电动汽车用金属氢化物镍蓄电池

QC/T 201XICS XX.XXX.XXXX 中华人民共和国汽车行业标准QC/T 201XX 电动汽车用金属氢化物镍蓄电池 Nickel-metal hydride batteries for electric vehicles（草案稿）（本稿完成日期2012/3/2）201X-实施201X-发布中华人民共和国工业和信息化部 发布19 QC/T 201X19前 言本标准自发布之日起代替QC/T 744-2006电动汽车用金属氢化物镍蓄电池。本标准与QC/T 744-2006相比，主要变化如下：-单体蓄电池只考核安全性，电性能测试对象均为蓄电池模块-循环性能试验方法和要求参见QC/T*-201* 电动汽车用动力蓄电池循环性能要求和试验方法- -本标准附录A和附录B为规范性附录。本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。本标准起草单位： 本标准主要起草人： 电动汽车用金属氢化物镍蓄电池1 范围本标准规定了电动汽车用密封金属氢化物镍蓄电池（以下简称蓄电池）的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于电动汽车用标称电压为1.2V和模块n1.2V（n为蓄电池数量，n5）的密封金属氢化物镍蓄电池。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 2900.11 电工术语 原电池和蓄电池 (eqv IEC 60050(482)：2003)QC/T*-201* 电动汽车用动力蓄电池循环性能要求和试验方法3 术语、定义与符号3.1术语和定义GB/T 2900.11确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1.1能量型蓄电池 high energy density battery设计目的为高能量应用的动力蓄电池。其最大允许持续输出电功率和室温下其在1I1（A）倍率电流放电的能量比值低于10。3.1.2功率型蓄电池 high power density battery设计目的为高功率应用的动力蓄电池。其最大允许持续输出电功率和室温下其在1I1（A）倍率电流放电的能量比值大于等于10。3.1.4实际放电容量 initial actual capacity在规定的条件下，完全充电的单体蓄电池或蓄电池模块连续3次“25放电容量”试验数据的平均值（3次放电容量的最大值与最小值的差异小于额定容量的3%）。3.1.5容量恢复能力 charge recovery蓄电池在一定温度下，贮存一定时间后再行充电，其后放电容量与实际容量之比。3.1.6爆炸 explosion蓄电池外壳猛烈破裂，伴随响声且有主要成份抛射出来。3.1.7起火 fire蓄电池发出明火（持续时间长于1s）。3.1.8放电能量discharge energy在252温度下，蓄电池以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电，达到终止电压时所放出的能量(Wh)。 3.1.9扫频循环 sweep cycle在规定的频率范围内往返扫描一次，例如：10Hz55Hz10 Hz。 3.2 符号C11小时率额定容量（Ah）。I11小时率放电电流，其数值等于C1 (A)。4 要求4.1 单体蓄电池4.1.1 外观单体蓄电池按5.2.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无碱痕、无污物等，且标志清晰、正确。4.1.2 极性单体蓄电池按5.2.2检验时，端子极性应正确。并应有正负极的清晰标识。4.1.3 外形尺寸及质量单体蓄电池按5.2.3检验时，蓄电池外形尺寸、质量应符合生产企业提供的技术条件。4.1.4 25放电容量单体蓄电池按5.2.5试验时，其实际放电容量应不低于企业提供的技术条件中规定的额定值，同时应不高于企业提供的技术条件中规定的额定值的110%。4.1.5 安全性4.1.5.1单体蓄电池按5.2.6.1进行过放电试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.2单体蓄电池按5.2.6.2进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.3单体蓄电池按5.2.6.3进行短路试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.4单体蓄电池按5.2.6.4进行跌落试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.5单体蓄电池按5.2.6.5进行加热试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.6单体蓄电池按5.2.6.6进行挤压试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.7单体蓄电池按5.2.6.7进行针刺试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.8 单体蓄电池按5.2.6.8进行海水浸泡试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.9 单体蓄电池按5.2.6.9进行温度冲击试验时，应不爆炸、不起火。4.2 蓄电池模块4.2.1 外观蓄电池模块按5.3.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面平整干燥、无外伤，且排列整齐、连接可靠、标志清晰等。4.2.2 极性蓄电池模块按5.3.2检验时，蓄电池的极性应与标志的极性符号一致。4.2.3 外形尺寸及质量蓄电池模块按5.3.3检验时，外形尺寸及质量应符合生产企业提供的技术条件。4.2.4 25放电容量蓄电池模块按5.3.5试验时，其实际放电容量应不低于企业提供的技术条件中规定的额定值，同时应不高于企业提供的技术条件中规定的额定值的110%。4.2.5 25倍率放电容量能量型蓄电池模块按5.3.6.1试验时，其放电容量应不低于实际放电容量的80。功率型蓄电池模块按5.3.6.2试验时，其放电容量应不低于实际放电容量的90。