電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求-新能源

1、«電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池安全要求征求意見稿編制說明、工作簡況1、任務(wù)來源近幾年，國務(wù)院節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）、中國制造2025、工信部汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃 等文件陸續(xù)出臺(tái)，并提出新能源汽車將成為我國汽車行業(yè)未來重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域和建設(shè)汽車強(qiáng)國的突破口。穩(wěn)步進(jìn)入成長期。2016年7月62012年到2017年11月，新能源汽車年產(chǎn)銷由 1.3萬增長至60.9萬，保有量已超1%的臨界點(diǎn)，超過日本和美國成為世界第一，行業(yè)結(jié)束導(dǎo)入期,日，國務(wù)院副總理馬凱同志在西安召開的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會(huì)做出重要指示，強(qiáng)調(diào)要抓好新能源汽車五大安全體系建設(shè):是要加強(qiáng)安全技術(shù)支撐體系

2、，要加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，以技術(shù)來保障安全。二是要建立安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范體系，結(jié)合技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，要加快推進(jìn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定。三是要強(qiáng)化遠(yuǎn)程運(yùn)行的監(jiān)控體系，以建立體系、統(tǒng)一要求、落實(shí)責(zé)任為重點(diǎn),來加快覆蓋國家、地區(qū)、 企業(yè)運(yùn)行的一個(gè)監(jiān)控平臺(tái)。四是要健全安全責(zé)任體系，要明確生產(chǎn)企業(yè)主體責(zé)任和政府監(jiān)管責(zé)任，要狠抓落實(shí)，做到全面覆蓋、 無縫連接。五是要建立安全法規(guī)體系，圍繞標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管、處罰、問責(zé)等環(huán)節(jié)，要建立起新能源汽車安全的法規(guī)體系。鋰離子動(dòng)力電池作為動(dòng)力電池最主要類型，有必要建立相應(yīng)的安全強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。GB/T該標(biāo)準(zhǔn)基于 GB/T 31485-2015電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法和31467.3-201

3、5電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分：安全性要求與測試方法修訂并升級(jí)為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃已于2016年9月正式下達(dá)，計(jì)劃編號(hào)20160967-Q-339。2、主要工作過程根據(jù)有關(guān)部門對(duì)電動(dòng)汽車領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的要求，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電動(dòng)車輛分技術(shù)委員會(huì)組織電動(dòng)汽車電池工作組”，系統(tǒng)開展電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。表1主要技術(shù)會(huì)議及研究活動(dòng)時(shí)間會(huì)議活動(dòng)主要工作2016年6月9月前期研究及工作組籌建2016年10月10日工作組二屆八次會(huì)議暨啟動(dòng)會(huì)就標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃、制定原則與目標(biāo)、總體思 路開展討論，確定后續(xù)研究方向2016年11月10日起草組會(huì)議明確了制定原則和

4、標(biāo)準(zhǔn)基本框架2016 年 10 月 2017 年2月對(duì)電池單體、模組、電池包或系統(tǒng)安全要求 與試驗(yàn)方法進(jìn)行系統(tǒng)梳理，完成與最新國際 標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對(duì)標(biāo)；數(shù)據(jù)收集、試驗(yàn)摸底與分析；完成第一版草案編寫2017年3月1日起草組會(huì)議討論第一版草案主要修訂內(nèi)容，確定標(biāo)準(zhǔn)推 進(jìn)計(jì)劃，在起草組內(nèi)征求意見2017年3月20日向工信部裝備司匯報(bào)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)展2017年3月修改形成第二版草案2017年4月6日工作組二屆九次會(huì)議討論第二版草案主要修訂內(nèi)容，確定機(jī)械安 全、熱擴(kuò)散試驗(yàn)研究計(jì)劃，發(fā)布正式草案文 件，并向工作組發(fā)出意見征求2017年5月18日和德國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)（VDA ）進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)交流研討2017年6月2日和歐洲

5、汽車工業(yè)協(xié)會(huì)（ACEA ）進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn) 交流研討2017年7月11月和日本標(biāo)準(zhǔn)研究所（JARI ）和整車代表進(jìn)行 了多輪標(biāo)準(zhǔn)交流研討2017年9月25日EVS-GTR 第 14 次會(huì)議介紹標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)展，并與各國專家就電動(dòng)汽 車安全議題進(jìn)行了深入討論2017年4月11月專項(xiàng)研究及研討會(huì)草案意見征集，同時(shí)成立振動(dòng)（ TF1）和熱 擴(kuò)散（TF2）專項(xiàng)工作組，對(duì)電池包振動(dòng)和 熱擴(kuò)散展開深入研究。TF1完成20余款車型（乘用車與商用車）路譜采集與分析；TF2完成電動(dòng)客車安全技術(shù)條件中關(guān)于熱失 控和熱擴(kuò)散的執(zhí)行情況廣泛而深入的調(diào)研， 完成不同型號(hào)、尺寸和能量密度電池?zé)崾Э?觸發(fā)方法的系統(tǒng)研究。專項(xiàng)工作組開展

