電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池技術(shù)要求及試驗(yàn)方法

1、電動(dòng)客車安全要求征求意見稿編制說明工作簡(jiǎn)況1、任務(wù)來源為引導(dǎo)和規(guī)范我國電動(dòng)客車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提高電動(dòng)客車安全技術(shù)水平，落實(shí)工業(yè)和信息化部建設(shè)符合電動(dòng)客車特點(diǎn)的整車、電池、電機(jī)、高壓線束等系統(tǒng)的安全條件及測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系的要求，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2016年8月啟動(dòng)了本強(qiáng)標(biāo)的立項(xiàng)和編制工作。2、主要工作過程根據(jù)有關(guān)部門對(duì)電動(dòng)客車安全標(biāo)準(zhǔn)制定工作的要求，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)組織成立“電動(dòng)客車安全要求工作組”（以下簡(jiǎn)稱工作組），系統(tǒng)開展電動(dòng)客車安全要求標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。）GB電動(dòng)客車安全要求于2016年底完成立項(xiàng)（計(jì)劃號(hào)20160968-Q-339），2016年12

2、月29日在南充電動(dòng)汽車整車標(biāo)準(zhǔn)工作組會(huì)議上組建了標(biāo)準(zhǔn)制定的核心工作組，啟動(dòng)了強(qiáng)標(biāo)制定工作，并由起草組代表介紹了標(biāo)準(zhǔn)的背景、編制思路、以及與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性關(guān)系。2017年2月-3月，基于已開始執(zhí)行的電動(dòng)客車安全技術(shù)條件（工信部裝2016377號(hào)，以下簡(jiǎn)稱條件）的工作基礎(chǔ)，工作組向電動(dòng)客車行業(yè)主要企業(yè)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)等16家單位征求條件的實(shí)施情況反饋與強(qiáng)制性國標(biāo)制定建議。2017年4月18日，工作組在重慶組織召開標(biāo)準(zhǔn)制定討論會(huì)，會(huì)議對(duì)條件制定情況進(jìn)行了回顧，對(duì)收集到的條件執(zhí)行情況進(jìn)行了分析討論。根據(jù)討論結(jié)果，針對(duì)共性問題形成了專項(xiàng)征求意見表。2017年5月-6月，工作組根據(jù)重慶會(huì)議討論結(jié)果向行業(yè)進(jìn)行強(qiáng)

3、標(biāo)制定專項(xiàng)意見征求意見。2017年6月6日，在株洲召開工作組會(huì)議，會(huì)議對(duì)專項(xiàng)征求意見期間收集的反饋意見進(jìn)行研究討論。2017年6月-10月，工作組依據(jù)意見反饋情況和會(huì)議討論結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整。2017年10月13日，在天津舉行的電動(dòng)汽車整車工作組第三屆第七次工作會(huì)議上，對(duì)調(diào)整版本進(jìn)行了通報(bào)，基本達(dá)成一致意見，形成征求意見稿草案。2018年1月16日，在天津召開電池安全標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)議，對(duì)電池強(qiáng)標(biāo)單體過充、電池包或系統(tǒng)熱擴(kuò)散、客車強(qiáng)標(biāo)熱失控等條款進(jìn)行討論、協(xié)調(diào)。標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容1、編制原則本標(biāo)準(zhǔn)編寫符合GB/T1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)的制定考慮了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)間的相互協(xié)調(diào)。此條件中規(guī)定的

4、技術(shù)要求即要有先進(jìn)性又要有成熟性，還要便于推廣。對(duì)于不成熟的技術(shù)應(yīng)作為后期的技術(shù)研究，待該項(xiàng)技術(shù)成熟時(shí)適時(shí)修訂標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容確定要適合我國國情，標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求應(yīng)明確，避免模糊的表述，盡可能提出定量的要求，并有相應(yīng)的檢驗(yàn)方法。2、主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)客車的安全要求和試驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于M2M3類電動(dòng)客車，包括純電動(dòng)客車、混合動(dòng)力電動(dòng)客車。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于燃料電池電動(dòng)客車。本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容如下：防水防塵性能a）整車涉水試驗(yàn)條件參照GB/T18384.3-2015制定，為提高整車涉水能力，涉水深度要求提高到30cm,并對(duì)試驗(yàn)后絕緣電阻的要求做出明確的要求，提高了技術(shù)要求。b）根據(jù)IEC（

