T∕ZZB 0279-2017 电动汽车用三元材料锂离子蓄电池.pdf
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1、T/ZZB 02792017 I 目 次 前言 . II 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 . 4 5 基本要求 . 5 6 技术要求 . 5 7 试验方法 . 8 8 检验规则 . 23 9 标志、包装、运输和储存 . 26 10 质量承诺 . 27 T/ZZB 02792017 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。 本标准由浙江省浙江制造品牌建设促进会提出并归口。 本标准由浙江省标准化研究院牵头组织制订。 本标准主要起草单位:浙江超威创元实业有限公司。 本标准参与起草单位:浙江南都电源动力股份有限公司、微
2、宏动力系统(湖州)有限公司、浙江省蓄电池标准化技术委员会、 国家动力及储能电池产品质量监督检验中心、 浙江普朗特电动汽车有限公司、浙江硕智工贸有限公司(排名不分先后)。 本标准主要起草人:柯克、王玉龙、朱东锋、李洪涛、吴移照、郭锋、李辉、谢爽、臧宁、强力威、宋帅帅、刘开文、杨佳星。 本标准由浙江省标准化研究院负责解释。 T/ZZB 02792017 1 电动汽车用三元材料锂离子蓄电池 1 范围 本标准规定了电动汽车用三元材料锂离子蓄电池的术语、定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存、质量承诺等内容。 本标准适用于装载在电动汽车上的三元材料锂离子蓄电池(以下简称蓄电
3、池)。 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/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 GB/T 2423.43 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 振动、冲击和类似动力学试验样品的安装 GB 4208 外壳防护等级(IP代码) GB/T 2900.41 电工术语 原电池和蓄电池 GB/T 18384.1 电动汽车 安全要求 第1部分:车载可充电储能系统 GB/T 18384.3 电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电
4、防护 GB/T 19596 电动汽车术语 GB 30484 电池工业污染物排放标准要求 GB/T 30512 汽车禁用物质要求 GB/T 31484 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法 GB/T 31485 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法 GB/T 31486 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法 GB/T 31467.12015 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 31467.22015 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 GB/T 31467.32015/XG12017 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和
5、系统 第3部分: 安全性要求与测试方法/第1号修改单 GB 500732013 洁净厂房设计规范 QC/T 743 电动汽车用锂离子蓄电池 MH/T 1020 锂电池航空运输规范 3 术语和定义 GB/T 2900.41、GB/T 19596 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 三元材料 ternary material T/ZZB 02792017 2 用作蓄电池正极材料的镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)或镍钴铝酸锂(Li(NiCoAl)O2)。 3.2 圆柱形蓄电池 cylindrical cell 拥有圆柱形电池外壳和连接元件(电极)的动力蓄电池。 3.3 方形蓄电池
6、prismatic cell 拥有方形电池外壳和连接元件(电极)的动力蓄电池。 3.4 软包蓄电池 pouch cell 拥有复合薄膜制成的电池外壳和连接元件(电极)的动力蓄电池。 3.5 单体蓄电池 secondary cell 直接将化学能转化为电能的基本单元装置,包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被设计成可充电。 3.6 蓄电池模块 battery module 将一个以上单体蓄电池按串联、并联或串并联方式组合,且只有一对正负极输出端子,并作为电源使用的组合体。 3.7 蓄电池包 battery pack 通常包括蓄电池模块、蓄电池管理模块(不包含 BCU)、蓄电池箱以及相应附件,具
7、有从外部获得电能并可对外输出电能的单元。 3.8 蓄电池系统 battery system 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。 3.9 质量能量密度 mass energy density 蓄电池单位质量(kg)所能释放出的能量(Wh) 3.10 单体蓄电池及蓄电池模块额定容量 rated capacity of single battery and battery module 室温下完全充电的蓄电池以 1 I 1(A)电流放电,达到终止电压时所放出的容量(Ah)。 3.11 T/ZZB 02792017 3 蓄电池
8、包或系统额定容量 rated capacity of Battery pack or system 在规定条件下测得的并由制造宣称的蓄电池包或系统的放电容量值。 3.12 额定能量 rated energy 室温下完全充电的蓄电池以 1I 1(A)电流放电,达到终止电压时所放出的能量(Wh)。 3.13 初始容量 initial capacity 新出厂的蓄电池,在室温下完全充电后,以 1I 1(A)电流放电至公司规定的放电终止条件时所放出的容量(Ah)。 3.14 室温荷电状态 state of charge 当前可用容量占初始容量的百分比 3.15 高能量蓄电池 high energy t
9、raction battery 室温下,最大允许持续输出电功率(W)和 1C 倍率放电能量(Wh)的比值低于 10 的蓄电池。 3.16 高功率蓄电池 high power traction battery 室温下,最大允许持续输出电功率(W)和 1C 倍率放电能量(Wh)的比值不低于 10 的蓄电池。 3.17 容量恢复能力 charge recovery 完全充电的蓄电池在一定温度下,储存一定时间后再完全充电,其后放电容量与初始容量之比。 3.18 扫频循环 sweep cycle 在规定的频率范围内往返扫描一次,例如 10Hz50Hz10Hz。 3.19 爆炸 explosion 蓄电池
