電動汽車動力電池系統(tǒng)國標(biāo)

1、電動汽車動力電池系統(tǒng)國標(biāo)國標(biāo)針對動力電池系統(tǒng)，建立了常規(guī)性能和功能要求 一一容量、能量、功率、效 率、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命、工況循環(huán)壽命、存儲、荷電保持、容量恢復(fù)、倍率性能、高 低溫性能等，建立了安全防護(hù)要求 操作安全、故障防護(hù)、人員觸電防護(hù)、濫 用防護(hù)、環(huán)境適應(yīng)性、事故防護(hù)、用戶手冊和特殊說明等，圍覆蓋了電芯、模 組、動力電池包、動力電池系統(tǒng)這 4個(gè)層級，產(chǎn)品類型包括混合動力、插電式/ 增程式混合動力、純電動乘用車和商用車，已基本上了構(gòu)成了一個(gè)完整的體系。 一、構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系電動汽車早期的發(fā)展過程中，GB或GB/T國家標(biāo)準(zhǔn)的缺失在一定程度上造成了 行業(yè)的良莠不齊和魚龍混雜。僅依靠汽車行業(yè)的QC/T推薦

2、標(biāo)準(zhǔn)作為一種參考，并不具有權(quán)威性和廣泛性，整車企業(yè)和電池企業(yè)要么茫無頭緒，要么各行其是、 各執(zhí)一詞，缺乏一個(gè)統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)。隨著2015年新版GB/T國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)發(fā)布，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)圍繞動力 電池系統(tǒng)已基本上構(gòu)建了完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，有利于行業(yè) 的規(guī)發(fā)展和優(yōu)勝劣汰。新國標(biāo)在2015年5月頒布（部分標(biāo)準(zhǔn)將在10月份或年底頒布），與舊標(biāo)準(zhǔn)之間有 一年的過渡期，從2016年開始，相關(guān)企業(yè)都將遵循新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)檢測。新 國標(biāo)與工信部2015年3月發(fā)布的汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)條件一起，將加速動力電池行業(yè)的洗牌，提高行業(yè)集中度水平。序號1新標(biāo)準(zhǔn)舊標(biāo)準(zhǔn)31484-2015 電動汽車

3、用動力蓄電池循環(huán) QC/T743-2006 電動 車用鋰離子蓄電池231485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全 QC/T743-2006 電動車用鋰離子蓄電 池331486-2015 電動汽車用動力蓄電池電性 QC/T743-2006 電動車用鋰離子蓄電 池2015 電動汽車用鋰離子動力蓄1部分：高功率應(yīng)用測試規(guī)程2015 電動汽車用鋰離子動力蓄2部分：高能量應(yīng)用測試規(guī)程2015 電動汽車用鋰離子動力蓄3部分：安全性要求與測試方718384.1 2015電動汽車安全要求第 GB/T18384.1 2001電動汽車安全要求 第1部分：車載可充電儲能系統(tǒng)8部分：車載儲能裝置18384.2 20

4、15電動汽車安全要求第 GB/T18384.2 2001電動汽車安全要求第2部分：操作安全和故障防護(hù)部分：功能安全和故障防護(hù)918384.3 2015電動汽車安全要求第 GB/T18384.3 2001電動汽車安全要求部分:人員觸電防護(hù)部分：人員觸電防護(hù)QC/T897-2011 電動汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件10在本人的另外一篇文章中，曾論述過動力電池系統(tǒng)的安全防護(hù)主要在于如何防止 電能和化學(xué)能的非正常釋放所造成的危險(xiǎn)，相關(guān)容詳見動力電池系統(tǒng)安全分析 和防護(hù)設(shè)計(jì)一文。新版國標(biāo)則完整的圍繞電能和化學(xué)能的防護(hù)做了嚴(yán)格的規(guī) 定，并明確了測試規(guī)，形成了較為完整的體系，從這方面來講，產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)與 國標(biāo)

5、的檢驗(yàn)要求，殊途同歸。標(biāo)準(zhǔn)GB/T31485GB/T31467GB/T18384GB/T18387防護(hù)目標(biāo)化學(xué)能化學(xué)能電能電磁能層級單體 /模組系統(tǒng)系統(tǒng)整車（涵 蓋電池系統(tǒng)）本文將系統(tǒng)的論述各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的容，對比新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)的差異等，希望能 夠?yàn)閯恿﹄姵仄髽I(yè)或整車企業(yè)的，在標(biāo)準(zhǔn)的理解和運(yùn)用方面提供一些幫助。二、GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486 解讀 GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486 是由 QC/T743 標(biāo)準(zhǔn)演化而來，將 QC/T743標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)容重新劃分，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行升級，制訂了更符合電動 汽車實(shí)際使用情況的三份獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。首先是

