電動(dòng)客車安全技術(shù)條件

1、電動(dòng)客車安全技術(shù)條件1范圍本文件規(guī)定了電動(dòng)客車的安全技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。本文件適用于車長(zhǎng)大于等于6m的電動(dòng)客車，包括純電動(dòng)客車/城市客車、混合動(dòng)力客車/城市客車(含插電式和增程式)，燃料電池客車/城市客車參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T 24082008 塑料 燃燒性能的測(cè)定 水平法和垂直法GB 42082008 外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)GB 84102006 汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性GB 86242012 建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)GB

2、/T 102942008 絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定 防護(hù)熱板法GB 13094 客車結(jié)構(gòu)安全要求GB 175782013 客車上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求及試驗(yàn)方法GB/T 18384.32015 電動(dòng)汽車 安全要求 第3部分：人員觸電防護(hù)GB/T 19596 電動(dòng)汽車術(shù)語(yǔ)GB 200712006 汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)GB/T 314982015 電動(dòng)汽車碰撞后安全要求QC/T 291062014 汽車電線束技術(shù)條件ISO 6487 碰撞試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)：檢測(cè)儀器(Road vehicle-Measurement techniques in impact tests-Instrumentation)

3、3術(shù)語(yǔ)和定義GB 13094、GB/T 18384.32015、GB/T 19596確立的及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1熱失控 thermal runaway單體蓄電池內(nèi)放熱反應(yīng)引起不可控溫升的現(xiàn)象。3.2熱失控?cái)U(kuò)展 thermal runaway propagation蓄電池包或系統(tǒng)內(nèi)部的單體蓄電池或單體蓄電池單元熱失控，并觸發(fā)該蓄電池系統(tǒng)中相鄰或其他部位蓄電池?zé)崾Э氐默F(xiàn)象。3.3熱事故信號(hào) thermal event signal蓄電池系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生熱失控時(shí)發(fā)出的信號(hào)。3.4圓柱電池 cylindrical cell具有圓柱形硬質(zhì)外殼的單體蓄電池。3.5方形電池 prismatic ce

4、ll具有方形硬質(zhì)外殼的單體蓄電池。3.6軟包電池 pouch cell具有疊層復(fù)合金屬箔外殼的單體蓄電池。4技術(shù)要求和試驗(yàn)方法4.1總則電動(dòng)客車應(yīng)符合本文件的要求。4.2防水防塵性能4.2.1車輛應(yīng)在30 cm水深的水池中，以510 km/h的速度行駛500 m，完成涉水試驗(yàn)，時(shí)間35 min；若水池長(zhǎng)度小于500 m，需要進(jìn)行幾次，總時(shí)間(包括在水池外的時(shí)間)應(yīng)少于10 min。車輛涉水試驗(yàn)完成后10 min內(nèi)，按照GB/T 18384.32015中7.2的絕緣電阻測(cè)量方法完成測(cè)量，總絕緣電阻值應(yīng)大于1 M。4.2.2以下部件的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP67，零部件及系統(tǒng)的防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)按GB 42

5、082008的試驗(yàn)條件進(jìn)行：安裝在客艙地板以下且距地面500 mm以下的B級(jí)電壓電氣設(shè)備和與B級(jí)電壓部件相連的連接器(充電口除外)；安裝在車頂且無(wú)防護(hù)裝置的B級(jí)電壓電氣設(shè)備(受電裝置除外)。4.2.3車輛在退電狀態(tài)，在水深50cm水池浸泡24h，之后打開(kāi)總火開(kāi)關(guān)，并將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)開(kāi)至ON檔，2 h內(nèi)車輛不起火、不爆炸。4.3防火性能4.3.1車身內(nèi)飾材料的阻燃性能按 GB 84102006的方法試驗(yàn)，其水平燃燒速度應(yīng)小于等于50 mm/min。4.3.2B級(jí)電壓部件所用絕緣材料的阻燃性能應(yīng)符合GB/T 2408-2008規(guī)定的水平燃燒HB級(jí)，垂直燃燒V0級(jí)。B級(jí)電壓電纜防護(hù)用波紋管及熱收縮雙壁管的