6、了多 次技術(shù)研討會(huì)，并達(dá)成了一致意見。2017年11月1日起草組會(huì)議針對(duì)草案反饋意見進(jìn)行集中討論，確定修訂 方向，修改形成草案修訂稿2017年11月28日工作組二屆十次會(huì)議討論草案反饋意見及依此形成的草案修訂稿 內(nèi)容，達(dá)成廣泛共識(shí)，進(jìn)一步明確了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi) 容2017年12月7日向工信部裝備司匯報(bào)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)展2017年12月根據(jù)會(huì)議討論情況完善草案并形成征求意見稿草案2018年1月16日起草組會(huì)議對(duì)征求意見稿草案中電池單體過充、電池包求意見稿或系統(tǒng)熱擴(kuò)散等部分條款進(jìn)行討論，形成征、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容1、編制原則1)本標(biāo)準(zhǔn)編寫符合GB/T 1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則規(guī)定;2)本標(biāo)準(zhǔn)基于 GB/T 314

7、85和GB/T 31467.3，對(duì)電池單體、模組、電池包或系統(tǒng)的試驗(yàn)方法與安全要求進(jìn)行系統(tǒng)梳理；基于對(duì)近幾年國內(nèi)外電動(dòng)汽車安全事故的經(jīng)驗(yàn)總結(jié);基于對(duì)國內(nèi)外電動(dòng)汽車安全失效與防范機(jī)制進(jìn)一步理解;3)針對(duì)修訂內(nèi)容，在工作組內(nèi)進(jìn)行多次意見征求，并在會(huì)上充分討論;4)起草過程，充分考慮國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。2、主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池(以下簡稱鋰離子電池)單體、電池包或系統(tǒng)的安全要求和試驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于裝載在電動(dòng)汽車上的鋰離子電池單體、電池包或系統(tǒng)，鎳氫電池單體、電池包或系統(tǒng)等可參照?qǐng)?zhí)行。本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容如下:標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池單體、電池包或系統(tǒng)

8、需要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目如下表所示:表2鋰離子電池單體試驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目適用范圍試驗(yàn)方法章條號(hào)1過放電鋰離子電池單體8.1.22過充電鋰離子電池單體8.1.33短路鋰離子電池單體8.1.44加熱鋰離子電池單體8.1.55溫度循環(huán)鋰離子電池單體8.1.66擠壓鋰離子電池單體8.1.7表3鋰離子電池包或系統(tǒng)試驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目適用范圍試驗(yàn)方法章條號(hào)1振動(dòng)鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.1.12振動(dòng)鋰離子電池包或系統(tǒng)的電子裝置8.2.1.23機(jī)械沖擊鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.24模擬碰撞鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.35擠壓鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.46濕熱循環(huán)鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.57浸水安全鋰離子電池包或

9、系統(tǒng)8.2.68熱穩(wěn)定性之外部火燒鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.7.19熱穩(wěn)定性之熱擴(kuò)散整車或鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.7.210溫度沖擊鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.811鹽霧鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.912高海拔鋰離子電池包或系統(tǒng)8.2.1013過溫保護(hù)鋰離子電池系統(tǒng)8.2.1114過流保護(hù)鋰離子電池系統(tǒng)8.2.1215外部短路保護(hù)鋰離子電池系統(tǒng)8.2.1316過充電保護(hù)鋰離子電池系統(tǒng)8.2.1417過放電保護(hù)鋰離子電池系統(tǒng)8.2.15其中沿用GB/T 31485和GB/T 31467.3試驗(yàn)方法與要求的項(xiàng)目為：電池單體過放電、短路、加熱、溫度循環(huán)；電池包或系統(tǒng)模擬碰撞、濕熱循環(huán)、溫度沖擊、高海拔

10、。其他測試項(xiàng)目中包括取消、修改以及新增加，具體如下:1）取消項(xiàng)目 鋰離子電池模組安全性試驗(yàn)工作組認(rèn)為 GB/T 31485-2015標(biāo)準(zhǔn)中模組測試主要采用1P5S或xPxS （依據(jù)GB/T-31485 6.3.1）為試驗(yàn)對(duì)象來進(jìn)行試驗(yàn)，其與實(shí)際產(chǎn)品中的模組形式相差較大， 測試結(jié)果與產(chǎn)品的實(shí)際安全狀況關(guān)聯(lián)性不足。另外，經(jīng)工作組討論認(rèn)為， 模組并非電池包中必須存在的一種形式。因此，工作組經(jīng)討論決定， 本標(biāo)準(zhǔn)不專門針對(duì)模組 開展安全測試試驗(yàn)。 鋰離子電池單體針刺在2017年1月17號(hào)發(fā)布的新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定中,GB/T 31485-2015標(biāo)準(zhǔn)中針刺為暫不執(zhí)行項(xiàng)目。起草組調(diào)研IEC