6、標(biāo)準(zhǔn)不再局限于鋰離子電池這一類型的動力電池，而是包括所有的動力電 池類型。其次，針對模組的定義進(jìn)行修改，不再強(qiáng)調(diào)5個(gè)或以上的電池單體進(jìn)行串聯(lián)，而是根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品中的串并聯(lián)組合形式。第三，增加了動力電池包和動力 電池系統(tǒng)的定義，將部分測試覆蓋到系統(tǒng)這一層級，顯然更具有實(shí)際參考價(jià)值。 第四，默認(rèn)的充放電倍率由 C/3(I3)提高到1C(I1)，要求更嚴(yán)格。基本要求 電池類型 樣品級別 模組定義 默認(rèn)充放電倍率每項(xiàng)測試樣品數(shù)量QCT743-2006鋰離子電池單體，模組5個(gè)或以上的單體串聯(lián) 3/C單體2個(gè)，模組1個(gè)20 C 芳 C默認(rèn)試驗(yàn)條件相對濕度：25%85%氣壓:86kPa 106kPaGB/T3

7、1484、GB/T31485、GB/T31486 未明確指定，包 含各種類型動力電池單體、模組、系統(tǒng) 1個(gè)以上的單體串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián) 1C 單體2個(gè)，模組或系統(tǒng)1個(gè)25 C i5 C相對濕度：15%90%氣壓：86kPa106kPaGB/T31484-2015 解讀GB/T31484-2015 主要考核動力電池單體、模組和系統(tǒng)的循環(huán)壽命指標(biāo)，涵蓋了 乘用車和商用車兩個(gè)不同的市場，以及功率型和能量型兩種不同應(yīng)用類型的動力 電池。對于電池單體和模組而言，大多數(shù)電池廠家的產(chǎn)品均可達(dá)到規(guī)定的要求， 對于動力電池系統(tǒng)而言，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成能力較弱的pack企業(yè)，將面臨較大的挑戰(zhàn)。相關(guān)檢測容如下表所示：序

8、號檢驗(yàn)項(xiàng)目適用圍100%110% 之間，5% （一致性要求）1室溫放電容量（Ah ）單體、模組、系統(tǒng)100%110%7% （一致性要求）234標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命（1C充放電循環(huán)）單體、模組室溫放電能量（Wh ）室溫功率單體、模組、系統(tǒng)單體、模組、系統(tǒng)1個(gè)就算合格：1）500次循環(huán)后放電容量大于初始容量的 90%2）1000次循環(huán)后放電容量大于 初始容量的80%5混合動力乘用車功率型電池工況循環(huán)壽命模組、系統(tǒng)/初始額定能量500計(jì)算放電容量和5s放電功率（應(yīng)滿足產(chǎn)品規(guī)格 6 混合動力商用車功率型電池工況循環(huán)壽命模組、系統(tǒng)/初始額定能量500計(jì)算放電容量和5s放電功率（應(yīng)滿足產(chǎn)品規(guī)格 7純電動乘用車能量

9、型電池工況循環(huán)壽命 8純電動商用車能量型電池工況循環(huán)壽命 9插電式/增程式電動汽車電池工況循環(huán)壽命模組、系統(tǒng)8條模組、系統(tǒng)/初始額定能量500/初始額定能量5007條模組、系統(tǒng)相比于QC/T743-2006 ，GB/T31484-2015 在標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命和工況循環(huán)壽命的 測試要求方面都更為嚴(yán)格，相關(guān)對比總結(jié)如下：檢驗(yàn)項(xiàng)目QCT743-200631484-2015測試方法：3/C充電，C/2放電，放1C充電，1C放電，放電深度為100%電深 度為80%DOD標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命判定標(biāo)準(zhǔn)：容量衰減到初始值的 80%時(shí)，循環(huán)測試500次（或企業(yè)所規(guī)定條件）容量衰減到初始值的80%時(shí)，循環(huán)測1000次，或容量