5、國際電工協(xié)會(huì)）的標(biāo)準(zhǔn)，工頻情況下，人體無反應(yīng)區(qū)在0.6mA以下，即通過人體的電流小于0.6mA時(shí)，人體是基本沒有感覺的，而當(dāng)人體通過大于0.6mA勺電流時(shí)，會(huì)引起人體麻刺的感覺，為確保乘員安全和乘坐感受，需將泄露電流控制在0.6mA以下，按照電動(dòng)客車一般600V的工作電壓計(jì)算，將總絕緣阻值設(shè)置為需大于1MQ0c）對(duì)涉水風(fēng)險(xiǎn)較大的B級(jí)電壓部件的防護(hù)等級(jí)做出明確要求，滿足IP67的防水防塵等級(jí)要求，同時(shí)防護(hù)等級(jí)測(cè)試后滿足總絕緣阻值大于1MQ的要求。d）增加整車耐浸泡防護(hù)要求，提高整車防水淹安全性能，50cm水深是依據(jù)中國典型城市最大降雨量平均值統(tǒng)計(jì)得出，24h防浸泡時(shí)間由積水排水時(shí)間與車輛救援時(shí)間

6、綜合得出。防火性能a）本標(biāo)準(zhǔn)在參考GB24407-2012專用校車安全技術(shù)條件和GBXXXXX客車內(nèi)飾材料的阻燃特性等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)車輛B級(jí)電壓部件使用的絕緣材料提出了阻燃等級(jí)要求，并對(duì)需測(cè)試對(duì)象做了細(xì)化明確。b）對(duì)可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝艙體與乘客艙之間使用的材料提出了阻燃隔熱的要求，目的是防止可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)起火后快速引燃乘客艙。阻燃要求參照阻燃性能要求最高的建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)制定。隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)根據(jù)行業(yè)水平及試驗(yàn)可靠驗(yàn)證得到。可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)安全a）本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中，工作組對(duì)電動(dòng)客車安全技術(shù)條件執(zhí)行以來重慶、天津、襄陽、上海和長春等主要檢測(cè)機(jī)構(gòu)的熱失控試驗(yàn)執(zhí)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果

7、顯示熱失控試驗(yàn)方法本身具有較好的可操作性。同時(shí)自2017年1月1日電動(dòng)客車安全技術(shù)條件執(zhí)行近1年的時(shí)間里，我國電動(dòng)客車發(fā)生的安全事故也得到了較好的遏制，因此，在電動(dòng)客車強(qiáng)標(biāo)中繼續(xù)保留熱失控條款。b）本標(biāo)準(zhǔn)在參考GB24407-2012專用校車安全技術(shù)條件和GBXXXXX客車內(nèi)飾材料的阻燃特性等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部材料提出了阻燃性能的要求，并對(duì)測(cè)試對(duì)象進(jìn)行了細(xì)化分類。c）針對(duì)需要引空調(diào)風(fēng)的可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)艙體，需要配置煙霧控制裝置，確保煙霧等有害氣體不能進(jìn)入乘客艙，保證乘客安全。d）為滿足整車防火及人員防觸電要求，可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)在異常情況（如電氣短路）下具有雙重切斷電源模式。e）蓄電

8、池包應(yīng)具有內(nèi)部壓力泄壓裝置，防止在過充、過放等濫用情況下電池箱體發(fā)生過壓爆炸，此數(shù)值結(jié)合行業(yè)水平及試驗(yàn)可靠驗(yàn)證得到?？刂葡到y(tǒng)安全a）整車控制器只能根據(jù)駕駛員對(duì)油門，制動(dòng)剎車的操作，確定整車控制系統(tǒng)的功率輸出，同時(shí)無論在任何情況下，應(yīng)保證駕駛員的安全，故制動(dòng)優(yōu)先是整車控制優(yōu)先級(jí)較高的邏輯。b）車輛行駛過程中，需主動(dòng)斷瞰高壓電時(shí)，為保證車輛及乘員安全，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在較高車速下或一定時(shí)間內(nèi)應(yīng)維持助力狀態(tài)。充電安全a）為保證充電時(shí)人員和車輛安全，充電槍和充電插座或充電連接器正常插合之前不應(yīng)帶電。b）為保證充電安全，車輛充電插座應(yīng)具備過溫保護(hù)功能要求。充電插座應(yīng)符合GB/T18487.1-2015中9.