11、 62660-2，IEC 62660-3等標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)均未采用針刺試驗(yàn)來評(píng)價(jià)電池安全性。經(jīng)工作組討論，一致認(rèn)為針刺試驗(yàn)與實(shí)際失效模式不相符。因此，決定在本標(biāo)準(zhǔn)中取消針刺試驗(yàn)。 電池單體跌落、低氣壓工作組討論確定，本標(biāo)準(zhǔn)不包含生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的安全問題，電池單體跌落和低氣壓試驗(yàn)不符合本標(biāo)準(zhǔn)安全要求范圍。 鋰離子電池單體海水浸泡工作組討論確定，海水浸泡（或浸水安全）試驗(yàn)，主要從系統(tǒng)層級(jí)考察高電壓下的安全性，對(duì)于鋰離子電池單體海水浸泡試驗(yàn)，偏向于考察鋰離子電池單體腐蝕 可靠性問題，不符合本標(biāo)準(zhǔn)安全要求范圍。 鋰離子電池包或系統(tǒng)跌落工作組討論確定，本標(biāo)準(zhǔn)不包含生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的安全問題，電池包或系統(tǒng)跌落

12、試驗(yàn)不符合本標(biāo)準(zhǔn)安全要求范圍。 鋰離子電池包或系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)考慮標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31467.3的翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)無法準(zhǔn)確模擬實(shí)際車載狀態(tài)下發(fā)生翻轉(zhuǎn)事故時(shí)電池包或系統(tǒng)經(jīng)受的真實(shí)情況，且國際標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)尚未有成熟的試驗(yàn)方法可直接借鑒或轉(zhuǎn)化，因此，本標(biāo)準(zhǔn)不包含電池包或系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，汽車（包 括電動(dòng)汽車）確實(shí)存在發(fā)生翻滾的事故場景，建議各企業(yè)單位自行開展研究試驗(yàn), 關(guān)注EVS-GTR第二階段關(guān)于翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)的進(jìn)展與成果。2）修改項(xiàng)目鋰離子電池單體過充根據(jù)行業(yè)的發(fā)展趨勢和材料開發(fā)狀態(tài)，隨著鋰離子電池單體的能量密度的提高，材料中鋰的脫出量已近極限。經(jīng)工作組討論，一致同意“過充是需要從系統(tǒng)層 級(jí)來進(jìn)行保護(hù)”，需要對(duì)鋰

13、離子電池單體的過充電要求做出調(diào)整。護(hù)gfdr*1電池S或 系統(tǒng)ISO 12405-3see 0%130%100%130%單體SOC 0%100%SOC Jo% I 系缸塔工作直間,100備i廣卻_1 和訕 10%115% 120%<-110%遽SOC 0%IEC 62660 3I單悔正常工作區(qū)間察aiDLASOC同比 單俸垃充斗価SOC 讎靡笛竹0犒SOC鋰離子電池單體過充試驗(yàn)，主要是為了配合系統(tǒng)保護(hù)策略的執(zhí)行而做出要求,即電池單體的過充需與系統(tǒng)層級(jí)的過充保護(hù)要求相協(xié)調(diào)，具體協(xié)調(diào)關(guān)系如上圖所示。首先，按照鋰離子電池系統(tǒng) SOC與鋰離子電池單體 SOC的關(guān)系，單體正常工作區(qū)間（0%7100

14、%SOC）已覆蓋系統(tǒng)正常工作區(qū)間；其次，在ISO WD 6469-1 6th中明確了系統(tǒng)層級(jí)的過充截至條件為110%SOC，同比，鋰電池單體滿足 110%SOCSOC要求的可行性。過充可實(shí)現(xiàn)配合系統(tǒng) 110%SOC過充保護(hù)策略的安全要求。經(jīng)討論，起草組認(rèn)為電池單體在滿足上述安全要求的基礎(chǔ)上，需再探討額外增加2018年1月16日，秘書處邀請(qǐng)行業(yè)專家在天津針對(duì)電池單體過充、熱擴(kuò)散等條款舉行了專項(xiàng)討論會(huì)。19家參會(huì)單位及專家對(duì) “ 110% SOC、115% SOC、120%SOC 或“ 1.1倍電壓、1.2倍電壓”，以及IEC 62660-3相同的過充截止條件進(jìn)行了較充分的討論并表決，其中14家參

15、會(huì)單位及專家認(rèn)為 1.1倍電壓或115 %SOC更為合理。標(biāo)委會(huì)秘書處向主管部門匯報(bào)后，建議公開征求意見稿環(huán)節(jié)，繼續(xù)對(duì)該問題進(jìn)行研究，并充分聽取行業(yè)意見。為引起大家關(guān)注，充分反饋意見和數(shù)據(jù)，征求意見稿中保留了“ 1.2倍電壓或120% SOC”、“1.1倍電壓或115%SOC”兩種截止條件。鋰離子電池單體擠壓擠壓試驗(yàn)主要采用靜態(tài)/準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下的壓縮方式來測試車輛發(fā)生碰撞時(shí)鋰離子電池單體的受壓形變后的安全狀態(tài)，因此擠壓速度需要盡可能降低,以模擬準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下的情形。工作組調(diào)研了，各大認(rèn)證機(jī)構(gòu)實(shí)際試驗(yàn)過程中的設(shè)備能力,討論決定將擠壓速度修改為“不大于 2mm/s ”。在實(shí)際應(yīng)用中，鋰離子電池單體受壓形變受到