6、溫度等級(jí)應(yīng)不低于125 ，熱收縮雙壁管的性能應(yīng)符合QC/T 291062014中附錄B的要求,波紋管的性能應(yīng)符合QC/T 291062014中附錄D的要求。4.3.3可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)使用阻燃材料，阻燃材料的阻燃等級(jí)應(yīng)達(dá)到GB/T 24082008規(guī)定的水平燃燒HB級(jí)，垂直燃燒V0級(jí)。4.3.4可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)(或安裝艙體)與客艙之間應(yīng)使用阻燃隔熱材料隔離，阻燃隔熱材料的燃燒性能應(yīng)符合GB 86242012中規(guī)定的A級(jí)要求，并且按GB/T 102942008進(jìn)行試驗(yàn)，在300 時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)小于等于0.04 W/(mK)。4.3.5發(fā)動(dòng)機(jī)艙(若有)應(yīng)裝備發(fā)動(dòng)機(jī)艙自動(dòng)滅火裝置，啟動(dòng)工作時(shí)應(yīng)能通過(guò)聲或

7、光信號(hào)向駕駛?cè)藞?bào)警。4.3.6可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備火災(zāi)檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警功能，應(yīng)在駕駛區(qū)給駕駛員提供聲或光報(bào)警信號(hào)。4.4可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)4.4.1蓄電池單元按照附錄A的熱失控測(cè)試條件進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試對(duì)象不應(yīng)發(fā)生起火、爆炸。4.4.2可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)按照附錄B的熱失控?cái)U(kuò)展測(cè)試條件進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試對(duì)象應(yīng)滿足如下要求：a)如果未發(fā)生熱失控，試驗(yàn)通過(guò)。為了確保熱失控?cái)U(kuò)展不會(huì)發(fā)生，檢測(cè)機(jī)構(gòu)需證明采用附錄C的三種觸發(fā)方法，均不會(huì)發(fā)生熱失控；b)如果發(fā)生熱失控，但是熱事故信號(hào)發(fā)出后5 min內(nèi)沒(méi)有發(fā)生外部起火或爆炸，且沒(méi)有煙氣進(jìn)入乘客艙，試驗(yàn)通過(guò)。上述結(jié)論應(yīng)在不拆卸測(cè)試樣品的前提下通過(guò)肉眼來(lái)進(jìn)行判斷。4.4.3可充電儲(chǔ)

8、能系統(tǒng)安裝艙體應(yīng)與客艙隔離(引風(fēng)裝置除外)，保證乘客不能觸及到可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)。若從客艙引風(fēng)為可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫度，則引風(fēng)口應(yīng)配置煙霧控制裝置，保證有害氣體不能從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入客艙。4.4.4可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)安裝維修開(kāi)關(guān)和熔斷器。4.4.5蓄電池包應(yīng)設(shè)有泄壓和透氣裝置，泄壓壓力不大于50 kPa。4.5控制系統(tǒng)4.5.1整車控制系統(tǒng)應(yīng)保證當(dāng)制動(dòng)信號(hào)和加速信號(hào)同時(shí)發(fā)生時(shí)，應(yīng)只響應(yīng)制動(dòng)信號(hào)。4.5.2車輛在行駛過(guò)程中，出現(xiàn)需要整車主動(dòng)斷B級(jí)高壓電的車輛異常情況時(shí)，在車速大于5 km/h時(shí)應(yīng)保持轉(zhuǎn)向系統(tǒng)維持助力狀態(tài)或至少保持轉(zhuǎn)向助力狀態(tài)30 s后再斷B級(jí)電。4.6車載終端和遠(yuǎn)程監(jiān)控4.6.1車輛應(yīng)安裝車

