动力电池系统SOR201601215 - 副本.doc

北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 附录附录 9 9 动力电池系动力电池系 统统 版本 1 01发行日期 2016 年 12 月 北汽福田汽车股份有限公司 SOR 附录 9 零部件子系统技术规范 V1 纯电动车开发 动力电池系统 作者 张英涛 新能源技术中心电池开发部 2016 年 12 月 15 日 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 附录附录 9 9 动力电池系动力电池系 统统 版本 1 02发行日期 2016 年 12 月 V1 纯电动车开发 动力电池系统 SOR 附录 9 更改记录 版本号版本号更改日期更改日期更改章节更改章节更改内容更改内容 1 02016 12 15 全文初始发布 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 03发行日期 2016 年 12 月 目录目录 1概要 3 1 1项目信息 4 1 2保密 4 1 3术语定义 4 1 4符号和缩略语 5 1 5参考规范 5 2电池系统技术要求 7 2 1动力电池系统描述 7 2 2电池系统基本参数 11 2 3外观及机械要求 12 2 4电气特性 16 2 5功能要求 25 2 6认证要求 27 2 7环保要求 27 2 8出货要求 28 2 9安装与维护 29 2 10包装 运输与储存 30 3电池系统产品验证 30 4供应商职责 32 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 04发行日期 2016 年 12 月 1 1概要概要 本文规定了 V1 纯电动车开发用动力电池系统 含电池管理系统 的各项指标 本文针对动力电池系统的基本 性能 机械特性 电气特性 系统测试等相关项目进行了详细要求 是动力电池系统的整体说明文件 动力电池 系统供应商可根据本文的规定及要求完成相关报价工作 如有任何问题或需进一步的帮助或解释 请联系作者或其他相关工程师 1 1项目信息项目信息 项目编号 BJ6618EVUA 2 产品名称 V1 动力电池系统 1 2保密保密 本文设计的内容是严格保密的 只有对方必须了解其信息时才可泄露 在发布本文之前甲方与接收方之间须 已签署保密协议 1 3术语术语定义定义 1 3 11 3 1术语术语 表 1 术语英文及缩写说明 动力电池系统 battery system 所有的蓄电池组 包 及蓄电池管理系统的组合 电池包 Battery Pack由一个或多个蓄电池模块 控制单元组成的单一机械总 成 电池箱体 Battery Enclosure 支撑 固定 包围电池系统组件 单体电池 电池电子 部件 电池模块 线路 冷却装置等 的壳体 动力电池单体 cell构成蓄电池的最小单元 一般由正极 负极及电解质等 组成 其标称电压为电化学偶的标称电压 电池管理系统 BMS battery Management system 可以控制蓄电池输入和输出功率 监视蓄电池的状态 温度 电压 荷电状态 为蓄电池提供通讯接口的系统 主控板 BCU Battery Control Unit 电池管理系统主控板 从控板 BMU Battery Monitoring Unit 电池管理系统从控板 绝缘检测单元IMU Insulation monitoring unit 绝缘检测单元 电池箱部件 battery auxiliaries 除电池管理系统和动力电池单体外的箱体 接插件 连接片 铜排 线束 塑料组件 金属组件 高压电器件 维修开关 含保险 等 手动维护开关 manual service device 在断开高压电路前 可通过该装置切断高压回路 放电 discharge 将蓄电池里贮存的化学能以电能的方式释放出来的过程 放电深度 depth of discharge DOD 表示蓄电池放电状态的参数 等于实际放电容量与额定容量的 百分比 充电 charge 从外部电源供给蓄电池直流电 将电能以化学能的方式贮存起 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 05发行日期 2016 年 12 月 术语英文及缩写说明 来的过程 荷电状态 state of charge SOC 蓄电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比 温度特性 temperature characteristics 表示蓄电池性能因温度的变化而变化的性能 额定容量 rated capacity 在规定条件下测得的 由制造商给定的蓄电池容量 贮存性能 Storage characteristics 表示蓄电池长期搁置后容量变化的特性 总能量 total energy 蓄电池在其寿命周期内电能输出的总和 单位为 Wh 1 3 21 3 2定义定义 在未特别说明的情况 要求的性能均为 BOL 状态下 本文有中文和英文两种形式 如有分歧 以中文为准 1 4符号和缩略语符号和缩略语 表 2 缩略语解释备注 BMS 电池管理系统 BCU 电池主控单元 BOL 寿命开始 CAN 总线控制 CD 电量耗尽 CS 电量保持 DC 直流 Ac 交流 DOD 放电深度 EOL 