9、1溫度監(jiān)測(cè)的要求。車輛結(jié)構(gòu)安全a）目前國內(nèi)外尚無電動(dòng)客車相關(guān)碰撞標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，但電動(dòng)客車由于安裝了高能量電池包、高電壓系統(tǒng)，使用時(shí)載客量大，有必要進(jìn)行碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證其安全性。b）建議根據(jù)電池布置和車輛結(jié)構(gòu)，選擇車輛側(cè)面的最薄弱位置進(jìn)行碰撞（最薄弱位置由檢測(cè)機(jī)構(gòu)商生產(chǎn)企業(yè)確定）。c）可變形移動(dòng)壁障參考GB20071-2006,碰撞速度為50km/h1km/h,碰撞角度90；碰撞時(shí)試驗(yàn)車輛為整備質(zhì)量狀態(tài)，車輛荷電狀態(tài)（SOC）30%-50%，且處于上電狀態(tài)。碰撞后車輛應(yīng)滿足GB/T31498-2015相關(guān)要求。d）為保證電動(dòng)客車側(cè)翻時(shí)B級(jí)電壓部件滿足安全要求，對(duì)電動(dòng)客車需按GB1757

10、8進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)的，整車需帶電進(jìn)行試驗(yàn)。e）建議視同條件設(shè)定為：可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)及類型相同；可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)能量相同或減?。幌潴w結(jié)構(gòu)相同或加強(qiáng)；安裝結(jié)構(gòu)相同或加強(qiáng)；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)開口尺寸相同或變?。ｊP(guān)于附錄A蓄電池系統(tǒng)最小管理單元熱失控試驗(yàn)，為電池在失控情況下的危害性提供試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法，編制說明逐條說明如下：為確保電動(dòng)客車安全，工作組經(jīng)過多次討論，一致認(rèn)為需要對(duì)電動(dòng)客車可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)中核心化學(xué)危險(xiǎn)源進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。對(duì)蓄電池系統(tǒng)最小管理單元采取先過充12min再加熱至熱失控的方法，要求不起火，不爆炸，是確保在滿足GBXXXXX電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安

11、全要求基本安全要求的基礎(chǔ)上，對(duì)電動(dòng)客車可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)中核心化學(xué)危險(xiǎn)源提出進(jìn)一步的安全要求，同時(shí)考慮正極活性物質(zhì)中鋰離子的損失進(jìn)一步惡化材料熱穩(wěn)定性的情況，確保電動(dòng)客車公共安全；考慮到在熱事故發(fā)生時(shí)蓄電池系統(tǒng)最小管理單元是一個(gè)整體，將其定義為測(cè)試對(duì)象能夠更好地反映實(shí)際熱事故危害，同時(shí)可為不同容量電池提供一個(gè)相對(duì)公平的測(cè)試及評(píng)價(jià)方法；3)參照GBXXXX電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求熱擴(kuò)散專項(xiàng)工作小組的最新研究成果,對(duì)熱失控試驗(yàn)的判定條件進(jìn)行了細(xì)化，量化了熱失控時(shí)電壓降及溫升速率特征，減少誤關(guān)閉對(duì)試驗(yàn)結(jié)果帶來的不利影響。另外，由于GBXXXXX電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求中已經(jīng)對(duì)鋰離子電

12、池包或系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定和說明，故在本標(biāo)準(zhǔn)中不再贅述。關(guān)于附錄B本標(biāo)準(zhǔn)車輛碰撞防護(hù)要求主要關(guān)注電動(dòng)客車可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的碰撞安全性，考慮到目前電動(dòng)客車可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝位置主要有三種：車輛頂部、車架中段底部、車輛后部，后兩種安裝位置均有碰撞風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)2016年9月7日電動(dòng)客車碰撞安全試驗(yàn)專題研討會(huì)討論，與會(huì)專家一致建議對(duì)電動(dòng)客車可能遭遇碰撞的最薄弱位置均進(jìn)行碰撞的試驗(yàn)方案，如車輛側(cè)面安裝有動(dòng)力電池，則優(yōu)先選擇車輛側(cè)面進(jìn)行碰撞。移動(dòng)變形壁障：采用GB20071-2006汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)附錄B規(guī)定的移動(dòng)變形壁障，模擬乘用車撞擊電動(dòng)客車的事故工況。碰撞位置：主要是基于對(duì)可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)保

13、護(hù)最薄弱的位置，車輛具體薄弱位置由檢測(cè)機(jī)構(gòu)商生產(chǎn)企業(yè)確定。碰撞角度：當(dāng)可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)布置在車架中段底部，參照GB20071-2006進(jìn)行側(cè)面碰撞，移動(dòng)壁障行駛方向垂直于被撞車輛的縱向或后部中心平面。碰撞速度：電動(dòng)客車主要在市區(qū)路況運(yùn)行，因此參考GB20071-2006中移動(dòng)變形壁障50km/h1km/h的碰撞速度。主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析標(biāo)準(zhǔn)制定過程中在宇通客車涉水試驗(yàn)池完成4個(gè)純電動(dòng)車型和2個(gè)混合動(dòng)力車型整車涉水試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)車速（5km/h、10km/h、15km/h、20km/h）和試驗(yàn)水深（10cm20cm30cnj）進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，根據(jù)不同試驗(yàn)條件組合試驗(yàn)過程中的車輛狀態(tài)，考慮客車應(yīng)

