电动汽车电能供给与保障技术规范商用车动力蓄电池包

电动汽车电能供给与保障技术规范商用车动力蓄电池包
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ICS
DB11 北京市标准化指导性技术文件
DB11/Z XXXX—2010
电动汽车电能供给与保障技术规范
商用车动力蓄电池包
Technical specifications of electricity supply and assurance for electric vehicle: power battery pack for commercial vehicle 征求意见稿
2010-XX-XX发布
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 要求 (2)
5 试验方法 (5)
6 标志与标识 (9)
7 包装、运输、储存 (10)
前言
本指导性技术文件按照GB/T 1.1-2009给出的规则编写。

本指导性技术文件由北京市科学技术委员会提出。

本指导性技术文件由北京市发展与改革委员会组织实施。

本指导性技术文件建议和意见，向北京市质量技术监督局反映。

本指导性技术文件的主要起草单位：北京理工大学。

本指导性技术文件的参与起草单位：
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电动汽车电能供给与保障技术规范商用车动力蓄电池包
1 范围
本标准规定了纯电动商用车和插电式电动商用车动力蓄电池包的要求、试验方法、标志与标识、包装、运输与储存等通用要求。

本标准适用于纯电动商用车和插电式电动商用车动力蓄电池包的设计、生产、检验以及包装、运输与存储。

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，仅所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 2423.1-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温
GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温
GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验
GB/T 2423.5 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea 和导则: 冲击
GB/T 2423.10 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动(正弦)
GB/T 2423.17 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾
GB 2894-2008安全标志及其使用导则
GB 4208-2008 外壳防护等级（IP代码）
GB/T 4798.1-2005 电工电子产品应用环境条件第1部分：贮存
GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护GB/T 19826-2005电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求
GB/T 19596-2004 电动汽车术语
GB/T 20234 电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求
GB 21966-2008 锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求
QC/T 413-2002 汽车电器设备基本技术条件
QC/T 625-1999 汽车用涂镀层和化学处理层
QC/T 743 电动汽车用锂离子蓄电池
QC/T 744 电动汽车用金属氢化物镍蓄电池
3 术语和定义
GB/T 19596中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1
单体蓄电池 cell
构成蓄电池的最小单元，一般由正极、负极、电解质及外壳等组成，其标称电压为电化学偶的标称电压。

3.2
动力蓄电池模块 power battery module
一组并联的单体蓄电池的组合，该组合与单体蓄电池电压相等；是单体电池在物理结构和电路上相连接的最小分组，可作为一个单元替换。

3.3
动力蓄电池箱 power battery box
能够承装一个或多个动力蓄电池模块、蓄电池管理模块以及相应的辅助元器件的机械结构，简称蓄电池箱。

3.4
动力蓄电池组 power battery series
由多个单体蓄电池模块串联或混联（先并后串/先串后并）组成的单一机械总成，其电压大于单体蓄电池电压，简称蓄电池组。

3.5
动力蓄电池包 power battery pack
动力蓄电池模块、电池管理模块（BMS）、蓄电池箱以及相应附件有机组合构成的具有从外部获得电能并可对外输出电能且具有电池管理功能的单元，简称蓄电池包。

3.6
快换动力蓄电池包 short swapping battery pack
特指能够通过专用装置，必要时人工协助，短时间（一般不超过5分钟）内从电动汽车上取下或完成安装，并可以在非车载情况下进行充电的蓄电池包，简称快换蓄电池包。

3.7
动力蓄电池系统 power battery system
一个或一个以上蓄电池包及相应附件（电池管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成）构成的为电动汽车整车提供电能的系统。