寿命终结容量衰减到额定值 80 以下 EMC 电磁兼容 EV 纯电动汽车 LV 低压 OCV 开路电压 RT 室温 SOC 荷电状态 SOF 功能状态 SOH 健康状态 SOE 能量状态 UDS 统一诊断协议 CCP CAN 标定协议 SW 软件 HW 硬件 TBD 待确定 1 5参考规范参考规范 电池系统需满足以下的法规标准要求 标准有更新版的 应满足其最新发布版 表 3 序号标准编号标准名称备注 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 06发行日期 2016 年 12 月 序号标准编号标准名称备注 1Q FT A095 2004 汽车产品电联接技术条件 2Q FPT 2800002 2012 福田汽车企业标准 电子电器零部件通用 EMC 电磁兼容 技术标准 3Q FPT 2800008 2012 福田汽车企业标准 整车 EMC 技术标准 4Q FPT 9001006 1 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 1 部分 一般 规定 5Q FPT 9001006 2 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 2 部分 高功 率应用测试方法 6Q FPT 9001006 3 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 3 部分 高能 量应用测试方法 7Q FPT 9001006 4 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 4 部分 寿命 要求与测试方法 8Q FPT 9001006 5 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 5 部分 安全 性要求与测试标准 9Q FPT 9001006 6 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 6 部分 环境 要求与测试方法 10Q FPT 9001006 7 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 7 部分 EMC 要求与测试方法 11Q FPT 9001006 8 2015 新能源汽车动力电池系统产品测试标准 第 8 部分 运 输要求与测试方法 12Q FPT 2800001 2011 电子电器零部件通用技术标准 13GB T 19596 电动汽车术语 14GB T 18384 1 电动汽车 安全要求 第一部分 车载储能装置 15QC T 238 汽车零部件的储存和保管 16GB 21966 锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求 17QC T 413 汽车电气设备基础技术条件 18GB T 19751 混合动力电动汽车安全要求 19QC T 743 电动汽车用锂离子蓄电池 20QC T 897 电动汽车用电池管理系统技术条件 21GB T 30512 汽车禁用物质要求 22GB T 20234 1 电动汽车传导充电用连接装置 第 1 部分 通用要求 23GB T 17619 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 24GB T 31484 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法 25GB T 31485 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法 26GB T 31486 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法 27GB T 25085 道路车辆 60V 和 600V 单芯电线 28QC T 414 汽车用低压电线的颜色 29QC T 417 1 车用电线束插接器 第 1 部分 定义 试验方法和一般性 能要求 30QC T 417 2 车用电线束插接器第 2 部分 试验方法和一般性能要求 31QC T 417 3 车用电线束插接器第 3 部分 单线片式插接件的尺寸和 特殊要求 32QC T 417 4 车用电线束插接器第 4 部分 多线片式插接件的尺寸和 特殊要求 33QC T 417 5 车用电线束插接器第 5 部分 用于单线和多线插接器的 圆柱式插接件 尺寸和特殊要求 34QC T 29009 汽车用电线接头技术条件 35QC T 29010 汽车用低压电线接头 型式 尺寸和技术要求 36GB T 18487 1 电动汽车传导充电系统 第 1 部分 通用要求 37GB T 27930 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 07发行日期 2016 年 12 月 序号标准编号标准名称备注 信协议 38QC T 34 汽车的故障模式及分类 39QC T 625 汽车用涂镀层和化学处理层 40GB 2893 安全色 41GB 2894 安全标志及其使用导则 42GB 4208 外壳防护等级 IP 代码 43GB T 13306 标牌 44QC T 518 汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩 45ECE R100 01 02Battery electric vehicle safety 462006 66 ECBattery Directive 47ISO12405 1 2 3Electrically propelled road vehicles Test specification for lithium ion 48ISO 7637Road vehicles Electrical disturbances from conduction and coupling 49ISO 11898Road Vehicles Controller area network 50ISO 15765Road vehicles Diagnostics on controller Area Networks 51IEC EN 60529 Ed 2 1Ingress of protection provided by enclosures 52ISO 26262Road vehicles Functional safety 53ISO 14229Road vehicles Unified diagnostics services Specification and requirements 54XCPUniversal Measurement and Calibration Protocol 55ASAM MCD 2MC ASAP2 Applications Systems Standardization Working Group Interface Specification Interface 2 56OSKE VDXOpen Systems and the corresponding interfaces for automobile Electronic Vehicle Distributed executive 57MISRA C 2004Guidelines for the use of the C language in critical systems 58ISO 9227 2012Corrosion tests in artificial atmospheres Salt spray tests 59IEC EN 60529 Ed 2 1Ingress of protection provided by enclosures 2 2电池系统技术要求电池系统技术要求 本条规定了电池系统需要达到的技术要求 2 1动力电池系统描述动力电池系统描述 2 3 1基本描述基本描述 电池系统是纯电动汽车的电能存储装置 可从充电系统 驱动系统中获取电能并储存 在车辆纯电动模式下 为负载提供电能 可以在车辆制动过程中吸收电能 2 3 2环境描述环境描述 2 1 2 1温度湿度温度湿度 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 08发行日期 2016 年 12 月 工作温度 电池系统必须在环境温度为 30 60 范围内都能正常工作 典型的目标市场如下 中国大陆 工作湿度 电池系统必须在相对湿度 5 95 范围内都能正常工作 2 1 2 2大气压力与海拔大气压力与海拔 在海拔 5000m 或 50kPa 下 工作环境温度范围内 电池包应能满足所有规格要求并达到 Q FPT 2800001 中要 求的 FSC 状态 A 在 11kPa 及储存温度范围内 达到 FSC 状态 C 2 3 3材料材料 所有材料由乙方根据产品的设计 性能要求和寿命要求来决定具体材料的选择 乙方应标明零部件中所使用 的可回收的材料 并标出塑料零件 橡胶零件及热缩性弹性体零件可再循环利用的鉴别标志 所有材料应该满足国内外报废汽车回收相关法规标准 报废汽车指令 2000 53 EC 和车辆再使用 再利用和再 回收利用型式认证指令 2005 64 EC 欧盟电池指令 2006 66 EC 以及中国国标 GB T 30512 2014 汽车禁用物 质要求 相关要求 电池系统所采用的塑料件应不含卤素 其阻燃等级应达到 UL94 V0 级 2 3 4热管理热管理 电池系统采用适当的热管理系统 使电池系统能够满足本文 2 2 中的使用需求 电池系统的热结构设计应保证 在电池温度采集点之间温差小于 5 电池系统可以根据实际情况设计合理的保温隔热层 绝缘层等 2 2电池系统基本参数电池系统基本参数 表 4 项目项目需求需求备注备注 电池类型三元体系电芯 额定电压 V 350 4 10 单车行驶 3 万公里后 充满静止 10min 后 电压 差不高于 50mv 工作电压范围 V 240 398 4 额定能量 kwh 常温 66 6 1C 动力电池系统在正常情况下标称能量 可用能量 kwh 常温 60 1C 动力电池系统在正常情况下可用能量 额定能量 kwh 低温 50 20 1C 动力电池系统在正常情况下可用能 量 SOC 使用范围0 100 与仪表盘显示值对应 SOC 估算精度 5 持续放电功率 kw 80 25 60 30 SOC 峰值放电功率 kw 130 25 60 30 SOC 10s 持续充电功率 kw 45 0 60 持续充电功率 kw 20 25 0 峰值充电功率 kw 100 0 60 