9、載終端，并實(shí)現(xiàn)和監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)通訊。4.7充電安全4.7.1整車具備多個(gè)充電接口時(shí)，充電時(shí)不工作的充電接口應(yīng)不帶電。4.7.2車輛的充電插座應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置，該裝置應(yīng)能根據(jù)溫度變化傳送相應(yīng)信號(hào)給車輛，用于實(shí)現(xiàn)車輛接口的溫度監(jiān)測(cè)和過(guò)溫保護(hù)功能。4.8車輛碰撞防護(hù)要求4.8.1若有可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)未安裝在車輛頂部，則應(yīng)按照附錄C進(jìn)行碰撞試驗(yàn)。4.8.2車輛在碰撞試驗(yàn)后應(yīng)符合GB/T 31498中4.24.4的要求。4.8.3當(dāng)需要考核碰撞防護(hù)性能的車型，與已經(jīng)通過(guò)碰撞試驗(yàn)的車型相比，同時(shí)滿足以下四個(gè)條件時(shí)，可免于碰撞防護(hù)試驗(yàn)。可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)能量相同或減??；箱體結(jié)構(gòu)相同或加強(qiáng)；箱體安裝結(jié)構(gòu)相同或加強(qiáng)；

10、電池包安裝區(qū)域的車體結(jié)構(gòu)不變或加強(qiáng)(結(jié)構(gòu)開(kāi)口尺寸相同或變小)。4.8.4若電動(dòng)客車需按GB 17578進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)，應(yīng)在其可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電量(SOC)30%50%且處于上電狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)后應(yīng)符合GB/T 31498中4.24.4的要求。4.9整車4.9.1每層及每個(gè)分隔艙的出口最少數(shù)量應(yīng)符合表1的規(guī)定。但衛(wèi)生間或烹調(diào)間不視為分隔艙。不論撤離艙口數(shù)量有多少，只能計(jì)為一個(gè)應(yīng)急出口。4.9.2撤離艙口距可能給使用撤離艙口的乘客帶來(lái)危險(xiǎn)的設(shè)備(如B級(jí)電壓系統(tǒng)等)應(yīng)大于等于 100 mm，否則應(yīng)加以隔離。4.9.3操作乘客門(mén)應(yīng)急控制器8 s內(nèi)應(yīng)使乘客門(mén)自動(dòng)打開(kāi)或用手輕易打開(kāi)到相應(yīng)的乘

11、客門(mén)引道量規(guī)能通過(guò)的寬度。4.9.4電動(dòng)客車應(yīng)采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。4.9.5前風(fēng)窗應(yīng)安裝除霜、除霧裝置。附錄A蓄電池單元熱失控試驗(yàn)(規(guī)范性附錄)A.1目的對(duì)電動(dòng)客車車載可充電系統(tǒng)的核心化學(xué)危險(xiǎn)源進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)與管控。A.2測(cè)試對(duì)象電池管理系統(tǒng)管理的最小蓄電池單元。A.3試驗(yàn)方法A.3.1除另有規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在溫度為25±5 ，相對(duì)濕度為15%90%，大氣壓力為86 kPa106 kPa的環(huán)境中進(jìn)行。本標(biāo)準(zhǔn)所提到的室溫，是指25±2 。A.3.2使用平面狀或者棒狀加熱裝置，并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷，金屬或絕緣層，加熱裝置的功率要求見(jiàn)表A.1。完成測(cè)試對(duì)象與加熱裝置的裝配，加熱裝置與蓄

12、電池應(yīng)直接接觸，加熱裝置的尺寸規(guī)格應(yīng)不大于測(cè)試對(duì)象的被加熱面；安裝溫度監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度傳感器布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè)，即安裝在加熱裝置的對(duì)側(cè)(如圖A.1)。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應(yīng)小于1 s，準(zhǔn)確度要求為±2 ，溫度傳感器尖端的直徑應(yīng)小于1 mm。A.3.3將測(cè)試對(duì)象充電到SOC=100%后，再對(duì)測(cè)試對(duì)象用1C電流繼續(xù)充電12 min。A.3.4立刻啟動(dòng)加熱裝置，并以其最大功率對(duì)測(cè)試對(duì)象進(jìn)行持續(xù)加熱，當(dāng)發(fā)生熱失控或者A.3.2定義的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到300 時(shí)，停止觸發(fā)，關(guān)閉加熱裝置。A.3.5以下是判定是否發(fā)生熱失控的條件：a)測(cè)試對(duì)象產(chǎn)生電壓降；b)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到電池廠商規(guī)定的最高工作溫

