GB∕ T 40433-2021 電動(dòng)汽車用混合電源技術(shù)要求（正式版）

ICS43.080GB/T40433—2021國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T40433—2021 I 5技術(shù)要求 4附錄A(資料性)混合電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 IGB/T40433—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC114)歸口。本文件起草單位：萬(wàn)向一二三股份公司、中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司、中國(guó)第一汽車股份有限公司、吉利汽車研究院(寧波)有限公司、重慶長(zhǎng)安新能源汽車科技有限公司、寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司、湖南科霸汽車動(dòng)力電池有限責(zé)任公司、比亞迪汽車工業(yè)有限公司、戴姆勒大中華區(qū)投資有限公司、沃爾沃汽車(亞太)投資控股有限公司、捷豹路虎(中國(guó))投資有限公司、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司、東風(fēng)汽車有限公司東風(fēng)日產(chǎn)乘用車公司、銀隆新能源股份有限公司。1GB/T40433—2021電動(dòng)汽車用混合電源技術(shù)要求本文件規(guī)定了電動(dòng)汽車用混合電源系統(tǒng)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。本文件適用于最高直流工作電壓低于60V的混合電源系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T2408—2008塑料燃燒性能的測(cè)定水平法和垂直法GB/T19596電動(dòng)汽車術(shù)語(yǔ)GB/T31467.1—2015電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第1部分：高功率應(yīng)用測(cè)試規(guī)程GB38031—2020電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T19596界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1由兩個(gè)或兩個(gè)以上不同種類或電壓等級(jí)的可充電儲(chǔ)能單元組成的電能供給系統(tǒng)。變換器以及相應(yīng)附件(低壓電路及機(jī)械總成等),其典型結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖A.1。3.2混合電源系統(tǒng)中提供主要電能供給的電源。3.3混合電源系統(tǒng)中輔助主電源提供電能供給的電源。3.4容量保持率capacityretentionrate蓄電池以某一初始荷電狀態(tài)在一定溫度下貯存一定時(shí)間后，放電容量與初始荷電狀態(tài)對(duì)應(yīng)的容量之比。3.54符號(hào)與縮略語(yǔ)下列符號(hào)和縮略語(yǔ)適用于本文件。2GB/T40433—2021FS:滿量程(FullScale)I'max(SOC,T,t):某SOC,試驗(yàn)環(huán)境溫度T,脈沖持續(xù)時(shí)間t下的最大允許放電電流RT:室溫(RoomTemperature)5技術(shù)要求5.1.1混合電源系統(tǒng)典型應(yīng)用及布置方式見(jiàn)附錄A中圖A.2。a)環(huán)境溫度：-30℃~50℃;b)相對(duì)濕度：10%～95%;5.2功能要求5.2.1混合電源系統(tǒng)應(yīng)具備充放電功能，可用于存儲(chǔ)整車制動(dòng)過(guò)程中回饋的電能，以及為整車動(dòng)力輸出提供輔助電能。息記錄以及故障處理等功能?；旌想娫聪到y(tǒng)應(yīng)滿足A級(jí)電壓電路最大工作電壓要求?；旌想娫聪到y(tǒng)各部件外殼應(yīng)符合GB/T2408—2008中規(guī)定的V-0級(jí)要求。對(duì)于包含12V鉛酸蓄電池的混合電源系統(tǒng)，除12V鉛酸蓄電池外的部件外殼應(yīng)符合GB/T2408—2008中規(guī)定的V-0級(jí)要求。5.3.5.1向車輛動(dòng)力系統(tǒng)提供能量的主電源安全性應(yīng)符合GB38031—2020的要求。3GB/T40433—20215.3.5.2對(duì)于布置在乘客艙內(nèi)的主電源，應(yīng)至少滿足以下一種要求：a)主電源應(yīng)具備排氣裝置，在發(fā)生排氣時(shí)通過(guò)整車排氣管道將氣體導(dǎo)出至乘客艙外；b)按照6.4.2.2進(jìn)行排氣安全試驗(yàn)，排氣成分及濃度應(yīng)不會(huì)對(duì)乘客造成傷害；c)制造商應(yīng)提供安全性說(shuō)明文件，證明主電源排氣不會(huì)對(duì)乘客造成傷害?