14、用的極端情況，最終確定標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件為30cm水深，510km/h的速度。標(biāo)準(zhǔn)制定過程中在宇通客車浸水試驗(yàn)池按照標(biāo)準(zhǔn)整車浸水試驗(yàn)要求完成8米純電動(dòng)客車整車浸泡試驗(yàn)，水深50cm,浸水時(shí)間為24h。標(biāo)準(zhǔn)制定過程中在天津中國汽車技術(shù)研究中心進(jìn)行了整車碰撞試驗(yàn)條件對(duì)比測(cè)試，采用的碰撞試驗(yàn)條件包括GB20071乘用車側(cè)面碰撞乘員保護(hù)、美國APTA1撞安全要求標(biāo)準(zhǔn)、美國FMVSS301燃油系統(tǒng)安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同碰撞條件對(duì)整車結(jié)構(gòu)安全的考驗(yàn)側(cè)重和與實(shí)際使用過程中工況的符合性，選定GB20071乘用車側(cè)面碰撞乘員保護(hù)規(guī)定的試驗(yàn)條件進(jìn)行測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)制定過程中受寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司委托，在國家汽車質(zhì)量

15、監(jiān)督檢驗(yàn)中心（襄陽），按照附錄A的試驗(yàn)方法，對(duì)寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司提供的2種樣品（86Ah和120Ah）開展了鋰離子電池單元熱失控試驗(yàn)；在寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司實(shí)驗(yàn)室完成多款鋰離子電池單元熱失控試驗(yàn)。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(cè)試方法均不涉及專利。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)客車產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了黨中央、國務(wù)院的高度重視。在各方面的共同努力下，近年來，我國電動(dòng)客車等各類新能源汽車快速發(fā)展，推廣應(yīng)用規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大，為節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)。電動(dòng)客車安全要求對(duì)電動(dòng)客車的安全性能提出了高于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系的技術(shù)要求，可引導(dǎo)和規(guī)范我國電動(dòng)

16、客車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提高電動(dòng)客車安全技術(shù)水平，建設(shè)符合電動(dòng)客車特點(diǎn)的整車、電池、電機(jī)、高壓線束等系統(tǒng)的安全條件及測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，可被相關(guān)政策引用作為電動(dòng)汽車市場(chǎng)準(zhǔn)入的強(qiáng)制要求。六、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(cè)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)在制定過程中梳理了現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)、傳統(tǒng)客車標(biāo)準(zhǔn)、電動(dòng)汽車整車及零部件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要參考的標(biāo)準(zhǔn)有GB17578GB/T18384.3-2015、GB/T18487.1-2015、GB20071-2006、電動(dòng)汽車安全全球技術(shù)法規(guī)（EVS-GTR。在舁廳P項(xiàng)目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比14.1

17、.1整車涉水要求綜合GB/T18384.3-2015中6.7、7.2和8.2.3的要求，同時(shí)在涉水深度和總絕緣電阻值方面做了提升要求。24.1.2B級(jí)電壓部件防護(hù)等級(jí)要求新增。34.1.3整車浸水要求新增。44.2.1B級(jí)電壓部件阻燃性能要求新增。54.2.2可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)（或安裝艙體）與客艙間阻燃隔熱要求新增。64.3.1蓄電池系統(tǒng)取小管理單元熱失控受EVS-GTR74.3.2可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)零部件材料阻燃要求新增。84.3.3安裝艙體隔離要求新增。94.3.4斷開裝置要求新增。104.3.5泄壓透氣裝置要求新增。在舁廳P項(xiàng)目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比114.4.1制動(dòng)信號(hào)優(yōu)先新增。124.4.2行駛中斷

18、電要求新增。134.5.1充電接口安全要求新增。144.5.2充電插座溫度監(jiān)控參考GB/T18487.1-2015,新增車輛本身的充電插座需肩溫度監(jiān)控裝置。154.6.1車輛碰撞安全要求參考GB20071-2006制定，將整車碰撞試驗(yàn)引入電動(dòng)客車。164.6.2車輛上部結(jié)構(gòu)安全要求參考GB17578執(zhí)行，規(guī)定電動(dòng)客車進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)證時(shí)需帶電進(jìn)行試驗(yàn)。174.6.3車輛結(jié)構(gòu)安全視同原則新增。七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn),特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性；本標(biāo)準(zhǔn)是電動(dòng)客車國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，起草過程中充分考慮國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)重大分歧意見處理過程和依據(jù)關(guān)于涉水試驗(yàn)條件中車速的要求，有意見提出車速20km/h時(shí)自重較輕的客車容易方向失控。根據(jù)實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果和專家討論會(huì)達(dá)成的意見，為保證試驗(yàn)可操作性，考慮自重較輕客車的特點(diǎn)，重新