4 要求
4.1 环境要求
4.1.1 环境温度
工作环境温度-20℃～+55℃。

4.1.2 相对湿度
5%～95%。

4.1.3 海拔高度
海拔高度≤3000m。

4.1.4 振动和冲击
使用场所的振动和冲击环境不应超过GB/T 4798.1-2005中表6要求的IM4级。

4.2 机械性能
4.2.1 外观
4.2.1.1 蓄电池包外表面应平整，无明显的划伤、变形等缺陷，表面涂镀层应均匀。

4.2.1.2 铭牌、标志安装应端正牢固，字迹清晰。

4.2.1.3 零部件紧固可靠，无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。

4.2.2 尺寸
4.2.2.1 以蓄电池装载在车上的第一视面为基准，宽为左右、高为上下、长为前后方向。

4.2.2.2 蓄电池包尺寸为箱体最大外廓尺寸。

注：适用于蓄电池包为六面体的结构，异型蓄电池包可参照执行。

4.2.2.3 快换蓄电池包推荐尺寸见表1。

表1 推荐尺寸表
注：长度方向根据车型需要进行调整。

4.2.3 表面防护
4.2.3.1 涂镀层和化学处理层
蓄电池包金属零部件的涂镀层和化学处理层应符合QC/T 625的要求。

4.2.3.2 油漆层
4.2.3.2.1 附着力
电池箱的油漆层应与被覆盖物的表面牢固结合，经栅格法试验后漆层应不脱落。

4.2.3.2.2 耐温性
电池箱的油漆层经受本标准5.3.1条规定的高温试验后，应无皱缩或起层现象。

4.2.3.2.3 耐腐蚀性
电池箱的油漆层在经受48h盐雾试验后，应无锈蚀。

4.2.4 耐工业溶剂性能
电池箱在不工作状态下经受制动液、防冻液、室内清洁剂和玻璃清洗剂等溶剂的试验，试验后试件不应出现腐蚀缺陷。

4.2.5 机械强度
蓄电池包进行振动、冲击和跌落试验后，不应爆炸、起火、漏液；壳体防护等级不应降低；蓄电池箱的操作和锁止点不应受损；不应破坏蓄电池包的电气绝缘性能。

4.2.6 锁止
4.2.6.1 蓄电池包锁止装置应可靠，防误操作，不应影响蓄电池包快速与车体分离。

4.2.6.2 快换蓄电池包应具有锁止状态提示功能。

4.2.7 耐盐雾性能
蓄电池包的耐盐雾性能应符合QC/T 413-2002中3.13条的要求。

4.2.8 蓄电池组的固定
4.2.8.1 动力蓄电池组在电池箱内应可靠固定。

4.2.8.2 固定装置不应影响排气系统、通风系统或高压元件的正常工作。

4.2.8.3 固定系统的设计应便于动力蓄电池组的维护。

4.2.9 电池管理模块的安装
4.2.9.1 集成在蓄电池箱内的电池管理模块应与动力蓄电池等部件物理上隔离；
4.2.9.2 有声光提示的部位应安装透明或透声的材料。

4.3 电气性能
4.3.1 单体蓄电池
4.3.1.1 蓄电池包采用的锂离子蓄电池应符合QC/T 743的要求。

4.3.1.2 蓄电池包采用的镍氢电池应符合QCT 744的要求。

4.3.2 额定电压总和
蓄电池包的额定电压总和宜为384V。

4.3.3 能量（kWh）
蓄电池包按5.5.2检验时，其能量不低于生产厂商的明示值，同时能量不应高于生产厂商明示值的110%。

4.3.4 比能量
4.3.4.1 质量比能量
蓄电池包质量比能量应大于80Wh/kg。

4.3.4.2 体积比能量
蓄电池包体积比能量应大于110Wh/L。

4.3.5 荷电保持能力
蓄电池包按5.5.4试验时，其荷电保持率不应低于额定值的76%。

4.3.6 控制电源
蓄电池包控制电源功率不应大于10W。

4.3.7 容量
蓄电池包按5.5.6检验时，其容量不低于生产厂商的明示值，同时容量不应高于生产厂商明示值的110%。

4.3.8 线路排布
蓄电池包信号采集线路应与电动汽车动力线路可靠隔离与固定，满足4.5的要求。

4.4 安全要求
4.4.1 IP防护等级
电池包防护等级为IP55。

4.4.2 阻燃性
4.4.2.1 蓄电池箱的表面处理层应具有阻燃性，按
5.
6.1.3试验后火焰应能自行熄灭。

4.4.2.2 蓄电池包内所有易燃品或易产生短路、打火的部件应有阻燃和抗高温老化的措施。

4.4.3 电气绝缘性能
4.4.3.1 蓄电池包内无基本绝缘的连接件、端子、电触头应进行绝缘处理，应符合GB/T 18384.3-2001中第6章对触电防护方式要求的各项条款，涉及设备分类的条款应按?类设备执行。

