的缺失在一定程度上造成了行业的良莠不齐和鱼龙混杂。
仅依靠汽车行业的QC/T推荐标准作为一种参考,并不具有权威性和广泛性,整车企业和电池企业要么茫无头绪,要么各行其是、各执一词,缺乏一个统一的衡量标准。
随着2015年新版GB/T 国家推荐标准的陆续发布,我国电动汽车产业围绕动力电池系统已基本上构建了完整的标准体系,形成了行业的准入门槛,有利于行业的规范发展和优胜劣汰。
新国标在2015年5月颁布(部分标准将在10月份或年底颁布),与旧标准之间有一年的过渡期,从2016年开始,相关企业都将遵循新的标准进行相关检测。
新国标与工信部2015年3月发布的《汽车动力蓄电池行业规范条件》一起,将加速动力电池行业的洗牌,提高行业集中度水平。
序号新标准旧标准1GB/T 31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法QC/T 743-2006电动车用锂离子蓄电池2GB/T 31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法QC/T 743-2006电动车用锂离子蓄电池3GB/T 31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法QC/T 743-2006电动车用锂离子蓄电池4GB/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\5GB/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\6GB/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\7GB/T 18384.12015电动汽车安全要求第1部分:车载可充电储能系统GB/T 18384.12001电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置8GB/T 18384.22015电动汽车安全要求第2部分:操作安全和故障防护GB/T 18384.22001电动汽车安全要求第2部分:功能安全和故障防护。
我国新能源汽车动力电池标准体系研究刘毅(广东产品质量监督检验研究院,广东广州510330引言作为新能源汽车中关键必备的储能设备,动力电池起着举足轻重的作用。
新能源汽车产业的广阔前景推动了动力电池产业的快速发展,市场也表现出了极高的关注度,引发了一轮又一轮的投资热潮。
目前,我国的动力电池产业还存在着不少隐患,面临着标准体系缺失、技术不成熟、安全性重视不足等多方面问题,生产水平与国外存在较大的差距,制约了产业的健康发展。
在标准体系建设方面,除了已有的少数几项电动汽车用动力电池标准外,仍存在大量缺口。
各个厂家生产的电池单体、电池组在规模、尺寸和性能等方面难以统一,缺乏相关标准,已经对下游新能源汽车产业的发展造成了不良影响。
动力电池相关的安全标准、测试标准空缺,无法提供有关证明,影响到了新能源汽车的出口、运输等方面。
本文客观、科学地评估了我国新能源汽车动力电池标准体系现状,提出了适应动力电池产业发展需求的标准体系发展策略,这对于提升我国新能源汽车动力电池产业的产品整体质量和国际竞争力,加强节能减排工作,建设节约型社会及发展循环经济都具有十分重要的意义。
1我国新能源汽车动力电池标准体系及主要内容1.1我国与动力电池相关标委会我国负责电动汽车相关标准制修订的机构主要有国家标准化管理委员会(SAC、工业和信息化部,前者负责管理全国的标准化工作,后者负责汽车行业标准的制修订及备案工作。
国家标准化管理委员会(SAC下设的全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114、全国碱性蓄电池标准化技术委员会(SAC/ TC77、全国铅酸蓄电池标准化技术委员会(SAC/TC69、全国燃料电池标准化技术委员会(SAC/TC342、全国电池材料标准化技术委员会(SAC/TC457、全国原电池标准化技术委员会(SAC/ TC176等负责制修订动力电池相关标准(如图1。
全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114是1988年由国家技术监督局批准成立,由中国汽车工业联合会主管,委员来自与汽车产品相关的各政府部门及汽车行业骨干单位。
电动汽车动力电池系统五大国标最详解读[导读]国标针对动力电池系统,建立了常规性能和功能要求,范围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级,产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车,已基本上了构成了一个完整的体系。
