1 主题内容与适用范围
本标准规定了XXX电动车用三元体系动力锂离子电池组的术语、代号、技术要求、试验方法、检验规则,以及包装、运输和贮存。
本标准适用于XXX电动车用三元体系动力锂离子电池组(以下简称电池组)。
2 引用标准
GB/T 18287-2013 移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范;
GB/Z 183331-2001 电动道路车辆用锂离子蓄电池
GB/Z 18333.1-2001 电动道路车辆用锂离子电池组
GB/T 4942.2-93 低压电器外壳防护等级
QC/T 743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池;
3 术语、代号
3.1 额定容量
生产厂标称的电池组容量。指电池组在环境温度为(20±5)℃条件下,电池组充满电后,以10h率放电至终止电压时所提供的电量,用C表示,单位为Ah(安时)。
2
3.2 标称电压
用来标明电池组电压的近似值,为3.6*nV,n为电池组中单体电池串联的数目(下同)。
3.3 充电限制电压
对电池组充电时的电压限制值,为4.2*nV。
3.4 标准充电
指电池组在环境温度为(20±5)℃条件下以0.2C
A恒流充电,当电池组两端的电压达到
2
充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流降至0.01C时停止充电。
3.5 终止电压
在规定条件下,电池组放电终止的电压值,为2.9*nV。
3.6 荷电保持能力
在规定条件下,标准充电的电池组开路贮存后的容量保持性能。
3.7 容量恢复能力
电池组在一定条件下,贮存一定时间后再进行标准充电,其后放电容量与额定容量之比。
3.8 爆炸
电池组的外壳猛烈破开且主要成分抛射出来。
3.9 燃烧
电池组冒烟并伴有火焰。
3.10 泄漏
电池组中可见的液体电解质漏出。
4 技术要求
4.1 使用环境
充电温度:0℃~45℃;
放电温度:-20℃~55℃;
相对湿度:≤93%RH;
大气压力:86kPa~106kPa.
4.2 外观
电池组表面应清洁、无锈蚀、无划痕、无变形及机械损伤,无漏液现象,电池组表面的标志应符合第7章要求。
4.3 充电性能
电池组在环境温度为(20±5)℃条件下,使用专用充电器进行充电,恒流充电至充电限制电压后转恒压充电,直至充电器指示灯指示充满,电池组充电容量达到额定容量的98%以上为充满电。
4.4 20℃放电性能
电池组按照5.5试验,放电容量不低于额定容量的98%。抽检时可以做“18A电流放电5分钟”的破坏性实验,放电过程中电池组导电部分不得熔断,外观应无异常现象。
4.5 电池组内阻
在环境温度为(20±5)℃条件下,将电池组充至半电状态,用内阻测试仪测试其内阻,记录内阻测试数据,其内阻值<200mΩ。
4.6 荷电保持能力和恢复能力
电池组按照5.7的试验方法,荷电保持的放电容量不低于额定容量的80%,再进行3-5次充放电循环后,荷电恢复的放电容量不低于额定容量的95%。
4.7 循环性能
电池组按照5.8的试验方法,循环次数700次后,放电容量不低于初始容量的80%,循环次数1000次后,放电容量不低于初始容量的60%。
4.8 环境性能
4.8.1 高温性能
电池组按照5.9.1的试验方法,放电容量不低于额定容量的90%,电池组外观无变形,无泄漏,无爆炸。
4.8.2 低温性能
电池组按照5.9.2的试验方法,放电容量不低于额定容量的80%,电池组外观无变形,无泄漏,无爆炸。
4.8.3 恒定湿热性能
电池组按照5.9.3的试验方法,放电容量不低于额定容量的90%,电池组外观无变形,无泄漏,无爆炸。
4.8.4 振动
电池组按照5.9.4的试验方法,放电容量不低于额定容量的95%,电池组应无明显损
伤,无漏液,无爆炸。
4.8.5 自由跌落
将电池组从500mm的高度自由落体跌落到硬实验台面上,X,Y,Z每个正负方向各跌落一次,实验结束后对样品进行目观检查。跌落后,跌落试验后,电池组不泄露,不起火,不爆炸;拆解电池包,观察内部支架,结构牢固,无损坏。
4.8.6淋雨试验
电池组按照5.9.5的试验方法,内部无积水,能正常工作。
4.9 安全性能
4.9.1 过充电
按5.10.1进行试验,电池组应不爆炸,不燃烧。
4.9.2 外部短路
按5.10.2进行试验,合格标准:
a、带保护板:电池组短路后电压恢复至初始电压,保护板起到短路保护作用;
b、不带保护板:电池组不泄露,不起火,不爆炸。
5 试验方法
除特别规定外,试验应在以下环境进行
温度:20℃±5℃;
相对湿度:45%RH~85%RH;
大气压力:86kPa~106kPa。
5.1 测量仪表和设备要求
5.1.1 测量电压的仪表准确度应不低于0.5级,内阻应不低于10kΩ/V。
5.1.2 测量电流的仪表准确度应不低于0.5级。
5.1.3 测量时间用的仪表准确度应不低于±0.1%。
5.1.4 测量温度的仪表准确度应不低于±0.5℃。
5.1.5 恒流负载的恒定电流可调,在被测电池组电压变化范围内,电流变化应不大于1%。
5.1.6 充电设备应采用电池组专用充电器,可恒流充电,并在充电电压达到限制电压后改为恒压充电。
5.2外观结构检查