13、度；c)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升速率dT/dt1/s當(dāng)a)&c)或者b)&c)發(fā)生時(shí)，判定發(fā)生熱失控。A.3.6加熱過(guò)程中及加熱結(jié)束1 h內(nèi)，如果發(fā)生起火、爆炸現(xiàn)象，則試驗(yàn)終止。附錄B可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控?cái)U(kuò)展試驗(yàn)(規(guī)范性附錄)B.1目的在車輛的蓄電池系統(tǒng)發(fā)生熱失控時(shí)，確保車內(nèi)乘客的人身安全。B.2測(cè)試對(duì)象測(cè)試對(duì)象為整車或完整的車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)或包括蓄電池及電氣連接的車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)子系統(tǒng)。制造商如果選擇儲(chǔ)能系統(tǒng)子系統(tǒng)作為測(cè)試對(duì)象，則需證明子系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果能夠合理地反映完整的車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)在同等條件下的安全性能。如果儲(chǔ)能系統(tǒng)的電子管理單元(BMS或其它裝置)沒(méi)有集成在封裝蓄電池的殼體

14、內(nèi)，則必須保證電子管理單元能夠正常運(yùn)行并發(fā)送報(bào)警信號(hào)。B.3試驗(yàn)條件試驗(yàn)應(yīng)在以下條件進(jìn)行：a) 除另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在溫度為25±5 ，相對(duì)濕度為15%90%，大氣壓力為86 kPa106 kPa的環(huán)境中進(jìn)行。本標(biāo)準(zhǔn)所提到的室溫，是指25±2 ；b) 試驗(yàn)開(kāi)始前，測(cè)試對(duì)象的SOC應(yīng)調(diào)至大于電池廠商規(guī)定的正常SOC工作范圍的90%或者95%；c) 試驗(yàn)開(kāi)始前，所有的試驗(yàn)裝置應(yīng)都必須正常運(yùn)行。若選擇過(guò)充作為熱失控觸發(fā)方法，需關(guān)閉過(guò)充保護(hù)功能；d) 試驗(yàn)應(yīng)盡可能少地對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行改動(dòng)，制造商需提交所做改動(dòng)的清單；e) 試驗(yàn)應(yīng)在室內(nèi)環(huán)境或者無(wú)風(fēng)條件下進(jìn)行。B.4試驗(yàn)方法B.4.1考

15、慮到試驗(yàn)的可行性和可重復(fù)性，以下三種不同的方法可作為可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控?cái)U(kuò)展試驗(yàn)的候選方法，廠商可從中選擇一種方法。加熱是其中一種觸發(fā)方法，另外兩個(gè)可選方法分別是針刺和過(guò)充，兩者均只須對(duì)蓄電池系統(tǒng)做很小的改動(dòng)。針刺觸發(fā)要求提前在蓄電池系統(tǒng)的外殼上鉆孔，過(guò)充觸發(fā)要求在觸發(fā)對(duì)象上連接額外的導(dǎo)線以實(shí)現(xiàn)過(guò)充。B.4.2熱失控觸發(fā)對(duì)象：選擇可通過(guò)B.4.1中其中一種方法實(shí)現(xiàn)熱失控觸發(fā)的單體蓄電池作為熱失控觸發(fā)對(duì)象，熱失控觸發(fā)對(duì)象熱失控產(chǎn)生的熱量應(yīng)非常容易傳遞至相鄰單體蓄電池。例如，選擇蓄電池包內(nèi)最靠近中心位置的單體蓄電池，或者被其它單體蓄電池包圍且很難產(chǎn)生熱輻射的單體蓄電池。B.4.3針刺觸發(fā)熱失控：試