4.2.6 -20放电容量蓄电池模块按5.3.7试验时，其放电容量应不低于实际放电容量的85。4.2.7 55放电容量蓄电池模块按5.3.8试验时，其放电容量应不低于实际放电容量的95。4.2.8 常温与高温荷电保持与容量恢复能力蓄电池模块按5.3.9试验时，其常温及高温荷电保持率应不低于实际放电容量的85，容量恢复能力应不低于实际放电容量的90。4.2.9 耐振动性蓄电池按5.3.10试验时，不允许出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳变形、电解液溢出等现象，并保持连接可靠、结构完好，不允许装机松动。4.2.10 贮存 蓄电池模块按5.3.11试验时，其容量恢复应不低于实际放电容量的90。4.2.11 循环寿命循环寿命按照5.3.12进行测试，应满足相关要求。4.2.12 安全性4.2.12.1蓄电池模块按5.3.13.1进行过放电试验时，应不爆炸、不起火。4.2.12.2蓄电池模块按5.3.13.2进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。4.2.12.3蓄电池模块按5.3.13.3进行短路试验时，应不爆炸、不起火。4.2.12.4蓄电池模块按5.3.13.4进行加热试验时，应不爆炸、不起火。4.2.12.5蓄电池模块按5.3.13.5进行挤压试验时，应不爆炸、不起火。4.2.12.6蓄电池模块按5.3.13.6进行针刺试验时，应不爆炸、不起火。4.2.12.7 蓄电池模块按5.3.13.7进行海水浸泡试验时，应不爆炸、不起火。4.2.12.8 蓄电池模块按5.3.13.8进行温度冲击试验时，应不爆炸、不起火。5 试验方法5.1 试验条件5.1.1 环境条件除另有规定外，试验应在温度为1535、相对湿度2585，大气压力86kPa106kPa的环境中进行。5.1.2 测量仪器、仪表准确度a) 电压测量装置：准确度不低于0.5级，其内阻至少为1kV；b) 电流测量装置：准确度不低于0.5级；c) 温度测量装置：具有适当的量程，其分度值不大于l，标定准确度不低于0.5；d) 计时器：按时、分、秒分度，准确度为0.l；e) 测量尺寸的量具：分度值不大于lmm；f) 秤量质量的衡器：准确度为0.05以上。5.2 单体蓄电池试验5.2.1 外观在良好的光线条件下，用目测法检查单体蓄电池的外观。5.2.2 极性用电压表检测单体蓄电池极性。5.2.3 外形尺寸和质量用量具和衡器测量单体蓄电池的外形尺寸及质量。5.2.4 单体蓄电池充电在252下，蓄电池先以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止状态（如果企业未提供，以放电至1.0V截至），然后按企业提供的专用规程进行充电。若企业未提供充电规程，则依据以下规程充电：以0.5I1(A)电流恒流充电2h,然后再以0.05 I1充电1h，充电后静置30min。5.2.5 25放电容量a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b) 在252下，蓄电池在以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电，直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压（如果企业未提供，以放电至1.0V截至）。c) 用电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。d) 重复步骤a）-b）5次。e)当连续3次试验结果的最大差值小于额定容量的3%，可提前结束试验，取此3次结果平均值。试验过程中记录单体蓄电池的电压、温度变化情况。5.2.6 安全性所有安全试验均在有充分环境保护的条件下进行。5.2.6.1 过放电a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。 b) 在205下，单体蓄电池以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电，直至单体蓄电池电压0V后继续强制放电30min（如果有电子保护线路，应暂时除去放电电子保护线路），试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.1规定。5.2.6.2 过充电a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b) 可按两种充电方式进行试验。1) 在205下,以1I1(A)电流恒流充电1h，试验后观察1h。2) 在205下,以1I1(A)电流充电至单体蓄电池电压达到企业技术条件中规定的充电终止电压的1.5倍后再恒压充电2h，试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.2规定。5.2.6.3 短路a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b) 在205下，将单体蓄电池经外部短路10min，外部线路电阻应小于5m，试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.3规定。5.2.6.4 跌落a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b) 在205下，单体蓄电池从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，试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.4规定。5.2.6.5 加热a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b) 将单体蓄电池置于1302恒温箱内，并保温60min，试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.5规定。5.2.6.6 挤压a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b) 按下列条件进行试验。