；旌想娫聪到y(tǒng)或主電源按照6.5.1進(jìn)行試驗(yàn)，其-20℃放電容量應(yīng)不低于室溫放電容量的70%,0℃放電容量應(yīng)不低于室溫放電容量的90%,40℃放電容量應(yīng)不低于室溫放電容量的95%。5.4.2功率性能混合電源系統(tǒng)或主電源按照6.5.2進(jìn)行試驗(yàn)，其室溫10s最大脈沖充放電倍率應(yīng)不低于20C,室溫10s充放電功率密度應(yīng)不低于1kW/kg?；旌想娫聪到y(tǒng)或主電源按照6.5.3進(jìn)行試驗(yàn)，其無(wú)負(fù)載容量損失應(yīng)不低于表1中的要求。表1混合電源系統(tǒng)無(wú)負(fù)載容量損失混合電源系統(tǒng)類型試驗(yàn)溫度試驗(yàn)周期容量保持率容量恢復(fù)率主電源為鋰離子蓄電池的混合電源系統(tǒng)主電源為鎳氫蓄電池的混合電源系統(tǒng)5.4.4存儲(chǔ)中容量損失混合電源系統(tǒng)或主電源按照6.5.4進(jìn)行試驗(yàn)，其存儲(chǔ)中容量損失應(yīng)不低于表2中的要求。表2混合電源系統(tǒng)存儲(chǔ)中容量損失混合電源系統(tǒng)類型試驗(yàn)溫度試驗(yàn)周期容量保持率容量恢復(fù)率主電源為鋰離子蓄電池的混合電源系統(tǒng)主電源為鎳氫蓄電池的混合電源系統(tǒng)混合電源系統(tǒng)或主電源按照6.5.5進(jìn)行試驗(yàn)，其高低溫啟動(dòng)功率由供需雙方協(xié)商確定。4GB/T40433—20215.5循環(huán)壽命混合電源系統(tǒng)或主電源按照6.6進(jìn)行試驗(yàn)，其循環(huán)壽命由供需雙方協(xié)商確定。6試驗(yàn)方法6.1試驗(yàn)條件6.1.1一般條件a)環(huán)境溫度：22℃±5℃;b)相對(duì)濕度：10%～90%;6.1.1.2本文件所提到的室溫，是指25℃±2℃。6.1.1.3混合電源系統(tǒng)交付時(shí)需要包括必要的操作文件，以及和試驗(yàn)設(shè)備相連所需的接口部件(如連接6.1.1.4當(dāng)試驗(yàn)的目標(biāo)環(huán)境溫度改變時(shí)，在進(jìn)行試驗(yàn)前試驗(yàn)對(duì)象需要完成環(huán)境適應(yīng)過(guò)程：在低溫下靜置不小于24h;在高溫下靜置不小于16h。試驗(yàn)樣品如果包含混合電源系統(tǒng)控制單元，則環(huán)境適應(yīng)過(guò)程需要將其關(guān)閉。6.1.1.5調(diào)整SOC至試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值m%的方法：按制造商提供的充電方式將主電源充滿電，靜置1h,以1C恒流放電(100—m)/100h。每次SOC調(diào)整后，在新的試驗(yàn)開(kāi)始前試驗(yàn)對(duì)象需要靜置30min。6.1.1.6試驗(yàn)過(guò)程中的放電倍率大小按照本文件的規(guī)定執(zhí)行，充電機(jī)制和放電截止條件由制造商提供。6.1.1.7如果主電源實(shí)際可用容量與額定容量之差的絕對(duì)值超過(guò)額定容量的5%,則在試驗(yàn)報(bào)告中要明確說(shuō)明，并用實(shí)際可用容量代替額定容量用于充放電電流及SOC計(jì)算的依據(jù)。6.1.1.8主電源放電電流符號(hào)為正，充電6.1.2試驗(yàn)儀器及儀表準(zhǔn)確度6.1.2.1試驗(yàn)儀器、儀表準(zhǔn)確度應(yīng)不低于以下要求：a)電壓測(cè)量裝置：±0.5%FS;b)電流測(cè)量裝置：±0.5%FS;c)溫度測(cè)量裝置：±0.5℃;d)時(shí)間測(cè)量裝置：±0.1%FS;e)尺寸測(cè)量裝置：±0.1%FS;f)質(zhì)量測(cè)量裝置：±0.1%FS。6.1.2.2試驗(yàn)過(guò)程中，充放電裝置、溫控箱等控制儀器的控制精度應(yīng)不低于以下a)電壓：±1%;b)電流：±1%;c)溫度：±2℃。6.2數(shù)據(jù)記錄除非另有要求，否則試驗(yàn)數(shù)據(jù)(如時(shí)間、溫度6.3試驗(yàn)準(zhǔn)備6.3.1混合電源系統(tǒng)的低壓接口、充放電接口、冷卻裝置及電池管理系統(tǒng)要和試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備相連，開(kāi)啟5GB/T40433—2021混合電源系統(tǒng)的主動(dòng)和被動(dòng)保護(hù)。試驗(yàn)平臺(tái)和電池管理系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)正常通信，試驗(yàn)平臺(tái)保證試驗(yàn)參數(shù)、條件與試驗(yàn)規(guī)程的要求一致，并保證電池系統(tǒng)工作在合理的限值之內(nèi)，這些限值由電池管理系統(tǒng)通過(guò)總線傳輸至試驗(yàn)平臺(tái)。必要時(shí)電池管理系統(tǒng)的程序可以由混合電源系統(tǒng)制造商根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行更改。主動(dòng)保護(hù)同時(shí)也需要由試驗(yàn)平臺(tái)保證，必要時(shí)可以通過(guò)斷開(kāi)混合電源系統(tǒng)的主接觸器實(shí)現(xiàn)。