16、了電池包箱體的防護(hù)。工作組通過仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證,關(guān)聯(lián)了多款電池包與鋰離子電池單體在模擬靜態(tài)擠壓場景下的受力與形變關(guān)系。結(jié)果表明，電池包在受到100kN擠壓力的情況下， 鋰電池單體所受擠壓力均低于100kN,其中電池單體受力最大者為75kN，受壓形變最大者約17%。同時(shí)，ECE R100 （與EVS-GTR草案基本一致）中規(guī)定：除特殊說明外，通過擠壓板施加在被測對(duì)象的擠壓力最低為100kN，但不超過105kN ； ISO 12405-3中規(guī)定：擠壓力為（100 -0/+5） kN或者由從車輛碰撞試驗(yàn)或仿真分析得到的數(shù)值，該數(shù)值需要有合理的支撐數(shù)據(jù)和分析過程。因此，工作組確定，將鋰電池單體擠壓力修訂

17、為100kN。鋰離子電池包或系統(tǒng)振動(dòng)根據(jù)GB/T 31467.3-2015第1號(hào)修改單調(diào)研數(shù)據(jù)，檢測機(jī)構(gòu)對(duì)多款鋰離子電池包或系統(tǒng)測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池包或系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)通過率僅為50%左右（表4）。試驗(yàn)結(jié)果表明， GB/T 31467.3-2015的試驗(yàn)方法過于嚴(yán)苛。EVHEVFHEV合計(jì)1331731PX百井址13. 3*i50為S3.7053.皚表4 GB/T 31467.3-2015振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析此表引自GB/T 31467.3-2015第1號(hào)修改單編制說明第1號(hào)修改單參考ECE R100和EVS-GTR第一階段提案，與我國試驗(yàn)場強(qiáng)化道路實(shí)際激勵(lì)環(huán)境有偏差、 采集到的振動(dòng)

18、載荷相差較大， 存在不可預(yù)見的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要提出基于中國車輛實(shí)測數(shù)據(jù)的振動(dòng)測試條件。為了振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)軌蛘鎸?shí)的考核電池包或系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn),需建立振動(dòng)試驗(yàn)與實(shí)際道路的關(guān)聯(lián)關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)工作組成立了振動(dòng)專項(xiàng)研究小組，開展了多個(gè)廠家3大類7個(gè)細(xì)分平臺(tái)共計(jì)22臺(tái)車的路譜采集工作，數(shù)據(jù)能夠代表中國電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展 水平。a)參考ECE R 100,試驗(yàn)前，將測試對(duì)象的 SOC狀態(tài)調(diào)至不低于制造商規(guī)定的正常SOC工作范圍的 50%。b)測試對(duì)象的分類：測試對(duì)象區(qū)分為乘用車與商用車。商用車的研究對(duì)象為客車行李艙和后備艙的電池包，乘用車的研究對(duì)象為乘員艙下部底盤的電池包和后排座椅下方的電池包。C）目標(biāo)里程的

19、確定：綜合國內(nèi)各大汽車試驗(yàn)場的可靠性行駛規(guī)范,及各大主機(jī)廠的汽車定型行駛規(guī)范，確定以交通部北京通縣試驗(yàn)場行駛規(guī)范作為此標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)。選取對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞耐久有作用的強(qiáng)化道路作為數(shù)據(jù)來源,按照規(guī)范要求：乘用車714個(gè)強(qiáng)化壞路循環(huán)為目標(biāo)里程，商用車882個(gè)強(qiáng)化壞路循環(huán)作為目標(biāo)里程。d)路譜采集的條件：載荷工況分為滿載和空載， 試驗(yàn)車輛是符合整車測試技術(shù)條件的車輛，試驗(yàn)車速為試驗(yàn)場規(guī)范車速（不同路面車速也不同）。每種工況采集 3-5組數(shù)據(jù)來保證數(shù)據(jù)的一致性。e)數(shù)據(jù)的處理：按照MIL-STD-810F標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)振動(dòng)等效疲勞加速強(qiáng)化理論為基礎(chǔ),用偏于嚴(yán)苛的加速系數(shù) 5,將各種不同類型路面向振動(dòng)能量RMS