30s 标准充电时间 h 1 5 自放电率 5 25 28 天 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 09发行日期 2016 年 12 月 5 55 7 天 充放电工作温度范围 30 60 工作湿度范围5 95 存储温度范围 40 65 尺寸见包络数模 外壳防护等级 IP67 系统极限重量 kg 700kg 能量密度 Wh kg 80 设计寿命8 年 40 万公里按照每年 5 万公里设计 日历寿命10 年 质保时间8 年 20 万公里 以整车销售日期为质保起始日期 2 3外观及机械要求外观及机械要求 2 3 1外观要求外观要求 电池包外观目视观察 显示标识应清晰 准确 铭牌固定牢固可靠 在设计寿命周期内无破损 无脱落 结 构件应无划痕 锈蚀 变形等不良现象 如果结构件经过表面处理工艺 应保证结构件表面处理完整 2 3 2安装要求安装要求 动力电池包与高压连线在整车上的布置示意图 图 5 2 3 3标识要求标识要求 电池包上所有标识可采用雕刻 压制或其他等效刻印方法 必须保证清晰 明了 耐用 在设计寿命周期内 不易磨灭 2 3 3 1安全标识安全标识 电池包表面应清晰可见地注明电池的化学类型 电池包上表面需有明显安全警告标识及注意事项 其中警告标识符合 GB 2893 和 GB 2894 规定的要求 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 010发行日期 2016 年 12 月 图 6 图 7 2 3 3 2功能性标识功能性标识 电池包接插件及其他对外接口应标注相关文字说明 如 高压正 高压负 整车通讯 服务断开开关等 电池箱高压插件 MSD 位置处应有解锁 插拔步骤说明 图 8 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 011发行日期 2016 年 12 月 2 3 3 3产品铭牌产品铭牌 电池包在人员接近时在清晰可见的位置安装铭牌 铭牌应包含下述信息 1 产品名称 2 额定能量 kWh 3 标称电压 V 4 重量 kg 5 生产厂家 6 生产地 7 生产日期 2 3 4机械要求机械要求 2 3 4 1电池箱尺寸电池箱尺寸 动力电池系统可用空间包络分别位于车身纵梁的两侧及车身尾部 电池包尺寸详见数模 动力电池系统与整车固定点位置满足本文 2 3 2 要求 动力电池高 低压输出接口位置满足本文 2 3 7 要求 2 3 4 2机械要求机械要求 动力电池系统机械设计应至少满足以下内容 1 动力电池系统尺寸以甲方提供的包络外形尺寸为准进行设计 如有变更需双方协商确定 动力电池系统的 基本功能即容纳和保护电池模组 其结构必须保证在保留最大的容纳空间基础上满足足够的强度 既要考虑到节 省布置空间 且要满足汽车多变的运行环境和满足整车装配要求 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 012发行日期 2016 年 12 月 2 动力电池系统必须有效接地 要求在动力蓄电池的整个寿命期内 绝缘电阻值除以动力电池系统的最大工 作电压 所得值应大于 500 v 动力电池系统建议采用独立接地线缆 3 动力电池系统在车轮发生碰撞时 设计应满足以下要求 a 因为此动力电池系统安装在乘客舱的外部 发生碰撞时动力蓄电池 蓄电池包或其任何部件不得穿入乘客舱 内 也不能从车上甩出 b 发生碰撞时 动力电池系统的断开装置需切断连接 防止动力电池组短路 4 动力电池系统内部各零部件固定牢固可靠 满足整车振动 冲击 跌落等试验要求 电池箱体及其他结构 部件和动力电池系统与整车固定结构的强度满足 Q FPT 9001006 5 2015 的要求 5 动力电池系统内部尽量采用标准模块 电池模块 PRA 等 降低分散零件的使用 非易损零部件安装时 可采用螺纹胶的工艺 6 可更换零部件方便拆装 7 容易错装的零部件应考虑防错装设计 8 动力电池系统金属零件表面处理 满足 QC T 625 2013 QC T 484 1999 要求 2 3 5内部布线内部布线 电池系统内部布线是指内部主回路大电流连接线 电压等信号采集线和通讯连接线的布置 总的原则是大电 流连接线与信号采集线分开布置 信号线束与大电流母线线束必须相交时 须要垂直相交 减少电磁干扰的产生 1 线束设计排布合理 长短设计适中 高压 低压 信号线束分开 部布线必须固定牢固 不允许松散 并 行两条以上的导线应固定在一起 导线不应放置在有锐边的零部件上 并应防止与活动部件接触 固定线束使用 的扎带 卡箍满足 40 80 的使用环境要求 2 内部布线必须绝缘良好 绝缘层阻燃等级应满足UL94 V0 3 导线联接处应套有绝缘套管 并有可靠的机械固定 以防止由于在正常运行的振动下产生松动而导致危险 事故 4 若有接头应设计机械固定 以保证在焊点万一松动时 导线仍可保持在接头位置 接头应满足 QC T 29009 91 要求 5 当绝缘导线穿过金属孔时必须有绝缘子或绝缘套管等物固定在开口处 6 低压线束设计中 低压线束应满足 QC T 414 要求 低压接插件应满足 QC T 417 要求 7 高压线束设计中 高压线束应满足 GB T 25085 要求 2 3 6固定安装固定安装 安装固定点的端面要保持平整 2 3 7接口位置接口位置 