电动汽车用镍氢蓄电池技术条件

电动汽车用镍氢蓄电池技术条件
电动汽车用镍氢蓄电池
1 范围
本标准规定了电动汽车用镍氢蓄电池的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等。

本标准适用于混合动力电动汽车用镍氢蓄电池单体，以及由单体组成的蓄电池模块和蓄电池包。

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。

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GB 4208-93 外壳防护等级
QC/T 744 -2006 电动汽车用金属氢化物镍蓄电池
SAND2005-3123 FreedomCAR Electrical Energy Storage System Abuse Test Manual for
Electric and Hybrid Electric Vehicle Applications
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。

3.1
蓄电池单体
构成电池系统的最小单元，一般由正极、负极和电解液等组成，其标称电压为电化学偶的标称电压。

3.2
蓄电池模块
放置在一个单独的机械或电气单元内的一组相联的蓄电池单体（模块内蓄电池单体串联数记为n1）。

3.3
蓄电池包
能量存储装置，包括蓄电池单体或蓄电池模块的集成（蓄电池包内单体总串联数记为n2）、高压电路、低压电路、冷却装置以及机械总成。

3.4
额定电压
指蓄电池单体串联数乘以1.2V所得到的电压。

3.5
额定容量
制造厂规定的在指定的放电率、温度及放电终止电压下，从完全充电的蓄电池（单体、模块、包）中放出的容量。

3.6
荷电状态（SOC）
在蓄电池全充电的状态下，放电后剩余容量和全荷电容量之比。

3.7
放电深度（DOD）
表示蓄电池（单体、模块、包）放电状态的参数，等于实际放电容量和额定容量的百分比。

3.8
峰值功率
由制造商规定的，蓄电池（单体、模块、包）所允许的不影响循环寿命的瞬态（10秒）充放电的最大功率
3.9
过充电
对已经充满电（SOC达到100％）的蓄电池（单体、模块、包）继续充电，或超出最大充电电流限制的充电。

3.10
过放电
指放电到达规定终止电压后的放电，或超出蓄电池（单体、模块、包）最大放电电流限制的放电。

3.11
恒流充电或放电
以一个受控的、恒定电流值给一个蓄电池（单体、模块、包）充电或放电。

3.12
恒压充电或放电
以一个恒定电压而电流可变给一个蓄电池（单体、模块、包）充电或放电。

3.13
循环寿命
根据制造商规定的或企业自行制定的充放电终止条件，对蓄电池（单体、模块、包）进行设定工况的充放电循环时，蓄电池（单体、模块、包）的标准放电容量降低到规定值的循环数量。

3.14
电压效率
放电时从蓄电池（单体、模块、包）平均电压除以恢复到初始容量所需的平均电压。

3.15
能量效率
放电时从蓄电池（单体、模块、包）中释放的能量除以恢复到初始容量所需的总能量。

3.16
自放电
蓄电池（单体、模块、包）内部自发的或不期望的化学反应造成可用容量自动减少的过程。

3.17
能量型蓄电池
以高能量密度为特点,主要用于高能量输出的蓄电池（单体、模块、包）。

3.18
功率型蓄电池
以高功率密度为特点，主要用于瞬间高功率输出、输入的蓄电池（单体、模块、包）。

3.19
倍率（C）
指电池在规定时间内放出其额定容量所输出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。

例如，2“倍率”的放电，表示放电电流数值为额定容量的2倍，“倍率”习惯用C表示。

3.20
C3
3h率额定容量（A.h）。

3.21
I3
3h率放电电流，其数值等于C3／3(A)。

4 分类
电动汽车用镍氢蓄电池单体分为方形和圆形2种。

5 要求
5.1 蓄电池单体
参考QC/T 744-2006中5.1的内容。

5.2 蓄电池模块
参考QC/T 744-2006中5.2的内容，但本标准对蓄电池模块内单体的数量不做要求。

5.3 蓄电池包
5.3.1 外观
蓄电池包的外观不得有变形及裂纹、表面应平整、干燥、无外伤、无污物等,且标志清晰。

5.3.2 极性
蓄电池包的极性应与标志的极性符号一致。

5.3.3 标称电压
蓄电池包的额定电压值应为151±5V。

5.3.4 外部接插件及外部线束
a)蓄电池包外部接插件应齐全、安装正确牢固，型号符合技术协议要求，并有护套保护；
b)外部线束长度符合要求，线束接插件完好，接插牢靠。