4.4.3.2 采用金属材质的蓄电池箱，正极和负极与金属外壳之间的绝缘电阻应大于100Ω/V。

4.4.4 高压断电保护
电压高于72V的蓄电池包宜含有应急断电装置。

4.4.5 过流断开
4.4.
5.1 蓄电池包中、蓄电池包与放电设备母线之间应具有过流保护措施，保护电流应小于蓄电池模块最大允许电流的80%。

4.4.
5.2 蓄电池包过流断开装置应具有与电池实现物理隔离的灭弧机构。

4.4.6 过放电保护
蓄电池包按5.6.4进行过放电试验时，不应爆炸、起火。

4.4.7 过充电保护
蓄电池包按5.6.5进行过充电试验时，不应爆炸、起火。

4.5 电磁兼容
蓄电池包的电磁兼容性应符合GB/T 19826-2005中5.4的要求。

4.6 使用寿命
蓄电池包在车载使用工况下，使用寿命不应低于电动汽车行驶15万公里或三年。

4.7 通讯接口
与蓄电池包连接的控制电路接口和通讯接口，应满足现场连接要求，符合相关国家标准和行业标准的要求。

5 试验方法
5.1 试验条件
5.1.1 试验环境条件
除另有规定外，试验应在正常环境条件下进行：
——环境温度：+15℃～+35℃；
——相对湿度：45%～75%；
——大气压力：86kPa～106kPa。

5.1.2 仪器仪表
测量仪器、仪表，包括监控和监测试验参数的试验设备应有合格证书、在有效期内的计量检定证书。

测试仪表、设备应具有足够的精度和稳定度，其精度应高于被测指标精度一个数量级或误差小于被测参数允许误差的三分之一。

5.2 蓄电池包充电
在20℃±5℃条件下，蓄电池包以1I3 (A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h；然后在20℃±5℃条件下以1I3(A)恒流充电，至蓄电池单体电压达到生产厂商
充电，充电后静置lh。

5.3 环境试验
5.3.1 高温试验
高温工作试验应按GB/T 2423.2-2008中“试验Bd：散热试验样品温度渐变的高温试验—试验样品在升温调节期不通电”的规定进行。

试验中，取高温试验温度为4.1.1规定的最高工作环境温度，在55℃±2℃条件下，蓄电池包以1I3 (A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h；然后在55℃±2℃条件下以1I3(A)恒流充电，至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.1I3(A)时停止充电，充电后静置lh。

在试验前、条件试验期间和试验结束后，蓄电池包应能正常工作。

注：正常工作是指蓄电池包的充电、放电、通信及各项保护功能都应正常，不允许有功能丧失。

5.3.2 低温试验
低温工作试验应按GB/T 2423.1-2008中“试验Ad：散热试验样品温度渐变的低温试验—试验样品在温度开始稳定后通电”的规定进行。

试验中，取低温试验温度为4.1.1规定的最低工作环境温度，在-20℃±2℃条件下，蓄电池包以1I3 (A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h；然后在-20℃±2℃条件下以1I3(A)恒流充电，至蓄电池单体电压达生产厂商规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.1I3(A)时停止充电，充电后静置lh。

在试验前、条件试验期间和试验结束后，蓄电池包应能正常工作。

5.3.3 恒定湿热试验
恒定湿热试验应按GB/T 2423.3规定的方法进行，在温度40℃±2℃，相对湿度为95%±3%环境下连续48h。

蓄电池包以1I3 (A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h；然后以1I3(A)恒流充电，至蓄电池单体电压达到生产
停止充电，充电后静置lh。

在试验过程中和试验结束时，蓄电池包应能正常工作。

5.4 机械性能试验
5.4.1 外观
在良好的光线条件下，检查蓄电池包的外观，应符合4.2.1条的要求。

5.4.2 尺寸
用量具测量蓄电池模块的外形，应符合4.2.2的要求。

5.4.3 表面防护试验
5.4.3.1 涂镀层和化学处理层试验
金属涂镀层和化学处理层的试验应按QC/T 625规定的方法进行。

5.4.3.2 油漆层的试验
5.4.3.2.1 油漆层的附着力试验
在经充分干燥的电池箱的油漆层样板(10cm×15cm)表面漆层上，用栅格法分别在三件样品上进行检测，即用刀片纵横各划四道，每道间距为1mm，形成九个方格。