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 013发行日期 2016 年 12 月 电池系统接口位置请参考数模 电池系统各箱体的高 低压接口处需要显示接口定义 采用丝印方式 接口定义字体 宋体 字高 7mm 样式及位置如下 1 电池左箱 图 9 1 高低压接口连接器型号 序 号 接口名称 接口 数量 插座型号插头型号电缆参数 1维修开关1 安费诺维护开发插座 MSDF000R 安费诺维护开关插头 MSDM350C 350A 50mm2 2左箱正极1ECTA096B02 黄 50mm2 3后加热口1ECTA1B1B001ECTA1B1C0014mm2 4左箱负极1ECTA096B02 黄 50mm2 5通讯口18pin AC HA0010948pin AC CP0002510 5 1mm2 6前加热口1ECTA1B1B001ECTA1B1C0014mm2 说明 a 上表中的插座均由乙方提供 插头均由甲方自备 b 接插件数量均为 1 套电池系统的使用量 2 左箱通讯接插件接口定义 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 014发行日期 2016 年 12 月 Pin 脚 号 Pin No 功能 Function 额定电 流 A Rating current Imin A Min current Imax A Max current 信号类 型 Signal type 导线线径 mm2 wire cross sections mm 备注 信号名称 Remark 1 从控板供电 12V 1 61 02 52 模拟1 POS SLAVE 2 内部 CAN H 0 04330 04170 050数字0 5 IN CAN H 3 内部 CAN 屏蔽 0 0050 000 010模拟0 5 IN CAN S 4 高压互锁检 测输入信号 0 0220 0000 030模拟0 5 INTERLOCK IN 5 高压互锁检 测输出信号 0 0220 0000 030模拟0 5 INTERLOCK OUT 6预留 7 内部 CAN L 0 04330 04170 050数字0 5 IN CAN L 8 从控板供电 12V 1 61 02 52模拟1 VPOS GND 2 电池右箱 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 015发行日期 2016 年 12 月 1 高低压接口连接器型号 序 号 接口名称接口数量插座型号插头型号 电缆参 数 1电池输出负极1ECTA095B02 棕 50mm2 2电池输出正极1ECTA091B02 红 50mm2 3通讯口132pin HC08B P32R32pin HC18B S320 5 1 4电池右箱正极1ECTA096B02 黄 50mm2 5加热口1 ECTA1B1B001 ECTA1B1C0014mm2 7电池右箱负极1ECTA092B02 紫 50mm2 8快充负1ECTA094B02 蓝 35mm2 9快充正1ECTA093B02 绿 35mm2 说明 a 上表中的插座均由乙方提供 插头均由甲方提供 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 016发行日期 2016 年 12 月 b 接插件数量均为 1 套电池系统的使用量 2 右箱通讯接插件接口定义 3 右箱整车通讯口接插件定义 通讯接口是实现电池系统低压供电 内外信息交互或唤醒等功能的电气接口 电池系统与整车间通讯的低压连接器 插座型号 HC08B P32R 插头型号 HC18B S32 厂商 广州安费诺 安装位置 右箱 具体位 置以数模为准 表 7 HC18B S32 Pin 脚号 Pin No 功能 Function 额定电流 A Rating current Imin A Min current Imax A Max current 信号类 型 Signal type 导线线径 mm2 wire cross sections mm 备注 信号名称 Remark 1 整车 12V 常电 供电回路 2 5002 0003 000模拟1 POS B 2 与整车连接的 CAN H 0 04330 04170 050数字0 5 VE CAN H 3 与整车连接的 CAN L 0 04330 04170 050数字0 5 VE CAN L 4 与整车连接的 CAN 屏蔽 0 0050 000 010模拟0 5 VE CAN S 5调试 CAN H0 5 6调试 CAN L0 5 712V 电源 GND2 5002 0003 000模拟1VPOS GND 8 与直流充电桩 连接的 CAN H 0 04330 04170 050数字0 5 CHARGE CAN H 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 017发行日期 2016 年 12 月 9 与直流充电桩 连接的 CAN L 0 04330 04170 050数字0 5 CHARGE CAN L 10 与直流充电桩 连接的 CAN 屏 蔽 0 0050 000 010模拟0 5 CHARGE CAN S 11 直流充电连接 确认 CC2 0 0050 0000 010模拟0 5 CC2 AI 12预留 13预留 14 