6.3.2混合電源系統(tǒng)試驗(yàn)過(guò)程中，混合電源系統(tǒng)通過(guò)總線和試驗(yàn)平臺(tái)通信，將混合電源系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)和工作限值實(shí)時(shí)傳輸給試驗(yàn)平臺(tái)，再由試驗(yàn)平臺(tái)根據(jù)電池狀態(tài)和工作限值控制試驗(yàn)過(guò)程。6.3.3試驗(yàn)平臺(tái)檢測(cè)混合電源系統(tǒng)的電流、電壓、容量或能量等參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)作為檢測(cè)結(jié)果和計(jì)算依據(jù)?；旌想娫聪到y(tǒng)上傳的參數(shù)不作為檢測(cè)結(jié)果或試驗(yàn)依據(jù)。6.4安全試驗(yàn)按照GB/T2408—2008的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。6.4.2.1按照GB38031—2020的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。6.4.2.2參照附錄B或供需雙方商定的方法進(jìn)行排氣安全試驗(yàn)。6.5電性能試驗(yàn)按照GB/T31467.1—2015中7.1的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。6.5.2功率性能6.5.2.1功率性能試驗(yàn)在室溫下進(jìn)行，試驗(yàn)步驟如表3所示。表3功率性能試驗(yàn)步驟序號(hào)混合電源系統(tǒng)或主電源狀態(tài)試驗(yàn)方法章條號(hào)1環(huán)境適應(yīng)2標(biāo)準(zhǔn)充電按照GB/T31467.1—2015中6.2.1b)3標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)按照GB/T31467.1—2015中6.245環(huán)境適應(yīng)6功率性能試驗(yàn)78環(huán)境適應(yīng)9功率性能試驗(yàn)環(huán)境適應(yīng)功率性能試驗(yàn)66.5.2.2功率性能試驗(yàn)工況分別如表4、圖1和圖2所示，試驗(yàn)過(guò)程中需要記錄的數(shù)據(jù)如表5所示。表4功率性能試驗(yàn)工況步驟時(shí)間時(shí)間增量s累計(jì)時(shí)間s電流00020C或I'max(SOC,RT,10),取兩者絕對(duì)值之間較大值0—20C或一I'max(SOC,RT,10),取兩者絕對(duì)值之間較大值0時(shí)間/s7GB/T40433—2021表5功率特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時(shí)間S電壓V電流A對(duì)應(yīng)電流值0U?0U?20C或I'max(SOC,RT,10),取兩者絕對(duì)值之間較大值U?20C或Imax(SOC,RT,10),取兩者絕對(duì)值之間較大值U?040.1U?—20C或一I'mx(SOC,RT,10),取兩者絕對(duì)值之間較大值U?—20C或一I'max(SOC,RT,10),取兩者絕對(duì)值之間較大值U?0試驗(yàn)過(guò)程中，混合電源系統(tǒng)或主電源的電壓不應(yīng)超過(guò)壓保護(hù)限值和欠壓保護(hù)限值。6.5.2.3按照式(1)和式(2)分別計(jì)算10s充放電功率：P10.dch=U?×I? (1)P10,che=U?×I? (2)式中：P10.dch——10s放電功率，單位為千瓦(kW);P10.cha——10s充電功率，單位為千瓦(kW)。6.5.2.4用衡器測(cè)量混合電源系統(tǒng)或主電源的質(zhì)量，然后按照式(3)和式(4)分別計(jì)算充放電功率密度。 (3)Pdn.cha=P10.cha/M (4)式中：放電功率密度，單位為千瓦每千克(kW/kg);Pden,cha——充電功率密度，單位為千瓦每千克(kW/kg);M——混合電源系統(tǒng)或主電源的質(zhì)量，單位為千克(kg)。6.5.3無(wú)負(fù)載容量損失按照GB/T31467.1—2015中7.3的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。6.5.4存儲(chǔ)中容量損失按照GB/T31467.1—2015中7.4的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。6.5.5高低溫啟動(dòng)功率按照GB/T31467.1—2015中7.5的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。6.6循環(huán)壽命試驗(yàn)6.6.1試驗(yàn)應(yīng)在室溫或供需雙方商定的環(huán)境溫度中進(jìn)行。86.6.2試驗(yàn)應(yīng)采用6.6.3或供需雙方商定的試驗(yàn)工況進(jìn)行。