5.3.5 绝缘性
蓄电池包按照6.4.4检验时,蓄电池包高压输入、输出端口和蓄电池包外壳体之间的绝缘阻值至少大于10MΩ。

5.3.6 外形尺寸及质量
蓄电池包外形尺寸、质量应符合技术要求。

5.3.7 工作电压范围
蓄电池包的电压范围应为：100V～208V。

5.3.8 额定容量
蓄电池包按照6.4.7检验时，额定容量应大于等于6.0Ah。

5.3.9 温度
a)工作温度范围：-20℃～＋55℃；
b)存贮温度范围:-40℃～65℃。

5.3.10 峰值放电功率
蓄电池包的峰值放电功率应不小于18.5KW。

5.3.11 最大连续放电功率
蓄电池包的最大连续放电功率应不小于10KW。

5.3.12 峰值充电功率
蓄电池包的峰值充电功率应不小于15KW。

5.3.13 能量转化效率
蓄电池包按照6.4.11检验时，能量转换效率应大于72%。

5.3.14 高温+55 C放电容量
蓄电池包按照6.4.12检验时，在+55︒C温度条件下，1C放电容量应不小于额定容量的95%。

5.3.15 低温-20︒C放电容量
蓄电池包按照6.4.13检验时，在-20︒C温度条件下，1C放电容量应不小于额定容量的80%。

5.3.16 冷启动功率
蓄电池包按照6.4.14检验时，要求冷启动功率大于6kW（或其它规定值）。

5.3.17 自放电率
蓄电池包按照6.4.15检验时，自放电率应小于25%。

5.3.18 循环寿命
蓄电池包按照6.4.16检验时，累计循环次数应大于100000次。

5.3.19 振动
蓄电池包按照6.4.17检验，应满足以下要求：1.电池包结构稳定、无变形、密封良好；2.所有连接可靠、无松动；3.各元器件功能完好；4.放电容量(1C)不小于测试前容量。

5.3.20 防护等级
蓄电池包的防护等级应达到IP40。

5.3.21 冲击
蓄电池包按照6.4.19检验，应满足以下要求：1.电池包结构稳定、无变形、密封良好；2.所有连接可靠、无松动；3.各元器件功能完好；4.放电容量(1C)不小于测试前容量。

6 试验方法
6.1 试验条件
参考QC/T 744-2006中6.1的内容。

6.2 蓄电池单体试验
参考QC/T 744-2006中6.2的内容。

6.3 蓄电池模块实验
参考QC/T 744-2006中6.3的内容。

6.4 蓄电池包试验
6.4.1 外观
在良好的光线条件下，用目测法检查蓄电池包的外观。

6.4.2 极性
用电压表检测蓄电池包极性。

6.4.3 外部接插件及外部线束
a)在良好的光线条件下，对照接插件清单，用目测法检查蓄电池包的外部接插件数量、型号、安装位置、防护装置，并检查安装是否牢固，插件是否完好；
b)用目测法检测线束长度，线束上接插件是否完好、接插是否牢靠.
6.4.4 绝缘性
将绝缘表的测试电压调至500V档，测试蓄电池包高压输入、输出端口（总正、负极，快充正、负极，慢充正、负极，串联正、负极）对电池包外壳体之间的绝缘阻值。

6.4.5 外形尺寸及质量
用量具和衡器测量蓄电池包的外形尺寸及质量。

6.4.6 标准充电
在20℃±5℃通风环境条件下，蓄电池包先以1I,( A)电流放电至1.0*n2V，搁置Ih，然后在同一温度下，以1I, (A)电流恒流充电3h时转0.15 I, (A )充电2h，搁置lh。

6.4.7 额定容量
a)蓄电池包按6.4.6充电；
b)将蓄电池包以1C放电至1.0*n2V；
c)在b)进行期间记录的电流（Ａ）、时间（h）累积数作为容量。

6.4.8 峰值放电功率
a)蓄电池包按6.4.6充电；
b)蓄电池包以1I3放电1.5 h(调整到50%SOC) ,搁置lh；
c)蓄电池包以18.5kw放电10s，要求蓄电池包电压不低于0.8*n2V。

6.4.9 最大连续放电功率
a)蓄电池包按6.4.6充电；
b)蓄电池包1I3放电54min(调整到70%SOC) ，搁置lh；
c)蓄电池包以10kw恒电流放电60s.要求蓄电池包电压不低于0.8*n2V；
d)在进行到c)步后，将蓄电池以1I3放电到终止电压1.0*n2V，记录放电时间，要求放电时间不小于72min。

6.4.10 峰值充电功率
a)蓄电池包按6.4.6充电；
b)蓄电池包1I3放电1.5h(调整到50%SOC)，搁置lh；
c)蓄电池包以15kw充电10s，要求蓄电池包电压不高于1.65*n2V。

6.4.11 能量转化效率
a)蓄电池包按6.4.6充电；
b)蓄电池包以1I3放电，放电时间为45min到117min之间的一个数字，搁置lh；
c)蓄电池包以20A充电10s，再搁置lh，记录蓄电池包的开路电压U1,再以20A放电10s，搁置lh，记录蓄电池包的电压U2；
d)计算能量转化效率为U1/U2×100%。