从控板供电 12V 1 61 02 52 模拟1 POS SLAVE 15内部 CAN H0 04330 04170 050数字0 5IN CAN H 16内部 CAN L0 04330 04170 050数字0 5IN CAN L 17内部 CAN 屏蔽0 0050 000 010模拟0 5IN CAN S 18On 激活信号0 0100 000 010 模拟0 5IGN ON DI HS 19 从控板供电 12V 1 61 02 52模拟1 VPOS GND 20 高压互锁检测 输入信号 0 0220 0000 030模拟0 5 INTERLOCK IN 21 高压互锁检测 输出信号 0 0220 0000 030模拟0 5 INTERLOCK OUT 22 快充温度点 1 供电 0 5 23 快充温度点 1 信号 0 5 24 快充温度点 2 供电 0 5 25 快充温度点 2 信号 0 5 26快充激活2 5002 0003 000模拟1FAST CHARGE 27慢充激活0 0100 000 010模拟0 5SLOW CHARGE 28 慢充电子锁信 号 3 0000 5 29 慢充电子锁反 馈信号 0 5 30 慢充电子锁控 制信号 锁止 1 31 慢充电子锁控 制信号 解锁 1 32预留 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 018发行日期 2016 年 12 月 3 电池后箱 1 高低压接口连接器型号 序号接口名称接口数量插座型号插头型号电缆参数 1 维修开关1 安费诺维护开发插座 MSDF000R 安费诺维护开关插头 MSDM350C 350A 50mm2 2电池后箱正极1ECTA092B02 紫 50mm2 3电池后箱负极1ECTA096B02 黄 50mm2 4通讯口18pin AC HA0010948pin AC CP0002510 5 1 5加热口1ECTA1B1B001ECTA1B1C0014mm2 说明 a 上表中的插座均由乙方提供 插头均由甲方提供 b 接插件数量均为 1 套电池系统的使用量 c 为保证交期 检测口 内部通讯 供电分别指定两家供应商的接插件 2 后箱通讯接插件接口定义 Pin 脚 号 Pin No 功能 Function 额定电 流 A Rating current Imin A Min current Imax A Max current 信号类 型 Signal type 导线线径 mm2 wire cross sections mm 备注 信号名称 Remark 1 从控板供电 12V 1 61 02 52 模拟1 POS SLAVE 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 019发行日期 2016 年 12 月 2 内部 CAN H 0 04330 04170 050数字0 5 IN CAN H 3 内部 CAN 屏蔽 0 0050 000 010模拟0 5 IN CAN S 4 高压互锁检 测输入信号 0 0220 0000 030模拟0 5 INTERLOCK IN 5 高压互锁检 测输出信号 0 0220 0000 030模拟0 5 INTERLOCK OUT 6预留 7 内部 CAN L 0 04330 04170 050数字0 5 IN CAN L 8 从控板供电 12V 1 61 02 52模拟1 VPOS GND 2 4电气特性电气特性 本条规定了电池包所应该满足的电气特性要求 由于整车低压系统额定电压采用 12V 电池包的电气连接采 用 12V 与 350V 两种电压 为了方便 以下部分将 350V 称为 高压 将 12V 称为低压 2 4 1工作电压范围工作电压范围 电池包的低压工作电压范围为 9V 16V 2 4 2电气架构电气架构 电池系统电气架构原理应符合下图 TBD 图 11 乙方提供动力电池系统内部电气架构图 需经甲方认可 并且乙方需向甲方提供以下材料 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 020发行日期 2016 年 12 月 1 电气架构中所用的继电器 电阻 电流传感器 分流器 MSD 及其它电气元件的产品型号及规格书 2 电池系统低压线束的加工图纸 3 电池系统高压线束的加工图纸 乙方进行电气设计时 应满足以下内容 1 动力电池系统内部电气架构中预充电回路为整车高压系统预充 预充电电压与动力电池系统当前电压压差 10V 预充电时间 1s 2 MSD 应尽量布置在动力电池系统的电气中间位置 如动力电池系统为多箱系统 则单箱最高电压高于 60V 的系统 必须在电气中间位置布置 MSD 3 互锁要求 MSD 含有互锁接插件 互锁信号串联形成电池箱内的互锁回路 互锁信号由 BMS 发出并由 BMS 检测 4 高压连接铜排过流能力需满足整车对电池系统输出电流要求 在正常工作温度条件下 铜排温度不超过 110 C 2 4 3电气接口电气接口 电池系统与整车的电气接口包括高压接口和低压接口 电池包的电气接口应具备锁止特性和防误插特性 电 池包上需要提供一个视觉标识来区分正与负连接端子 2 4 3 12 4 3 1 高压接口高压接口 高压接口需要具备屏蔽功能并能与电池包金属壳体搭接 2 4 3 22 4 3 2 高压单元高压单元 高压单元包含正极接触器 