关键词:电池系统电动汽车国标针对动力电池系统,建立了常规性能和功能要求——容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等,建立了安全防护要求——操作安全、故障防护、人员触电防护、滥用防护、环境适应性、事故防护、用户手册和特殊说明等,范围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级,产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车,已基本上了构成了一个完整的体系。
一、构建标准体系电动汽车早期的发展过程中,GB或GB/T国家标准的缺失在一定程度上造成了行业的良莠不齐和鱼龙混杂。
仅依靠汽车行业的QC/T推荐标准作为一种参考,并不具有权威性和广泛性,整车企业和电池企业要么茫无头绪,要么各行其是、各执一词,缺乏一个统一的衡量标准。
随着2015年新版GB/T国家推荐标准的陆续发布,我国电动汽车产业围绕动力电池系统已基本上构建了完整的标准体系,形成了行业的准入门槛,有利于行业的规范发展和优胜劣汰。
新国标在2015年5月颁布(部分标准将在10月份或年底颁布),与旧标准之间有一年的过渡期,从2016年开始,相关企业都将遵循新的标准进行相关检测。
新国标与工信部2015年3月发布的《汽车动力蓄电池行业规范条件》一起,将加速动力电池行业的洗牌,提高行业集中度水平。
在本人的另外一篇文章中,曾论述过动力电池系统的安全防护主要在于如何防止电能和化学能的非正常释放所造成的危险,相关内容详见《动力电池系统安全分析和防护设计》一文。
新版国标则完整的围绕电能和化学能的防护做了严格的规定,并明确了测试规范,形成了较为完整的体系,从这方面来讲,产品安全设计与国标的检验要求,殊途同归。
本文将系统的论述各项标准所规定的内容,对比新标准与旧标准的差异等,希望能够为动力电池企业或整车企业的同仁,在标准的理解和运用方面提供一些帮助。
二、GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486解读GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486是由QC/T743标准演化而来,将QC/T743标准的相关内容重新划分,并在此基础上进行升级,制订了更符合电动汽车实际使用情况的三份独立的标准规范。
首先是标准不再局限于锂离子电池这一类型的动力电池,而是包括所有的动力电池类型。
其次,针对模组的定义进行修改,不再强调5个或以上的电池单体进行串联,而是根据实际产品中的串并联组合形式。
第三,增加了动力电池包和动力电池系统的定义,将部分测试覆盖到系统这一层级,显然更具有实际参考价值。
第四,默认的充放电倍率由C/3(I3)提高到1C(I1),要求更严格。
1.GB/T31484-2015解读GB/T31484-2015主要考核动力电池单体、模组和系统的循环寿命指标,涵盖了乘用车和商用车两个不同的市场,以及功率型和能量型两种不同应用类型的动力电池。
对于电池单体和模组而言,大多数电池厂家的产品均可达到规定的要求,对于动力电池系统而言,系统设计和集成能力较弱的pack企业,将面临较大的挑战。
相关检测内容如下表所示:相比于QC/T743-2006,GB/T31484-2015在标准循环寿命和工况循环寿命的测试要求方面都更为严格,相关对比总结如下:因工况数据较多,本文不一一列出测试的图表和曲线,有兴趣的可直接阅读相关的标准文件。
2.GB/T31485-2015解读GB/T31485-2015主要考核动力电池单体和模组的安全指标,围绕化学能的防护,给出了一系列滥用情况以及极端情况下的安全要求和检验规范。
相比于QC/T743-2006,GB/T31485-2015增加了单体海水浸泡、单体温度循环、单体低气压、模组跌落、模组海水浸泡、模组温度循环、模组低气压等7项新的检验要求。
针对大部分检验项目,GB/T31485-2015均做了提高或强化,并要求测试结束后,必须观察1小时,才能确定检验是否合格,而QC/T743标准并无此要求。
相关测试项目的对比如下:GB/T31485-2015与GB/T31467.3-2015配合,构成了电池单体、模组、系统层级的较为完整的安全检验标准。
3.GB/T31486-2015解读GB/T31486-2015主要针对电池单体的外观、尺寸、重量和室温放电容量,以及模组的外观、尺寸、重量、常温性能、高低温性能、耐振动性能、存储等方面做出相应的规定。
与QC/T743相比,GB /T31486-2015取消了针对单体电池的高低温性能、放电倍率性能、荷电保持与容量恢复能力、存储等方面的要求,但是增加了针对模组的常温充放电倍率性能、高低温性能、荷电保持与能量恢复能力等相关要求,具体内容的对比如下:体级别的电性能测试,从整车级别来考虑,这是合理的。
电池厂家给整车厂供货的时候,一般是提供模组级产品或系统级产品,国标更多的集中在针对电动汽车“零部件级”的产品测试,而针对电池单体的电性能测试,应由整车厂与电池企业共同确定相关检验项目和测试要求,并在电池企业内部或委托外部机构完成相关测试验证,不作为强制性的标准要求。
三、GB/T31467-2015标准解读如果说GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486是侧重于电池单体和模组层级的检验规范,那么GB/T31467毫无疑问是侧重于电池包或电池系统级的检验规范。