20、值最大的路面進(jìn)行歸一化等效處理，并計(jì)算等效壞路時(shí)間總和。并分別按照21h和12h為目標(biāo)測試時(shí)間進(jìn)行加速強(qiáng)化，得到綜合的PSD譜?；诘刃p傷理論，通過試驗(yàn)應(yīng)力采集驗(yàn)證、仿真分析與測試時(shí)間優(yōu)化可行性分析等多方面的論證,最終一致認(rèn)為將隨機(jī)振動(dòng)測試時(shí)間定義為 12h可行。同時(shí)，也與ISO WD 6469-1 6th保持了一致。f)振動(dòng)測試規(guī)范的創(chuàng)建： 通過數(shù)據(jù)比較分析， 對(duì)綜合后的PSD譜按照車型平臺(tái)歸類,并求取此平臺(tái)下各車輛綜合 PSD譜的平均值，得到平臺(tái)車型最終的PSD譜。并按照保留關(guān)鍵頻率點(diǎn) PSD值和RMS值等效的原則，平滑擬合后作為最終的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)測試條件。g)正弦定頻試驗(yàn)：搓板路與其他路面

21、的振動(dòng)信號(hào)不是一個(gè)類型，具有明顯的受迫振動(dòng)特征，能量很高且集中在一個(gè)很小的頻帶范圍。工作組一致認(rèn)為搓板路是典型的路面類型，應(yīng)納入到規(guī)范中；經(jīng)討論決定，將搓板路按照正弦定頻處理，同時(shí)定頻試驗(yàn)的頻率及測試時(shí)間均依照試驗(yàn)場搓板路的數(shù)據(jù)分析得到,解決了與其他路面振動(dòng)類型不一致的問題。h)商用車測試方向：考慮電池包或系統(tǒng)在整車上可能存在不同的安裝方向,在標(biāo)準(zhǔn)中說明：對(duì)于測試對(duì)象存在多個(gè)安裝方向(X/ Y/ Z )時(shí)，取RMS大者。i) 本標(biāo)準(zhǔn)和 GB/T 31467 32015標(biāo)準(zhǔn)文件中的PSD對(duì)比如下圖。需要說明的是，本標(biāo)準(zhǔn)選取車輛代表了國內(nèi)主流車企的振動(dòng)水平,并進(jìn)行平均化處理，是最低的振動(dòng)測試條件，

22、符合安全性要求的基本測試。其中,工作組經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)， 商用車中頂置的電池包表現(xiàn)出更強(qiáng)的 PSD,企業(yè)在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證中當(dāng)有更充分的考慮。GS''r 51i7.5-2CliCPIr冋1C A 'Ml4疋D.M10.0001C MC01CB/TLLEMgJISCE 31 餉Lit K/X-iiu!0.X1OCM：COO®IKM.SfBTTX苗吉對(duì)比G&r t>F? 1 ;ms1-怎*r 鋰離子電池包或系統(tǒng)的電子裝置振動(dòng)經(jīng)工作組討論確定，將試驗(yàn)對(duì)象明確為“獨(dú)立安裝在整車上的電子電氣裝置,屬于鋰離子電池系統(tǒng)的一部分”。含電子裝置的電池包或系統(tǒng)完成整包振

23、動(dòng)試驗(yàn)后, 無需再單獨(dú)做電子裝置振動(dòng)試驗(yàn)。 鋰離子電池包或系統(tǒng)機(jī)械沖擊考慮機(jī)械沖擊為短時(shí)高能量的脈沖信號(hào)，會(huì)激發(fā)電池包或系統(tǒng)的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)響 應(yīng)。當(dāng)激勵(lì)脈沖終了時(shí)，結(jié)構(gòu)可能仍處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果立即進(jìn)行下一次沖擊將帶來過試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)工作組討論確定，參考GJB 150.18A-2009，新增沖擊間隔時(shí)間要求：相鄰兩次沖擊的間隔時(shí)間以兩次沖擊在試驗(yàn)樣品上造成的響應(yīng)不發(fā)生相互影響 為準(zhǔn)，一般不應(yīng)小于 5倍沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間。 鋰離子電池包或系統(tǒng)擠壓經(jīng)工作組討論確定，參考GB/T 31467.3-2015第1號(hào)修改單，擠壓截止力修改為lOOkN?？紤]操作安全和實(shí)際應(yīng)用可能性，明確了兩個(gè)方向的擠壓測試可分開在

24、兩個(gè)測試對(duì)象上執(zhí)行。 鋰離子電池包或系統(tǒng)浸水安全考慮電池包的密封性對(duì)防水安全有重要影響。振動(dòng)試驗(yàn)后，可能引起螺栓的松 動(dòng)、密封材料的永久變形等問題，這些問題會(huì)直接導(dǎo)致電池包的密封性降低。原則 上，電池包或系統(tǒng)均需要通過“海水浸泡”試驗(yàn)才可上市銷售，但實(shí)際上市場屢次 發(fā)生進(jìn)水導(dǎo)致的安全事件，有必要在振動(dòng)試驗(yàn)通過后，進(jìn)行浸水安全試驗(yàn)。試驗(yàn)方法主要參考ISO WD 6469-1 6th，依據(jù)“進(jìn)水后，要求不起火不爆炸”及“確保不進(jìn)水”兩種技術(shù)思路，可以從對(duì)應(yīng)的泡鹽水2h及IPX7兩種試驗(yàn)方式中選擇一種，試驗(yàn)框架如下圖。電池包（£粗貫應(yīng)翊安全. 不起火.下烘件紳方: iS鹽術(shù) t 3 5%N