负极接触器 预充电回路 服务断开开关 MSD 等高压部件 高压单元应设计成独 立的单元 实现集成化 避免各个电气部件分散在包内的情况 2 4 3 3 预充电回路预充电回路 在预充电过程中母线电压可控的升高 预充电流 5A 当母线电压接近稳态后 预充电电压与动力电池系统 当前电压压差 10V 预充电完成 在预充电完成后 正极回路主继电器闭合 然后预充电电阻从供电回路中断开 电源系统变成了低输入阻抗的正常模式 从而使负载完成上电 表 9 序号项目功能描述 1 预充电时间 1s 2 负载电容 2 4 3 4 接触器接触器 主接触器应设计为常开状态即在没有闭合信号时是断开状态 接触器的型号需要经过甲方的认可 在车辆发 生碰撞时 接触器应能在在碰撞发生后的 100ms 内断开 2 4 3 5手动维护开关手动维护开关 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 021发行日期 2016 年 12 月 熔断器集成于手动维护开关 MSD 内 在电池系统发生短路或电流超过 500A 并持续 2s TBD 以上时 熔断器 需要断开电池系统高压回路来保护母线线路 电池组件 母线上的部件 熔断器须根据电池系统的参数进行合理 有据的设计选型 熔断器在电池包上的装配位置应由甲方和乙方共同确定 方便拆卸更换 熔断器的型号与 MSD 的位置需要经过甲方的认可 当手动维护开关被取下来时 电池系统的设计应保证高压回路在人员暴露在高压危险之前断开 2 4 3 6高压互锁高压互锁 电池包应设计高压互锁回路 使在高压连接器 MSD 等部件被拔下 人员暴露在高压危险之前断开电池包内 部的高压连接 2 4 3 7 连接器及线缆连接器及线缆 1 高压连接器的型号 接口定义参见本文 2 4 3 1 2 低压连接器的型号 接口定义参见本文 2 4 3 2 3 高压线缆需满足 SAE J1654 主回路连接器与线缆能够通过连续 200A 电流 4 高压线束总成需满足 SAE J1673 2 4 4低压功耗低压功耗 电池系统的低压工作功耗低于 30W 上电时的冲击电流小于 5A 电池系统的低压休眠功耗低于 0 02W 2 4 5电池管理系统电池管理系统 电池管理系统具备汇报电池信息 检测电池系统故障 平衡单体电压 记录电池操作历史的功能 电池管理 系统采用主从式结构 须要包括电芯采集板和主控制器 电池管理系统至少拥有以下工作模式 电池管理系统至少拥有以下工作模式 1 上电 当 12V 电池供电 电池管理系统开始进行基础动力初始化程序 2 休眠 在休眠模式中 所有的设备被电池管理系统控制和监控 但是关闭或下电以减少电能消耗 电池管 理系统监控点火信号 一旦接收到点火信号 电池管理系统进入初始化阶段 3 初始化 在初始化模式中进行的为软件初始化 软件初始化完成后 电池管理系统转入操作激活模式 4 激活 激活模式是个基本操作 或者车辆启动操作 这种操作模式被 12V 点火信号激活 一旦 BMS 进入 激活模式 BMS 将通过测量和监控把电池的状态和能力发布到 V CAN 总线上 5 下电前处理 电池管理系统在下电前必须对运行过程中的故障以及下电前电源系统状态进行存储 6 下电 管理系统在完成数据存储后 自动关闭所有元器件电源 所有器件停止工作 2 4 5 1硬件功能要求硬件功能要求 电池管理系统硬件应具备至少以下功能 1 支持 Boot loader 功能 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 022发行日期 2016 年 12 月 2 支持标定和诊断功能 3 支持下电延时功能 4 BMS 应包含实时时钟 5 故障数据实时记录 6 支持高压环路互锁检测功能 7 硬件故障自诊断功能 8 电池均衡管理 9 数据采集 总电压 总电流 单体电池电压等 须要有冗余的手段检测电池过压和欠压 10 绝缘电阻测量 实现正负极双边绝缘检测功能 11 PCB 板温度测量 12 继电器驱动及状态监控 并且继电器驱动电路包括续流功能 13 CAN 通讯 整车 CAN 充电 CAN 内部 CAN 支持 CAN 唤醒功能 14 支持充电管理功能 15 支持热管理功能 16 电池模组和采集板温度采集功能 2 4 5 2硬件参数要求硬件参数要求 电池系统的硬件参数须要满足以下要求 表 10 序号项目需求 1工作电压平台 V 12 2电源供电电压 V 9 16 3工作时的功耗 W 30 4BMS 静态电流 mA 1 5工作温度 40 85 6工作湿度20 95 7存储温度 40 95 8总电压采集范围 V 0 500 9总电压采集精度 0 5 FSR 10总电流采集范围 A 400 400 11总电流采集精度 0 5 FSR 12温度测量范围 40 125 13温度测量精度 2 14温度采集点数量TBD 15单体电压测量范围 V 0 5 16单体电压测量精度 mV 5 17全部单体电压测量时间 ms 10M 29质保期限8 年或 20 万公里 2 4 5 3底层软件要求底层软件要求 BMS 底层软件需要符合诊断协议标准 ISO14229 标定协议标准 XCP 标定数据库标准 ASAP2 OSKE 标准 及编程规范 MISRA C 等 BMS 底层软件需提供底层 IO 驱动功能 CAN 通信功能 操作系统调度功能 安全监控复位功能 CAN 程 序刷新功能 故障诊断及处理功能 测量标定功能 