通过标准的相互衔接和组合,可以覆盖不同的零部件等级,达到更好的效果。
在本标准里面,引入了动力电池包和动力电池系统这两个概念,两者的主要差别在于是否包含电池控制单元BCU(等同于电池管理系统BMS的主控单元)。
针对动力电池包的测试,在测试过程中,所有的参数都依赖于外部测试平台来检测,动力电池包与测试平台之间无通信和数据交换,产品相关的主动功能(包括加热/冷却功能)也由测试平台来控制。
测试平台检测动力电池系统的电压、电流、容量、能量等参数,作为检测结果和计算依据。
针对动力电池系统的测试,在测试过程中,系统内部的参数由BCU来检测,BCU与测试平台之间进行实时通信,传输测试必须的数据,产品相关的主动功能也由BCU来控制。
测试平台检测动力电池系统的电压、电流、容量、能量等参数,作为检测结果和计算依据。
1.GB/T31467.1-2015GB/T31467.1-2015标准针对功率型动力电池包/系统的容量、能量、功率、效率、荷电保持等基本性能的测试规程做了比较明确的规定,为检验检测提供了标准依据。
功率型电池主要应用于混合动力汽车,起到能量回收和动力辅助输出的作用,达到一定的节油和减排效果。
因此要求倍率性能突出(比功率要大),内阻小,发热量低,循环寿命长。
针对功率型电池包/ 电池系统,标准提供了较为详细的测试规程,但是并没有提供判定合格的依据,具体的判断条件,取决于电池或整车企业提供的产品规格书所规定的数值。
具体的测试方法,详见标准文件,不在本文列出。
标准中没有规定统一的判断依据,主要是因为到了动力电池系统这个层级,不同产品的指标差异较大,而每家企业的技术实力也不一样,所以量化的指标已经不取决于电池,而是取决于电池系统的综合性能(如电池性能,能量管理性能,热管理性能等)。
基于此因素,检验项目的判断标准,应来自于产品规格书所规定的参数,满足产品的规格即为合格。
2.GB/T31467.2-2015标准解读GB/T31467.2-2015标准针对能量型动力电池包/系统的容量、能量、功率、效率、荷电保持等基本性能的测试规程做了比较明确的规定,为检验检测提供了标准依据。
能量型电池主要应用于纯电动汽车和插电式/增程式混合动力车,作为车辆的唯一动力来源或重要动力来源,具有良好的节能和减排效果。
能量型动力电池系统要求存储的能量多(比能量),高低温性能好,循环寿命好。
针对能量型电池包/电池系统,标准提供了较为详细的测试规程,但是并没有提供判定合格的依据,具体的判断条件,取决于电池或整车企业提供的产品规格书所规定的数值。
与GB/T31467.1-2015相比,GB/T31467.2-2015取消了高低温启动功率这一测试项,其他测试项相同,仅测试的要求有所区别(针对不同的应用需求)。
3.GB/T31467.3-2015标准解读前两个标准主要集中在电性能测试,本标准则主要针对安全要求和测试方法做了明确的规定。
本标准结合GB/T31485-2015,就构成了从电池单体、模组、到动力电池包和动力电池系统的完整的化学能防护规范。
从测试内容看,针对系统级的安全防护主要集中在以下几个方面:1)机械载荷——振动、机械冲击、跌落2)事故自保护——碰撞、挤压、海水浸泡、外部火烧3)环境适应性——温度冲击、湿热循环、盐雾腐蚀、高海拔4)滥用——过温、短路、过充、过放针对系统级的安全防护要求,此前是缺失的,本次新国标的发布,基本上弥补了这方面的空白。
当然,国标的内容仅仅涉及最基本的安全防护,企业在产品的研发、生产和使用过程中,需要根据车辆和动力电池系统的实际情况,制定更为严格更为完善的安全防护体系。
四、GB/T18384-2015标准解读GB/T18384在2001年发布第一版之后,在今年发布了修订后的第二版。
本标准可以看作从整车层面针对电动汽车动力系统所提出的安全通则,共分3个部分,更侧重于针对电能和电磁能的安全规范和故障保护。
标准适用于3.5吨以下的电动乘用车或电动商用车。
GB/T18384主要对标ISO6469标准,两个标准的主要内容基本相同。
1.GB/T18384.1-2015标准解读GB/T18384.1-2015针对电动汽车的车载储能装置(动力电池系统)提出了保护驾驶员、乘客、车辆外人员和外部环境的安全要求。
从2001版到2015版本,标准调整了适用电压范围,修改了绝缘电阻的要求,增加了针对产生热量的要求,并删除了针对碰撞防护的要求。
标准还对绝缘电阻的测试条件做了明确的规定,要求在露点阶段进行多次测量,取绝缘电阻的最小值,比第一版本更为严格。
此外,绝缘电阻的计算方法做了修订,具体内容请参考标准文稿。
2.GB/T18384.2-2015标准解读GB/T18384.2-2015针对整车(包括动力电池系统)提出了操作过程、故障防护、用户手册、紧急响应等方面的安全要求。
针对操作安全,2015版删除了主开关和辅助功能的要求。
针对故障防护,删除电气连接,辅助电路和过流切断的要求,增加了故障安全和单点失效的要求。
显然,修改之后的涵盖面更为广泛,只要是可能导致安全事故的单点失效/故障,都应该在设计时予以考虑。