在方格内的漆层无起层现象。

5.4.3.2.2 油漆层的耐温性试验
与5.3.1条高温试验同时进行,高温试验之后，观察产品油漆层应无软化脱落现象。

5.4.3.2.3 油漆层的盐雾试验
与5.4.9条盐雾试验同时进行，在试验进行了48h后，观察产品油漆层应无腐蚀现象。

5.4.4 产品耐工业溶剂试验
蓄电池包在不工作状态下，分别将50ml试剂用300 mm×300mm的棉布沾溶剂润湿后，涂抹蓄电池包外表面。

溶剂种类、试件存放温度及润渍持续时间按表2的要求，试验结果应符合4.2.4的要求。

表2 溶剂种类、试件存放温度及润渍持续时间
5.4.5 振动试验
按GB/T 2423.10中规定测试蓄电池包的抗机械振动能力。

蓄电池包在包装状态下通过包装底部固定在振动试验机台面上。

试验中，振动频率范围为5Hz～100Hz，加速度10m/s2, 扫频速率0.1oct/min，沿相互垂直的三个轴线分别进行10次扫频循环。

试验后蓄电池包应能正常工作，蓄电池包和外包装不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置应没有受损。

5.4.6 冲击试验
按GB/T 2423.5中规定的方法测试蓄电池包的抗机械冲击能力。

蓄电池包在包装状态下通过包装底部固定在冲击试验机台面上。

试验中，冲击脉冲采用半正弦形脉冲波形，峰值加速度为150m/s2，持续时间为11ms。

试验后蓄电池包应能正常工作，蓄电池包和外包装不应有机械上的损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置应没有受损。

5.4.7 跌落试验
蓄电池包按5.2充电后，在20℃±5℃下，从1.5m高度处自由跌落到厚度为20mm的硬木地板上，每个面1次，试验结果应符合4.2.5的要求。

5.4.8 锁止功能试验
蓄电池包经过振动、冲击和跌落试验后，检查锁止装置，试验结果应满足4.2.6的要求。

5.4.9 盐雾试验
按GB/T 2423.17规定的方法进行试验。

推荐试验持续时间为24h，试验结束后将蓄电池包清洗干燥后在5.1.1规定的试验环境条件下放置2h后，试验结果应符合4.2.7的要求。

5.4.10 蓄电池组固定试验
打开蓄电池箱，检查蓄电池包内蓄电池组的固定有无松动，连接部件是否可靠紧固，结果应符合4.2.8的要求。

5.4.11 管理模块安装试验
打开蓄电池箱，检查蓄电池包内管理模块的安装与固定的方式，应符结果合4.2.9的要求。

5.5 电气性能试验
5.5.1 额定电压总和
使用电压表测量各电池包电压并计算其总和，蓄电池包的额定总电压应为384V±5V。

5.5.2 能量（kWh）
5.5.2.1 能量试验方法
在20℃±5℃条件下以1I3(A)恒流充电，至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.1I3(A)时停止充电，充电后静置lh。

将蓄电池包与放电设备连接，在20℃±5℃条件下，蓄电池包以1I3 (A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h，记录整个放电过程中蓄电池包放出的能量。

若首次试验达不到规定值，允许重新试验，但连续进行到第5个充放电循环试验后仍达不到规定值时，应停止试验。

5.5.2.2 试验结果判定
蓄电池包的额定能量（kWh）值保留3位有效数字。

当数值≤10kWh 时，保留两位小数，如9.67kWh ；
当数值＞10kWh～＜100kWh时，保留1位小数，如98.5kWh ；
当数值≥100kWh时，用整数表示，如等于或大于120 kWh 。

5.5.3 比能量试验
按5.5.2.1的方法测得蓄电池包的能量，测量蓄电池包的质量和体积，按照公式1和公式2计算蓄电池包的质量比能量和体积比能量，结果满足4.3.4的要求。

蓄电池包能量
蓄电池包质量比能量=
（1）
蓄电池包重量
蓄电池包能量
蓄电池包体积比能量=
（2）
蓄电池包体积
5.5.4 荷电保持试验
5.5.4.1 蓄电池包按5.2的方法充电。

5.5.4.2 蓄电池包在55℃±2℃下储存7天。

5.5.4.3 蓄电池包在20℃±5℃下恢复5h后，以1I3 (A)电流放电，直到蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电。