25、aCI)測試方j(luò)去：PXHiSzKJ進(jìn)一步，為了保護(hù)第一救援人員的安全，經(jīng)工作組討論確定將“電池包取出水 面進(jìn)行靜置觀察”來模擬此場景要求。 鋰離子電池包或系統(tǒng)熱穩(wěn)定性第一部分：外部火燒經(jīng)工作組討論確定， 在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31467.3-2015的基礎(chǔ)上，參考EVS-GTR第一階段研究成果，對(duì)外部火燒試驗(yàn)進(jìn)行修訂。主要變更點(diǎn)如下:a）試驗(yàn)環(huán)境條件修改為：0C以上，風(fēng)速不大于 2.5km/h （軟風(fēng)）;b）補(bǔ)充耐火隔板要求;C）安全要求刪除“若有火苗，應(yīng)在火源移開后2min內(nèi)熄滅”，保留“不爆炸”；d）考慮規(guī)范性，增加“測試對(duì)象應(yīng)居中放置”，刪除“或者為車輛空載狀態(tài)下測試對(duì)象底面的離地高度，或者

26、由雙方商定”；e）對(duì)于鎳氫電池包或系統(tǒng)豁免。 電池包或系統(tǒng)鹽霧耐鹽霧腐蝕和環(huán)境類試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于電池包或系統(tǒng)鹽霧試驗(yàn)的考核為兩個(gè)方向:耐鹽霧滲漏。其中，耐鹽霧腐蝕側(cè)重模擬產(chǎn)品/部件（如汽車及其零部件）在實(shí)際含鹽環(huán)境及交變環(huán)境下的耐腐蝕性能，評(píng)價(jià)的是腐蝕效應(yīng)；耐鹽霧滲漏側(cè)重考察耐鹽 分滲漏、滲漏造成的電氣效應(yīng)。經(jīng)工作組討論確定，鋰離子電池包或系統(tǒng)安全性的鹽霧失效模式更傾向于耐鹽霧滲漏引起的電氣安全。因此，試驗(yàn)方法參考GB/T 28046.4中5.5.2。進(jìn)一步，考慮到完全放置在乘客艙、行李艙或貨艙的電池包或系統(tǒng)，其所處環(huán)境較為密閉，無 鹽霧場景，可不進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。 電池系統(tǒng)過溫保護(hù)、外部短路保護(hù)、過

27、充電保護(hù)、過放電保護(hù)考慮標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31467.3系統(tǒng)保護(hù)試驗(yàn)方法（過溫保護(hù)、外部短路保護(hù)、過充電保護(hù)、過放電保護(hù)）未對(duì)保護(hù)執(zhí)行的操作及截止條件進(jìn)行說明，部分語句存在歧義。工作組討論確定，系統(tǒng)保護(hù)章節(jié)轉(zhuǎn)化自EVS-GTR第一階段研究成果，試驗(yàn)對(duì)象為鋰離子電池系統(tǒng)。3）新增項(xiàng)目 鋰離子電池包或系統(tǒng)熱穩(wěn)定性第二部分：熱擴(kuò)散單個(gè)電池電池單體發(fā)生熱失控時(shí)熱量將會(huì)通過不同方式傳遞到相鄰電池單體, 熱失控可能傳播到周圍的電池單體，引起連鎖反應(yīng)，熱擴(kuò)散時(shí)形成的煙霧、火災(zāi)和 爆炸嚴(yán)重威脅乘員安全，因此企業(yè)有必要設(shè)計(jì)控制、驗(yàn)證鋰離子電池包或系統(tǒng)的熱刖nd.H TIP11MR擴(kuò)散危害。旦Ail弛' ?f

28、：Wt-:怛我國領(lǐng)導(dǎo)的EVS-GTR熱擴(kuò)散專項(xiàng)小組，在第一階段就鋰離子電池?zé)釘U(kuò)散開展 了大量的研究，并形成了第一階段的結(jié)論。經(jīng)工作組討論決定，本標(biāo)準(zhǔn)中的熱擴(kuò)散 試驗(yàn)與要求，主要參照 EVS-GTR第一階段形成的熱擴(kuò)散試驗(yàn)成果，轉(zhuǎn)化形成了本標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)范性附錄 C和資料性附錄 D。進(jìn)一步，本標(biāo)準(zhǔn)過程中，工作組成立了熱擴(kuò)散專項(xiàng)研究小組，期間開展了大量的工作，包括：對(duì)重慶、天津、襄陽、上海 和長春等主要檢測機(jī)構(gòu)自電動(dòng)客車安全技術(shù)條件執(zhí)行以來的熱失控試驗(yàn)情況進(jìn) 行了統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)表明電動(dòng)客車安全技術(shù)條件中的熱失控與熱擴(kuò)散試驗(yàn)方法 具有較好的可操作性，宏觀結(jié)果重現(xiàn)性較好；設(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)不同能量密度電池?zé)崾?控