10、外壳猛烈破裂,伴随剧烈响声,且有主要成分(固体物质)抛射出来。 3.20 起火 fire 蓄电池任何部位发生持续燃烧(持续时间长于 1s),火花及拉弧不属于燃烧。 3.21 漏液 leakage 蓄电池内部液体泄漏到电池壳体外部。 T/ZZB 02792017 4 3.22 壳体 case 将蓄电池内部部件封装并为其提供防止与外部直接接触的保护部件。 3.23 蓄电池电子部件 battery eletronics 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, 必要时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
11、,或者通过蓄电池控制单元控制。 3.24 蓄电池控制单元 battery control unit 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。 3.25 高压 high voltage 最大工作电压大于 30 V a.c.(rms)且小于或等于 1000 V a.c.(rms), 或大于 60 V d.c.且小于或等于 1500 V d.c.的电压。 3.26 低压 low voltage 最大工作电压不大于 30 V a.c.(rms),或不大于 60 V d.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。 C11 小时
12、率额定容量(Ah)。 I11 小时率放电电流,其数值等于 C1(A)。 Cn11 小时率实际放电容量(Ah)。 In11 小时率实际放电电流,其数值等于 Cn1(A)。 nC电流倍率,等于 1h 放电容量的 n 倍单位为安(A) R蓄电池容量保存率,单位为; Uf放电终止电压,单位为伏(V); U蓄电池标称电压,单位为伏(V)。 Imax(SOC,T,t)某 SOC,试验环境温度 T,脉冲持续时间 t 下的最大允许放电电流; Imax(T)某试验环境温度下最大允许持续放电电流; 一一效率。 SOC:室温荷电状态(state of charge)。 BMS:蓄电池管理系统 (battery ma
13、nagement system)。 DST:动态负荷试验(dynamic stress test)。 T/ZZB 02792017 5 DOD:放电深度 (depth of discharge)。 Hr:小时率(hour rate)。 RT:室温(room temperature)。 5 基本要求 5.1 产品设计 5.1.1 应配备先进的设计开发软件、仿真测试系统,具备蓄电池开发、生产工艺及产品验证等方面的设计能力。 5.1.2 蓄电池设计应符合 GB/T 30512 的规定,采取无毒无害化设计。 5.2 原材料 5.2.1 蓄电池正极材料镍钴锰酸锂首次放电比容量应不低于 155mAh/g;
14、 镍钴铝酸锂首次放电比容量应不低于 200mAh/g。 5.2.2 蓄电池外包装应使用可回收再生材料。 5.3 制造工艺 5.3.1 单体蓄电池生产应具备电极制备、叠片/卷绕、装配、注液、化成、分选、焊接、连接等关键工艺过程的自动化生产能力;电池系统生产应具有适合批量生产的装配流水线和规范化的工艺规程。 5.3.2 应建立从原材料、部件到成品出厂完整的可追溯体系。 5.3.3 应具备温湿度和洁净度车间环境控制能力, 其中车间空气洁净度等级应不低于 GB 500732013表 3.0.1 规定的 8 级。 5.3.4 应具备有机溶剂回收系统,生产过程中污染物排放应符合 GB 30484 规定的排
15、放限值。 5.4 检测能力 5.4.1 具备对电池正极、负极、隔膜、电解液四大关键原材料的检测能力。 5.4.2 单体蓄电池生产应具备匀浆温度转速时间控制监测、涂覆质量监测、极片表面缺陷检测、叠片/卷绕质量监测、装配密封度检测、注液量检测、绝缘等在线检测能力; 5.4.3 具备对蓄电池成品质量性能检测能力。 6 技术要求 6.1 外观 6.1.1 单体蓄电池 外观不得有变形及裂纹,表面应平整、无毛刺、干燥、无外伤、无污物等,且标志清晰、正确。 6.1.2 蓄电池模块 外观不得有变形及裂纹,表面应平整干燥、无外伤,且排列整齐、连接可靠、标志清晰等。 6.1.3 蓄电池包和系统 外观铭牌、警示标识
16、信息正确、无缺失,箱体外观清洁、印刷体无破损;底盘装甲喷涂正常。 T/ZZB 02792017 6 6.1.4 极性 端子极性标识应正确、清晰。 6.1.5 外形尺寸及质量 外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。 6.2 质量能量密度 质量能量密度应符合下列要求: 圆柱形单体蓄电池不低于 210 Wh/Kg; 方形单体蓄电池不低于 185 Wh/Kg; 软包单体蓄电池不低于 200 Wh/Kg; 蓄电池包和系统不低于 135 Wh/Kg。 6.3 室温放电容量 6.3.1 单体蓄电池 单体蓄电池按 7.2.9 试验时,其放电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
17、试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的 5%。 6.3.2 蓄电池模块 蓄电池模块按 7.2.9 试验时,其放电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 7%。 注:极差是所有样本的最大值和最小值之差。 6.4 室温倍率放电性能 能量型蓄电池模块按 7.2.10.1 试验时,其放电容量应不低于初始容量的 95%。 功率型蓄电池模块按 7.2.10.2 试验时,其放电容量应不低于初始容量的 80%。 6.5 室温倍率充电性能 蓄电池模块按 7.2.11 试验时,其放电容量应不低于初始容量的 90%。 6.6 低温放电容量 蓄电池模
18、块按 7.2.12 试验时,其放电容量应不低于初始容量的 80%。 6.7 高温放电容量 蓄电池模块按 7.2.13 试验时,其放电容量应不低于初始容量的 95%。 6.8 荷电保持与容量恢复能力 蓄电池模块按 7.2.14 试验时,其室温及高温荷电保持率应不低于初始容量的 90%,容量恢复应不低于初始容量的 95%。 6.9 耐振动性 蓄电池模块按 7.2.15 试验时,不允许出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳变形、电解液溢出等T/ZZB 02792017 7 现象,并保持连续可靠、结构完好。 6.10 储存 蓄电池模块按 7.2.16 试验时,其容量恢复应不低于初始容量的 90%。 6.