5.5.4.4 用5.5.4.3的电流值和放电时间数据计算容量(以A·h计)，荷电保持能力表达为试验容量占额定容量的百分数。

5.5.5 控制电源功率试验
测量正常工作时控制电源的电压和电流，计算所得的控制电源功率应符合4.3.6的要求。

5.5.6 容量（A·h）试验
5.5.
6.1 蓄电池包按5.2方法充电。

5.5.
6.2 蓄电池包在20℃±5℃下以1I3(A)电流放电，直到放电终止电压为生产厂商规定的放电终止电压。

5.5.
6.3 用5.5.6.2的电流值和放电时间数据计算容量(以A·h计)。

5.6 安全性试验
5.6.1 IP防护试验
5.6.1.1 防尘试验
按GB 4208-2008中13.4及13.5规定的方法进行蓄电池包的防尘试验，试验结果应符合GB 4208-2008中表2的要求。

5.6.1.2 防水试验
按GB 4208-2008中14的规定的方法进行蓄电池包的防水试验，试验结果应符合GB 4208-2008中表3的要求。

5.6.1.3 阻燃性试验
采用丙烷平面燃烧器以不低于1000℃的火焰与试样接触，在燃烧5分钟之后火焰离开，试验蓄电池包在30秒内火焰自行熄灭。

5.6.2 电气绝缘性能试验
使用兆欧表测定蓄电池包各带电回路之间、各带电回路对地（金
属外壳）之间的绝缘电阻，在测试电压加载1min后进行测量，试验结果应符合4.4.3的要求。

5.6.3 过流断开试验
按照5.2进行充电后，将蓄电池包与负载电阻连接，调整负载电阻，使输出电流逐渐上升而超过蓄电池模块最大允许电流的80%，过流断开装置应断开电池包与负载电阻的连接，灭弧机构应将断开装置与电池之间有效隔离。

5.6.4 过放电试验
5.6.4.1 蓄电池包按5.2进行充电。

5.6.4.2 蓄电池包在20℃±5℃下以1I3（A）电流放电，应暂时除去电子保护电路，直至某一单体蓄电池电压达到0V结束试验，试验结果应符合4.4.6的要求。

5.6.5 过充电试验
5.6.5.1 蓄电池包按5.2进行充电。

5.6.5.2 以3I3（A）电流充电，至充电时间达到90min结束，试验结果应符合4.4.7的要求。

5.7 电磁兼容试验
电池包的电磁兼容应达到4.5规定的要求，按照GB/T 19826-2005中6.20规定的方法进行试验。

5.8 通讯接口试验
电池包的通讯接口试验应按相关国家标准和行业标准规定的蓄电池包控制电路接口和通讯接口试验方法执行，试验结果应符合4.7的要求。

6 标志与标识
6.1 产品标志
蓄电池包应具有永久性铭牌，内容应包括：型号、规格、生产批号、额定能量（kWh）、标称电压（V）、额定放电电流（A）、峰值放电电流（A）、额定充电电流（A ）、重量（kg）、厂名、厂址、执行标准号、生产日期等。

6.2 蓄电池包的标志应置于第一视面，且清楚可见。

蓄电池包箱体表面在人员接近时应能看见如图1所示的标示符号。

图1动力蓄电池包箱体安全标志
6.3 蓄电池包应标识极性，极性识别标记应位于接近端子柱的位置，可采用下列标识符：
a)正极端子——用符号“+”或文字“正极”；
b)负极端子——用符号“-”或文字“负极”。

6.4 蓄电池包应有可回收标志和高压警示标志。

6.5 蓄电池包对外动力线缆、控制线缆的接口处应有明显标记。

6.6 禁止标志、警告标志和指令标志的标识方法应符合GB 2894的要求。

7 包装、运输与储存
7.1 包装
蓄电池包的包装箱应符合防潮、防震的要求。

7.2 运输
7.2.1 蓄电池包应在不完全放电状态下运输。

剩余电量根据运输时间和自放电率确定，剩余电量应≥20%。

7.2.2 在运输过程中，应防止剧烈振动、冲击、日晒、雨淋。

7.2.3 包装箱内的温度应在-20℃～+50℃，且需配备可灭E类火的二氧化碳灭火器等消防设备。

7.2.4 运输中应对电气接口进行保护，防止碰撞、跌落，可用GB/T 20234 中“盖帽”要求。

7.2.5 采用锂离子蓄电池的蓄电池包的运输应符合GB 21966的要求。

7.3 储存
7.3.1 蓄电池包应在温度在5℃～40℃，通风、清洁、干燥的室内空间储存。

避免阳光直射，距离热源不得少于2m。

7.3.2 锂离子蓄电池模块储存期间，剩余电量应≥40 %。

储存期间至少6个月应进行一次补充充电。

7.3.3 蓄电池包不得倒置或卧放，并避免机械冲击或重压。