16、驗(yàn)應(yīng)在如下條件下開(kāi)展：刺針材料：鋼；刺針直徑：3mm及8mm；針尖形狀：圓錐形，角度為2060；針刺速度：10100mm/s；針刺位置及方向：選擇可能觸發(fā)單體蓄電池發(fā)生熱失控的位置和方向(例如，垂直于極片的方向)。如果能夠發(fā)生熱失控，也可以直接從蓄電池的防爆閥刺入，被針刺穿孔的單體蓄電池稱為觸發(fā)對(duì)象。如果未發(fā)生熱失控，觀察1h后參照4.4.2 a)作判斷。B.4.4過(guò)充觸發(fā)熱失控：以最小1/3C、最大不超過(guò)電池廠商規(guī)定正常工作范圍的最大電流對(duì)觸發(fā)對(duì)象進(jìn)行恒流充電，直至其發(fā)生熱失控或者觸發(fā)對(duì)象達(dá)到200%SOC，蓄電池系統(tǒng)中的其它單體蓄電池不能被過(guò)充。如果未發(fā)生熱失控，觀察1h后則參照4.4.2

17、 a)作判斷。B.4.5加熱觸發(fā)熱失控：使用平面狀或者棒狀加熱裝置，并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷，金屬或絕緣層。對(duì)于尺寸與單體蓄電池相同的塊狀加熱裝置，可用該加熱裝置代替其中一個(gè)單體蓄電池；對(duì)于尺寸比單體蓄電池小的塊狀加熱裝置，則可將其安裝在模塊中，并與觸發(fā)對(duì)象的表面直接接觸；對(duì)于薄膜加熱裝置，則應(yīng)將其始終附著在觸發(fā)對(duì)象的表面；在任何可能的情況下，加熱裝置的加熱面積都不應(yīng)大于單體蓄電池的表面積；將加熱裝置的加熱面與蓄電池表面直接接觸，加熱裝置的位置應(yīng)與B.4.7中規(guī)定的溫度傳感器的位置相對(duì)應(yīng)；安裝完成后，立即啟動(dòng)加熱裝置，以加熱裝置的最大功率對(duì)觸發(fā)對(duì)象進(jìn)行加熱；加熱裝置的功率要求見(jiàn)表B.1，但不做強(qiáng)制

18、性要求；當(dāng)發(fā)生熱失控或者B.4.7定義的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到300時(shí)，停止觸發(fā)。如果未發(fā)生熱失控，觀察1h后參照4.4.2 a)作判斷。B.4.6以下是判定是否發(fā)生熱失控的條件：a)測(cè)試對(duì)象產(chǎn)生電壓降；b)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到電池廠商規(guī)定的最高工作溫度；c)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升速率dT/dt1/s當(dāng)a)&c)或者b)&c)發(fā)生時(shí)，判定發(fā)生熱失控。如果測(cè)試已經(jīng)停止，且過(guò)程中未發(fā)生熱失控，測(cè)試中止，參照4.4.2 a)作判斷。B.4.7電壓及溫度的監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)觸發(fā)對(duì)象的電壓和溫度以判定是否發(fā)生熱失控，監(jiān)測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)不改動(dòng)原始的電路。監(jiān)測(cè)溫度定義為溫度A(測(cè)試過(guò)程中觸發(fā)對(duì)象的最高表面溫度)。溫度數(shù)據(jù)的采樣間

19、隔應(yīng)小于1s，準(zhǔn)確度要求為±2，溫度傳感器尖端的直徑應(yīng)小于1mm。針刺觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器的位置應(yīng)盡可能接近短路點(diǎn)。過(guò)充觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器應(yīng)布置在單體蓄電池表面與正負(fù)極柱等距且離正負(fù)極柱最近的位置。加熱觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè)，即安裝在加熱裝置的對(duì)側(cè)(如圖B.3)。如果很難直接安裝溫度傳感器，則將其布置在能夠探測(cè)到觸發(fā)對(duì)象連續(xù)溫升的位置。硬殼及軟包電池 圓柱形電池-I 圓柱形電池-II附錄C碰撞試驗(yàn)方法(規(guī)范性附錄)C.1試驗(yàn)場(chǎng)地試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)足夠大，以容納移動(dòng)壁障驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、被撞車碰撞后移動(dòng)和試驗(yàn)設(shè)備的安裝。車輛發(fā)生碰撞和移動(dòng)的場(chǎng)地應(yīng)水平、平整，路面摩擦系數(shù)不小于0.5。C.2試驗(yàn)前的車輛準(zhǔn)備C.2.1 可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電量(