芯片自检功能等 具体如下 1 底层 IO 驱动功能 包括数字量输入输出 模拟量输入 PWM 输出 SPI 输入输出等功能 底层软件提 供在控制器应用领域所必需的所有种类信号输入输出功能 片外芯片控制功能 并且提供足够多的通道数量 2 安全监控复位功能 提供软件看门狗和硬件看门狗驱动程序 以看门狗的方式为控制器程序运行 提供安 全功能 3 CAN 线程序刷新功能 提供基于 CAN 总线 FLASH 刷写功能 能够支持在整车网路环境下的正确刷写 4 CAN 通信功能 提供控制器间的基于 CAN2 0B 协议的通信功能 支持 Intel 或摩托罗拉通信格式 5 故障诊断及处理功能 读取故障码 读取冻结帧 读取数据流等 6 自定义的参数标定功能 7 测量标定功能 提供 XCP 协议在线读取各测量值的功能 提供在线修改标定量的值 并将标定量值由 RAM 写入 Flash 等功能 提供标定工具的 Flash 刷写功能 8 芯片自检功能 Flash Checksum 自检功能 上电时的 RAM 自检功能 2 4 5 4应用层软件要求应用层软件要求 BMS 应用层至少需提供以下功能 高压采集 电流采集 绝缘监测 继电器控制 SOC 估算 SOF 计算 SOH 计算 SOE 计算 热管理功能 状态管理和调度功能 功率限制 故障诊断 充电管理 电池均衡控制 故障分析及处理 故障存储 高压互锁 通信功能 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 024发行日期 2016 年 12 月 关键技术需符合 QC T897 2011 要求 至少具有基本功能有 1 高压采集 BMS 主控板高压采集需至少提供六个高压采集点 正极继电器前端 正极继电器后端 负极 继电器前端 负极继电器后端 充电正极继电器前端 充电负极继电器前端 BMS 需提供高压采集数据的处理 诊断及继电器状态诊断功能 2 电流采集 BMS 需提供电流采集功能 进行电流采集数据的处理及诊断功能 3 绝缘监测 BMS 需具备实时的绝缘检测功能 根据 GB T18384 中的规定 进行绝缘检测 故障检测周期 小于 1s 当绝缘电阻 250k 时 要求绝缘电阻检测误差小于 10 当绝缘电阻 250k 时 要求绝缘电阻检测误 差小于 20 4 继电器控制 BMS 能够根据整车上下电控制策略及电池系统状态 对正极继电器 负极继电器 预充继 电器进行控制 监测正极继电器 负极继电器状态 完成对预充的控制 并监控预充过程 能够根据故障状态 执行紧急断开等保护操作 必须进行相关诊断 如继电器粘连故障 继电器失效故障 继电器控制线对电源短路 对地短路 开路等故障 5 SOC 估算 BMS 需具备荷电状态 SOC 估算功能 估算精度为 5 6 SOF 计算 BMS 需具备功率状态 SOF 估算功能 即 10s 峰值充放电功率 根据电池状态 计算电池 的最大放电功率和最大充电功率 7 SOH 计算 BMS 需具备健康状态 SOH 计算能力 基于内阻和容量两个方面 估算精度为 8 8 SOE 计算 BMS 需具备能量状态 SOE 计算能力 估算精度为 5 9 热管理功能 BMS 需具备准确测量电池温度的功能 并能够控制冷却 加热装置 保证电池系统在不同环 境下满足本文 2 2 的要求 同时确保电池系统的安全 10 状态管理和调度功能 BMS 具备状态管理和调度功能 能够根据外部命令和自身状态 控制 BMS 的上下 电 以及根据当前状态 调度各个应用层功能 至少具备行车连接 充电连接 待机 休眠 故障等模式 并在 各个模式下根据控制策略可进行转换 11 故障诊断 BMS 需进行多种故障诊断 并且至少包括下表所列出的故障诊断 表 11 序号故障描述备注 1电流传感器故障 2温度传感器故障 3电池均衡故障 4电池温差过高诊断 5电池单体过压故障 6电池单体欠压故障 7单体压差过大故障 8总电压过压故障 北汽福田汽车股份有限公司北汽福田汽车股份有限公司 项目 项目 V1V1 纯电动车开发纯电动车开发 版本 1 025发行日期 2016 年 12 月 9总电压欠压故障 10电池放电过流故障 11电池充电过流故障 12SOC 过高 13SOC 过低 14预充电控制线对电源短路 15预充电控制线对地短路 16预充电控制线开路 17整车 CAN 通信故障 18内部 CAN 通信故障 19温度过高故障 20预充电故障 21主继电器粘连 22预充电继电器失效 23预充电失败 24温度检测故障 25单体电压检测故障 26总电压检测故障 27绝缘失效故障 28电池包内阻过大故障 29绝缘检测电路故障 30硬件故障 31 12 故障分析及处理 BMS 必须具备故障分析及处理功能 能够进行故障的分级 并根据故障状态 执行相 应的保护措施 故障诊断处理需要经过甲方认可 13 充电管理 BMS 需具备充电管理功能 能够进行慢充充电控制和快充充电控制 相关功能满足GB T 27930 14 电池均衡控制 BMS 能够进行均衡控制 可使用被动均衡控制逻辑或主动均衡控制逻辑 进行电池均衡 15 故障存储 BMS 需能够对故障信息等进行存储 并支持诊断协议 至少存 500 TBD 条 包括故障码 故障名称 故障时的 SOC 温度 电流 单体状态 继电器状态等 16 高压互锁 BMS 需具备高压互锁状态监控功能 17 通信功能 BMS 需提供通信功能 完成与整车控制器 车载充电机 采集板 CSC 等的