25-25-200200250300ASOC=—1.94%50圖3主放電工況示意圖表6主放電工況試驗(yàn)步驟時(shí)間增量s累計(jì)時(shí)間s電流倍率%55—2.778—5.556—10.000—10.0005—15C—7.917—10C—5.139—5C0.0000.0005—2.083—4.861—10.000—10.0005—12.5C—8.2647—7.5C—6.806—5C—1.944—1.944925F25F20-AS0C=+1.94%圖4主充電工況示意圖表7主充電工況試驗(yàn)步驟時(shí)間增量s累計(jì)時(shí)間S電流倍率%55—15C—10C4.861—5C54.4445—12.5C7—7.5C—5C5%1205GB/T40433—2021%1205表8混合電源系統(tǒng)循環(huán)壽命試驗(yàn)步驟步驟試驗(yàn)內(nèi)容1按照6.5.1方法測(cè)試容量2按照GB/T31467.1—2015中7.2的規(guī)定或供需雙方商定的方法測(cè)試直流內(nèi)阻3按照6.1.1.5方法調(diào)整SOC至80%或供需方商定的主電源工作上限SOC4擱置30min5運(yùn)行“主放電工況”直到：——30%SOC或者供需方商定的主電源工作下限SOC,或——企業(yè)規(guī)定的放電終止條件6運(yùn)行“主充電工況”直到：——80%SOC或者供需方商定的主電源工作上限SOC,或——企業(yè)規(guī)定的充電終止條件7重復(fù)步驟5～6共50次8重復(fù)步驟1～7,直到以下任一條件達(dá)到：—電池可用容量衰減到出廠狀態(tài)的50%;—直流內(nèi)阻增加到出廠狀態(tài)的150%;-——電池的功能性能不滿足整車使用需求；——能量吞吐量達(dá)到設(shè)計(jì)要求；——供需雙方商定的電池壽命終止條件9按照6.5.1方法測(cè)試容量按照GB/T31467.1—2015中7.2的規(guī)定或者供需方商定的方法測(cè)試直流內(nèi)阻步驟3中調(diào)節(jié)SOC時(shí)，需要基于步驟1中測(cè)量得到的容量值進(jìn)行調(diào)節(jié)。80-40-0020004000600080001000012000時(shí)間/s圖5混合電源系統(tǒng)循環(huán)壽命試驗(yàn)SOC波動(dòng)示意圖GB/T40433—2021(資料性)混合電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用A.1混合電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一個(gè)典型的混合電源系統(tǒng)，如圖A.1所示的48V混合電源系統(tǒng)，主要包括48V電源(主電源)、十-4十2356-6——12V電源；圖A.1混合電源系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)示意圖A.2混合電源系統(tǒng)應(yīng)用及布置方式雙向DCDC電機(jī)主電源圖A.2混合電源系統(tǒng)應(yīng)用示意圖GB/T40433—2021(資料性)B.1概述本方法用于主電源排氣氣體成分檢測(cè)和危害分析。B.2試驗(yàn)對(duì)象試驗(yàn)對(duì)象為主電源。B.3試驗(yàn)方法B.3.1試驗(yàn)準(zhǔn)備封氣體收集裝置。B.3.1.2氣體收集裝置內(nèi)充入惰性保護(hù)氣體，惰性保護(hù)氣體體積分?jǐn)?shù)應(yīng)大于98%。B.3.1.3按照制造商提供的充電方法將試驗(yàn)對(duì)象充電至100%SOC。7632 圖B.1試驗(yàn)平臺(tái)示意圖B.3.2觸發(fā)排氣B.3.2.1采用加熱方式觸發(fā)單體電芯排氣時(shí)，可按照GB38031—2020中C.5.3的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。B.3.2.2采用過(guò)充方式觸發(fā)單體電芯排氣時(shí)，以制造商規(guī)定且不小于1C的電流恒流充電至200%SOCGB/T40433—2021B.3.3氣體收集并持續(xù)2b)當(dāng)氣體收集裝置內(nèi)氣體溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度且壓強(qiáng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(溫度降低速率小于5℃/h,h以上),計(jì)算產(chǎn)氣量：按照式(B.1)計(jì)算試驗(yàn)前氣體收集裝置內(nèi)初始?xì)怏w物質(zhì)的量：…………(B.1)式中：n?——?dú)怏w收集裝置內(nèi)初始?xì)怏w物質(zhì)的量，單位為摩爾(mol);p?——?dú)怏w收集裝置初始?jí)簭?qiáng)，單位為帕斯卡(Pa);V——?dú)怏w收集裝置體積，單位為升(L);R———理想氣體常數(shù)，值為8.314,單位為焦耳每摩爾開(kāi)爾文[J/(mol·K)];T?——初始環(huán)境溫度，單位為開(kāi)爾文(K)。按照式(B.2)和式(B.3)計(jì)算排氣后產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量：式中：…………(B.2)n?