29、行為進(jìn)行了更深入研究，對(duì)各型號(hào)電池單體分別采用針刺、過充及加熱等觸發(fā)方，明法來觸發(fā)電池單體熱失控，結(jié)果顯示過充觸發(fā)熱失控的成功率較低（見上圖）確附錄D的推薦方法中刪除過充觸發(fā)，保留針刺及加熱的觸發(fā)方法，同時(shí)添加“制 造商也可自行選擇熱失控觸發(fā)方法”的表述；國內(nèi)外主要汽車制造商向?qū)ｍ?xiàng)小組 分享了企業(yè)各自的試驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果及建議。基于上述說明，本著與EVS-GTR保持協(xié)調(diào)的精神，結(jié)合中國國情及規(guī)范行業(yè)健康發(fā)展的需要， 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋰離子電池包或系統(tǒng)制造商可選擇以下兩種方式之一 進(jìn)行熱擴(kuò)散分析或驗(yàn)證。同時(shí)，需由檢測機(jī)構(gòu)提供試驗(yàn)報(bào)告，但不作通過性判定。方式一，按照附錄C（規(guī)范性附錄），完成熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分

30、析和驗(yàn)證，附錄C對(duì)熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分析報(bào)告所需包含的內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定，主要內(nèi)容完全吸收EVS-GTR第一階段的成果，通過由檢測機(jī)構(gòu)提供熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分析報(bào)告來約束 并提高制造商在鋰離子電池包或系統(tǒng)層級(jí)的熱擴(kuò)散安全能力，有效降低乘員的潛在 安全風(fēng)險(xiǎn)。方式二，參照附錄D（資料性附錄），完成熱擴(kuò)散驗(yàn)證試驗(yàn)，附錄D介紹了熱擴(kuò)散試驗(yàn)對(duì)象、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法及熱擴(kuò)散試驗(yàn)報(bào)告所包含的信息。主要內(nèi)容在吸 收EVS-GTR第一階段的成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合熱擴(kuò)散專項(xiàng)小組的工作成果進(jìn)行了調(diào) 整，主要包括：附錄 D.3試驗(yàn)方法中刪除過充觸發(fā)熱失控；附錄 D.4熱擴(kuò)散試驗(yàn)報(bào)則需記錄系統(tǒng)預(yù)警和危害告中規(guī)定如果實(shí)驗(yàn)過程中乘客艙有危

31、害乘客的事件發(fā)生, 事件發(fā)生等關(guān)鍵事件的時(shí)間信息。經(jīng)過各方的努力，熱擴(kuò)散有關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)已得到國際社團(tuán)和企業(yè)的高度重視。EVS-GTR明確在第二階段將展開更廣泛而深入的研究，方式二的實(shí)施，有利于研究得到更全面的產(chǎn)品狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便將來對(duì)試驗(yàn)方法 進(jìn)行完善。鋰離子電池系統(tǒng)過流保護(hù)考慮標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31467.3外部短路保護(hù)試驗(yàn)僅驗(yàn)證了由于外部短路造成的電流過大情況，對(duì)于正常模式下的電流過大情況，沒有相應(yīng)的試驗(yàn)章節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證。在正 常充放電過程中，由于軟硬件的指令錯(cuò)誤或其他一些故障有可能使得鋰離子電池系 統(tǒng)以較大電流進(jìn)行充放電，如果大電流持續(xù)時(shí)間超過電池或線束的承受時(shí)間，可能 造成鋰離子電池系統(tǒng)危險(xiǎn)的發(fā)

32、生。在標(biāo)準(zhǔn)中系統(tǒng)保護(hù)章節(jié)增加了過流保護(hù)，具體試 驗(yàn)方法參考了 EVS-GTR第一階段研究成果，試驗(yàn)對(duì)象為鋰離子電池系統(tǒng)。特別地，低溫保護(hù)由于在EVS-GTR第一階段的文件中沒有明確的試驗(yàn)方法,本標(biāo)準(zhǔn)未進(jìn)行轉(zhuǎn)化。三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析在本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，成立了振動(dòng)和熱擴(kuò)散專項(xiàng)研究工作小組。其中，振動(dòng)專項(xiàng)小組在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，與上汽、北汽、廣汽、奇瑞、知豆、中通、江淮、瑞馳等十多家整車企業(yè)及寧德時(shí)代、國軒、力神、科力遠(yuǎn)等多家電池制造商進(jìn)行技術(shù)方案、技術(shù)參數(shù)的深入研究，同時(shí)也與日本JARI、德國VDA標(biāo)準(zhǔn)化組織進(jìn)行技術(shù)交流溝通。中國汽車技對(duì)于壓縮12h的振動(dòng)測試時(shí)間，按照應(yīng)力測量和仿真分析的