10、衰減到初始值的90%時(shí)，循500次樣品級別：僅適用于單體測試測試方法：簡單模擬工況，分功率型和能量型兩種電池，但是測試工況不工況循 環(huán)壽命區(qū)分乘用車與商用車判斷標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)企業(yè)所規(guī)定數(shù)據(jù)樣品級別：僅適用于模組因工況數(shù)據(jù)較多，本文不一一列出測試的圖表和曲線， 有興趣的可直接閱讀相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件。GB/T31485-2015 解讀GB/T31485-2015 主要考核動力電池單體和模組的安全指標(biāo)，圍繞化學(xué)能的防 護(hù)，給出了一系列濫用情況以及極端情況下的安全要求和檢驗(yàn)規(guī)。相比于QC/T743-2006 ，GB/T31485-2015 增加了單體海水浸泡、單體溫度循環(huán)、單體低氣壓、模組跌落、模組海水浸泡、

11、模組溫度循環(huán)、模組低氣壓等7項(xiàng)新的檢驗(yàn)要求。針對大部分檢驗(yàn)項(xiàng)目， GB/T31485-2015 均做了提高或強(qiáng)化，并 要求測試結(jié)束后，必須觀察1小時(shí)，才能確定檢驗(yàn)是否合格，而 QC/T743標(biāo)準(zhǔn) 并無此要求。相關(guān)測試項(xiàng)目的對比如下：GB/T31485-2015 與GB/T31467.3-2015 配合，構(gòu)成了電池單體、模組、系統(tǒng) 層級的較為完整的安全檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。GB/T31486-2015 解讀GB/T31486-2015 主要針對電池單體的外觀、尺寸、重量和室溫放電容量，以及 模組的外觀、尺寸、重量、常溫性能、高低溫性能、耐振動性能、存儲等方面做 出相應(yīng)的規(guī)定。與 QC/T743相比，GB/T

12、31486-2015 取消了針對單體電池的高 低溫性能、放電倍率性能、荷電保持與容量恢復(fù)能力、存儲等方面的要求，但是 增加了針對模組的常溫充放電倍率性能、高低溫性能、荷電保持與能量恢復(fù)能力 等相關(guān)要求，具體容的對比如下：序號單體檢測項(xiàng)目743-200631484-2015不得有變形及裂紋，表面平1外觀23極性尺寸和質(zhì)量應(yīng)符合 C/3充電至截止電壓，C/3充電至截止電壓，1C放電 至截止電5次5次測試，取平均值數(shù)據(jù)4常溫放電容量計(jì)算容量在企業(yè)所規(guī)定額定1）計(jì)算容量在企業(yè)所規(guī)100%110% 之間 100%110% 之間2）所有樣品的計(jì)算容量極差（最大5% （一致性C/3充滿電，在-20 C溫度下

13、20小時(shí)，以3/C5-20 C放電容量C/3充滿電，在55 C溫度下5小時(shí)，以3/C655 C放電容量C/3充滿電，以1.5C放電至7常溫倍率放電容量（能量型）/C/3充滿電，以4C放電至截8常溫倍率放電容量（功率型）C/3充滿電后存儲28天，以放電至截止電壓，計(jì)算放電容量/9常溫荷電保持與容量恢復(fù)能力3/C充滿電，再以3/C放電至截止電/額定容量的值，即80%90%C/3充滿電，在55 C溫度下7天，恢復(fù)至常溫下保持53/C放電至截止電壓，計(jì)算放電容量額定容量的比值，為荷電保持能力10高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力3/C充滿電，再以3/C放電至截/80%90%C/3充滿電，再以3/C放電290天

14、11存儲3/C充電至截止電壓，再以3/C放電/額定容量95%序號模組檢測項(xiàng)目 QCT743-2006GB/T31484-2015/目測檢查，不得有變形及裂紋，表面平目測檢查，不得有變形及裂紋，表面干1外觀整，干燥，無外傷，無污染，標(biāo)志清晰燥無外傷，排列整齊，連接可靠， 標(biāo)志清晰23極性尺寸和質(zhì)量用電壓表檢測模組極性，標(biāo)示正確用電壓表檢測電池極性，標(biāo) 示正確用量具檢測模組的尺寸和質(zhì)量，應(yīng)符合用量具檢測電池的尺寸和質(zhì)量，應(yīng) 符合企業(yè)提供的產(chǎn)品技術(shù)條件企業(yè)提供的產(chǎn)品技術(shù)條件檢測方法：C/3充電至截止電壓，C/31C充電至截止電壓，1C放電至截止電 放電至截止電壓，計(jì)算放電容量4常溫放電容量壓，計(jì)算放電容量如果計(jì)算值低