19、11 标准循环寿命 单体蓄电池或蓄电池模块按 7.2.17 试验时,循环次数达到 500 次时放电容量应不低于初始容量的95%,或者循环次数达到 1000 次时放电容量应不低于初始容量的 85%,或者循环次数达到 1500 次时放电容量应不低于初始容量的 80%。 6.12 蓄电池包和系统电性能测试要求 6.12.1 功率型蓄电池包和系统 高功率型蓄电池包和系统按 7.2.18.1 试验时,电性能测试要求应符合 GB/T 31467.1 的规定。 6.12.2 高能量型蓄电池包和系统 高能量型蓄电池包和系统按 7.2.18.2 试验时,电性能测试要求应符合 GB/T 31467.2 的规定。
20、6.13 安全性 6.13.1 单体蓄电池 6.13.1.1 蓄电池按 7.2.19.1.2 进行过放电试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.1.2 蓄电池按 7.2.19.1.3 进行过充电试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.1.3 蓄电池按 7.2.19.1.4 进行短路试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.1.4 蓄电池按 7.2.19.1.5 进行跌落试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.1.5 蓄电池按 7.2.19.1.6 进行加热试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.1.6 蓄电池按 7.2.19.1.7 进行挤压试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.1.7 蓄
21、电池按 7.2.19.1.8 进行海水浸泡试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.1.8 蓄电池按 7.2.19.1.9 进行温度循环试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.1.9 蓄电池按 7.2.19.1.10 进行低气压试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.2 蓄电池模块 6.13.2.1 蓄电池模块按 7.2.19.2.2 进行过放电试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.2.2 蓄电池模块按 7.2.19.2.3 进行过充电试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.2.3 蓄电池模块按 7.2.19.2.4 进行短路试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.2.4 蓄电池模
22、块按 7.2.19.2.5 进行跌落试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.2.5 蓄电池模块按 7.2.19.2.6 进行加热试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.2.6 蓄电池模块按 7.2.19.2.7 进行挤压试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.2.7 蓄电池模块按 7.2.19.2.8 进行海水浸泡试验时,应不爆炸、不起火。 6.13.2.8 蓄电池模块按 7.2.19.2.9 进行温度循环试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.2.9 蓄电池模块按 7.2.19.2.10 进行低气压试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。 6.13.3 蓄电池包或系统 T/ZZB 0279
23、2017 8 6.13.3.1 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.2 进行振动试验过程中, 以及在试验的环境温度条件下 1h 内, 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100/V。测试完成后,蓄电池包应能不间断完成一个 GB/T 31467.1 中或 GB/T 31467.2 中规定的标准循环。 6.13.3.2 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.3 进行机械冲击试验过程中无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后的绝缘电阻值不小于 100
24、/V。 6.13.3.3 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.4 进行跌落试验过程中无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。 6.13.3.4 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.5 进行翻转试验过程中无泄漏、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 100/V。 6.13.3.5 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.6 进行模拟碰撞试验过程中无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后的绝缘电阻值不少于 100/V。 6.13.3.6 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.7 进行挤压试验过程中无着火、爆炸等现象。 6.13.3.7 蓄电池包或系统按 7.2.1
25、9.3.8 进行温度冲击试验过程中无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后的绝缘电阻值不小于 100/V。 6.13.3.8 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.9 进行湿热循环试验过程中无泄漏、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 100/V。 6.13.3.9 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.10 进行海水浸泡试验过程中无着火或爆炸等现象。 6.13.3.10 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.11 进行外部火烧试验过程中无爆炸现象,若有火苗,应在火源移开后 2min 内熄灭。 6.13.3.11 蓄电池包或系统按 7.2.19.3.12 进行盐雾
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