33、辦法進(jìn)行驗(yàn)證。寧德時(shí)代、奇瑞也通過分析和實(shí)術(shù)研究中心進(jìn)行了兩輪多批次產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)力采集的驗(yàn)證,際測量應(yīng)變的方式證實(shí)了12h的強(qiáng)化壓縮不會(huì)導(dǎo)致失效模式的改變。工作組一致認(rèn)為將隨機(jī) 振動(dòng)測試時(shí)間定義為 12h可行。表5實(shí)際采集車輛數(shù)據(jù):車輛類型細(xì)分類型車長軸距載荷安裝方式數(shù)據(jù)公開否乘用車BEV402525001720底盤吊裝是BEV434626502081底盤吊裝是BEV487328502025底盤吊裝是BEV32002150995底盤吊裝是BEV455427002205底盤吊裝是BEV28111765955底盤吊裝是BEV463126501975底盤吊裝否BEV419024901450底盤吊裝否

34、HEV491527752042后座后部否HEV463027001776后座后部否P HEV487328502025后備箱否P HEV474026701790底盤吊裝否P HEV481527202575底盤吊裝否微/輕型載貨車BEV450030502510底盤吊裝是BEV570038504100底盤吊裝是BEV407127002140底盤吊裝否商用車BEV8010/11200后備艙/行李艙是BEV10480/16550是BEV12000/18000后備艙/行李艙否BEV12000/18000后備艙/行李艙否P HEV8545/12600發(fā)動(dòng)機(jī)艙是*BEV10500/16500車身頂部是注：因車身

35、頂部樣本量少，數(shù)據(jù)差異大，不納入分析。熱擴(kuò)散專項(xiàng)工作小組由中國汽車技術(shù)研究中心牽頭、多家檢測機(jī)構(gòu)和企業(yè)參與，開展的試驗(yàn)或驗(yàn)證工作主要有：一，對(duì)重慶、天津、襄陽、上海和長春等主要檢測機(jī)構(gòu)自電動(dòng)客車安全技術(shù)條件執(zhí)行以來的熱失控及熱擴(kuò)散試驗(yàn)情況進(jìn)行了調(diào)研,結(jié)果表明試驗(yàn)方法具有較好的可操作性，熱失控判定條件基本能夠?qū)崿F(xiàn)熱失控的準(zhǔn)確及時(shí)判定；二，對(duì)針刺、過充及加熱等觸發(fā)方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)過充觸發(fā)熱失控的成功率較低，因此在推薦的觸發(fā)方法中刪除過充，保留針刺及加熱，同時(shí)說明制造商也可自行選擇熱失控觸發(fā)方法,但需在試驗(yàn)報(bào)告中予以注明。同時(shí)，專項(xiàng)小組也認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有的熱失控與熱擴(kuò)散試驗(yàn)方法在可重復(fù)性、可再現(xiàn)性

36、等方面還需要進(jìn)一步完善。四、明確標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容及相關(guān)測試方法均不涉及專利。五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況近年來，電動(dòng)汽車得到了各國政府及企業(yè)的高度重視和快速發(fā)展。鋰離子動(dòng)力電池單體、電池包或系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵零部件之一得到了廣泛應(yīng)用。隨著產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，我國已超過美國和日本成為電動(dòng)汽車世界第一大國，建立動(dòng)力電池及系統(tǒng)的安全要求與測試規(guī)范的國家標(biāo)準(zhǔn)成為當(dāng)務(wù)之急。 根據(jù)有關(guān)部門對(duì)電動(dòng)汽車領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的要求,全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電動(dòng)車輛分技術(shù)委員會(huì)組織電動(dòng)汽車電池工作組”，系統(tǒng)開展電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。«電動(dòng)汽車用鋰離

37、子動(dòng)力電池安全要求作為國內(nèi)電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池單體、電池包或系統(tǒng)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，其范圍涵蓋了電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池單體、電池包或系統(tǒng)的試驗(yàn)方法與安全要求。本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)技術(shù)發(fā)展和多年的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)制定，基于對(duì)近幾年國內(nèi)外電動(dòng)汽車安全事故的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，基于對(duì)國內(nèi)外電動(dòng)汽車的安全失效與防范機(jī)制的進(jìn)一步理解,可以規(guī)范電動(dòng)汽車持續(xù)、健康、穩(wěn)定、安全的發(fā)展。八、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情 況，國內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比分析或與測試的國外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比 情況本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中， 與EVS-GTR第一階段提案，ECE R100, ISO WD 6469-1 6th , lEC62660-3-2016等最新的鋰離子電池及系統(tǒng)安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)標(biāo)。1、電池包或系統(tǒng)振動(dòng):EVS-GTR第一階段提案，采用正弦波掃頻，允許制造商選用更高的加速度和頻率?；蛘哂芍圃焐套孕羞x擇，使用基于車輛應(yīng)用的振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ?。ECE R100現(xiàn)