6.4.12 高温+55︒C放电容量
a)蓄电池包按6.4.6充电充电；
b)蓄电池包在55℃环境下放置大于5h，且蓄电池包内温度传感器的平均温度在55℃±3℃范围；
c)蓄电池包以1I3放电到1.0*n2V。

6.4.13 低温-20︒C放电容量
a)蓄电池包按6.4.6充电充电；
b)蓄电池包在-20℃环境下放置大于20h，且蓄电池包内温度传感器的平均温度在55℃±3℃范围；
c)蓄电池包以1I3放电到1.0*n2V。

6.4.14 冷启动功率
a)蓄电池包按6.4.6充电；
b)蓄电池包在-20℃±2℃下储存20h；
c)蓄电池包恒功率6kW进行放电，放电时间持续2秒，要求蓄电池包电压不低于1.0*n2V。

6.4.15 自放电率
a)蓄电池包按6.4.6充电；
b)蓄电池包以1I3放电到1.0*n2V，放电容量记为C1；
c)蓄电池包按6.4.6充电；
d)在环境温度为35︒C下静止30天；
e)在25︒C条件下，将蓄电池包以1I3放电到1.0*n2V，放电容量记为C2；
f)自放电率的计算方法：C1/C2×100%。

6.4.16 循环寿命
a)SOC调整: 蓄电池包以6.4.6标准充电方式充满电后，以1I3放电72min；
b)循环测试: 按以按找图1的循环工况定义进行循环寿命测试，步骤T1-5 为一个完整循环，测试的
环境温度为 35℃，重复10000次；
c)性能检测：
①容量：标准充电后，静置1h，以1I3放电到1.0*n2V，可重复3次；
②功率：参照6.4.8及6.4.10分别进行峰值放电功率、峰值充电功率测试；
d)重复a）～c)测试，至达到实验终止条件，要求累计循环次数大于100000次。

循环寿命终止条件：①步骤c）的容量测试中，连续3次测得的容量小于额定容量的80%；峰值放电功率、峰值充电功率不能满足要求；②累计循环次数大于100000次。

图1 循环工况定义
T1 = 1s； I1 = 180A 180安放电1s
T2 = 30s；I2 = 45A 45 安放电30s
T3 = 1s；I3 = 100A 100安充电1s
T4 = 30s；I4 = 50A 50A 充电30s或直到 SOC 恢复
T5 = 30s；I5 = 0A 休息 30 s(可适当调整)
一个循环的时间长度Tc 约为 92s。

6.4.17 振动
参考SAND2005-3123中“Appendix A–Vibration Testing”的测试方法进行。

6.4.18 防护等级
参考GB 4208-93中第10、12、13章的测试方法进行
6.4.19 冲击
参考SAND2005-3123中“3.6 Mechanical Shock”的测试方法进行。

6.5 试验程序
6.5.1 按本程序进行的试验应连续进行。

6.5.2 蓄电池单体试验程序
参考QC/T 744-2006中6.4.2的内容。

6.5.3 蓄电池模块试验程序
参考QC/T 744-2006中6.4.3的内容。

6.5.4 蓄电池包试验程序
蓄电池包试验程序按表1进行。

表1 蓄电池包试验程序
7 检验规则
7.1 检验事项
7.1.1 蓄电池单体和模块
参考QC/T 744-2006中7.1的内容。

7.1.2 蓄电池包
表2 检验事项
7.2 出厂检验
参考QC/T 744-2006中7.2的内容.
7.3 型式检验
参考QC/T 744-2006中7.3的内容.
8 标志、包装、运输和储存
8.1 标志
8.1.1 产品标志
蓄电池产品上应具有以下标志：
a)制造厂名；
b)产品型号或规格（包括包电压、单体容量、单体数目）；
c)制造日期；
d)商标；
e)极性符号；
f)产品执行标准。

8.1.2 包装箱外标志
包装箱外应有下列标志：
a)产品名称、型号规格、数量、制造厂名、厂址、邮编；
b)产品标准编号；
c)每箱净重和毛重；
d)标明防潮、不准倒置、轻放等标志；
e)对可能存在的危险，在蓄电池箱外包装标明切勿打开、儿童远离、高压危险、禁止火花等标志，如图2所示。

图2 标志1—远离明火、禁止火花；
2—操作时带防护镜；
3—儿童勿靠近；
4—碱性腐蚀；
5—按指令操作（维修手册，说明书等）；
6—爆炸性气体；
7—高压危险；
8—禁止敲击、拆卸（针对顾客，非专业人员等）。

8.2 包装
参考QC/T 744-2006中8.2的内容.
8.3 运输
参考QC/T 744-2006中8.3的内容.
8.4 储存
参考QC/T 744-2006中8.4的内容.。