用目测法检查被测电池组的外观,标志,并检查电池组与电动车的配合情况,应符合4.2规定。
5.3预循环
检验电池组的充放电性能前应先做一次预循环。
在环境温度为20℃±5℃的条件下,电池组标准充电后放置1h后用0.5CA恒流充电放电2至终止电压。
5.4充电性能试验
在环境温度为20℃±5℃的条件下,用5.1.6规定的充电器,充电性能应符合4.3规定。
5.5 20℃放电性能试验
在环境温度为20℃±5℃的条件下,用5.2.6规定的充电器充满电放置1h后,以1C
A恒2流放电至终止电压,放电容量应符合4.4规定。
5.6 电池组内阻测量
将电池组充至半电状态,用内阻测试仪测试其内阻,记录内阻测试数据,其内阻值<200m
Ω。
5.7 荷电保持和恢复能力试验
电池组经5.5试验合格后,用5.1.6规定的充电器充满电后,置于环境温度为20℃±5℃的条件下,开路放置28天,在同样条件下,以1CA恒流放电至终止电压,放电容量(荷电保
2
持)应符合4.6规定。
经荷电保持试验后的电池组用5.1.6规定的充电器充满电放置1h后,以1C
A恒流放电至
2
终止电压,充放电后各静置10min,充放电一次为一个循环,经3-5次循环后,放电容量(荷电恢复)应符合4.6规定。
5.8 循环寿命试验
在环境温度为20℃±5℃的条件下,用5.1.6规定的充电器充满电,按5.5规定放电,充放电后各静置10min,充放电一次为一个循环,700次或1000次循环后,将电池组用5.1.6规定的充电器充满电放置1h后,以1C
A恒流放电至终止电压,放电容量应符合4.7规定。
2
5.9 环境性能试验
5.9.1 高温试验
5.9.1.1在环境温度为20℃±5℃,正常大气压力条件下,对电池组进行外观结构检查,电池组应
符合4.2规定,并用5.2.6规定的充电器将电池组充满电。
5.9.1.2将电池组放入55℃±2℃的恒温箱中恒温5h,然后在此温度下以1C
A恒流放电至终止电压,
2
放电容量应符合4.8.1规定。
5.9.1.3放电结束后,将电池组取出,在20℃±5℃,正常大气压力条件下,放置2h,对电池组进
行外观检查,应符合4.8.1规定。
5.9.2 低温试验
5.9.2.1在环境温度为20℃±5℃,正常大气压力条件下,对电池组进行外观结构检查,电池组应
符合4.2规定,并用5.2.6规定的充电器将电池组充满电。
5.9.2.2将电池组放入-10℃±2℃的恒温箱中恒温16h,然后在此温度下以1C
A恒流放电至终止电
2
压,放电容量应符合4.8.2规定。
5.9.2.3放电结束后,将电池组取出,在20℃±5℃,正常大气压力条件下,放置2h,对电池组进
行外观检查,应符合4.8.2规定。
5.9.3 恒定湿热试验
5.9.3.1在环境温度为20℃±5℃,正常大气压力条件下,对电池组进行外观结构检查,电池组应
符合4.2规定,并用5.2.6规定的充电器将电池组充满电。
5.9.3.2将电池组放入40℃±2℃,相对湿度为90%RH~95%RH的恒温恒湿箱中恒温恒湿48h,然后在此温度下以1CA恒流放电至终止电压,放电容量应符合4.8.3规定。
5.9.3.3放电结束后,将电池组取出,在20℃±5℃,正常大气压力条件下,放置2h,对电池组进
行外观检查,应符合4.8.3规定。
5.9.4 振动试验
5.9.4.1在环境温度为20℃±5℃,正常大气压力条件下,对电池组进行外观结构检查,电池组应符合4.2规定,并用5.2.6规定的充电器将电池组充满电。
5.9.4.2将电池组直接安装或通过夹具安装在车架振动试验机车架上,按照车架试验条件振动90min。
5.9.4.3 振动结束后,电池组外观及电池组放电容量应符合4.8.4规定。
5.9.5 防水性能
①将电池放入电动自行车中,并将其置于宿舍淋浴室喷头下,将淋浴喷头调至最大出水量,来模拟室外大雨环境,并垂直正对电池包进行淋雨;
②连续淋雨时间为半个小时;
③半个小时后将电池取出,拆卸其外壳,检查电池内部是否进水;
④重新组装电池包,进行充放电测试;
5.10 安全性能试验
5.10.1 过充试验
用5.2.6规定的充电器将电池组充满电后的电池组以5A恒流充电,上限电压设为额定电压的1.5倍,充电时间为90min,电池组可以延时保护,不损伤电芯及保护板。结果应符合4.9.1规定。
5.10.2 短路试验
a、带保护板:用5.2.6规定的充电器将电池组充满电后,在20℃±5℃条件下搁置1h。
将电池组正负极经外部短路,电池组可延时保护,并对电芯及保护板无损坏。结果应符合4.9.2规定。
b、不带保护板:
①电池包总正极,总负极分别点焊两根铜条,并探出电池包2cm长度;
②电池包置于空地上,并将热电偶贴在电池包表面,通过FLUCK观测电池包短过程中温升变化情况;
③欧姆龙的三个温度采集探头分别置于电池组内部,正极极耳,电芯处,记录其温度变化值;并将2个电压采集探头置于电池组正负极耳处,记电压变化值;
④带有夹子的两根1.5米长的导线分别夹在电池包正负极探出的两根铜条上;
⑤两根导线连接,对电池包进行短路;
5.10.1~5.10.2
注:
试验应在有保护装置的条件下进行。
6 检验规则
检验项目、要求章条号、试验方法章条号、样品数量和试验周期见表1。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。