1) 挤压方向：垂直于蓄电池极板方向施压。2) 挤压板形式:半径为75mm的半圆柱体或半球体，半圆柱体的高度大于被挤压电池的尺寸（图1）。3) 挤压程度：电压或外壳破裂或挤压力达到500kN或挤压力达到单体蓄电池重量的1000倍（以最先达到为准）。4) 保持时间:从挤压头接触蓄电池起,保持10min，试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.6规定。 图1 单体挤压板5.2.6.7 针刺a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b) 用3mm8mm的耐高温钢针（针尖的角度为30，针的表面光洁、无锈蚀、氧化层及油污)、以10-40mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的方向贯穿（钢针停留在蓄电池中10min ），试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.7规定。5.2.6.8 海水浸泡a) 单体蓄电池按5.2.4方法充电。b）将单体蓄电池按照其正常的工作方向浸入0.34%NaCl溶液（模拟常温下的海水成分）中2h，或直到所有可见的反应停止。水深必须足以完全没过单体蓄电池。单体蓄电池应符合4.1.5.8规定。5.2.6.9 温度冲击试验a)单体蓄电池按5.2.4方法充电。b)单体蓄电池在室温下稳定后放入一个自然或循环空气对流的恒温箱中。恒温箱试验温度按照下表进行调节。表3 热冲击温度和时间时间增量s累计时间s温度00256060-4090150-4060210259030085110410857048025试验后观察1h。单体蓄电池应符合4.1.5.9规定。5.3 蓄电池模块试验要求每个蓄电池模块由5只或以上单体蓄电池串联组成。5.3.1 外观在良好的光线条件下，用目测法检查蓄电池模块的外观。5.3.2 极性用电压表检测蓄电池模块的极性。5.3.3 外形尺寸及质量用量具和衡器测量蓄电池模块的外形尺寸及质量。5.3.4 蓄电池模块充电在252下，蓄电池模块先以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止状态（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至），然后按企业提供的专用规程进行充电。若企业未提供充电规程，则依据以下规程充电：以0.5I1(A)电流恒流充电2h,然后再以0.05 I1充电1h，充电后静置30min。5.3.5 25放电容量a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 在252温度下，蓄电池模块以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止状态（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）时停止试验，计算放电容量(以Ah计)。c） 用电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。d） 重复步骤a）-b）五次。e） 当连续3次试验结果的最大差值小于额定容量的3%，可提前结束试验，取此3次结果平均值。试验过程中记录单体蓄电池模块的电压、温度变化情况。5.3.6 25倍率放电性能5.3.6.1 能量型蓄电池模块a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 蓄电池模块在252下，以1.5I1 (A)电流放电，直至任意一个单体电压达到放电终止电压时停止放电。c) 用b)放电电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。d) 用b)放电10s电流值和电压值计算放电功率（以W/kg计）。5.3.6.2 功率型蓄电池模块倍率放电容量测试按照如下规程进行：a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 在252下，蓄电池模块以4I1 (A)电流放电，直至任意一个单体电压达到放电终止电压（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）时停止放电。c) 用b)放电电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。功率密度测试按照如下规程进行：a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 在252下，蓄电池模块以1I1 (A)电流放电1800s后以厂商规定的最大放电电流放电10s,试验后电池以1I1 (A)电流放电至任意一个单体电压达到放电终止电压（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）。计算以最大电流放电第10s最后一个数据采集点蓄电池模块的功率密度（以W/kg计）。5.3.7 -20放电容量a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 蓄电池模块在-202下贮存20h。c) 蓄电池模块在-202下，以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至任一单体蓄电池电压低于常温放电终止电压时停止试验。d) 用c)电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。5.3.8 55放电容量a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 蓄电池模块在552下贮存5h。c) 蓄电池模块在552下，以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至任一单体蓄电池电压低于常温放电终止电压时停止试验。d) 用c)电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。5.3.9 常温、高温荷电保持能力及容量恢复能力5.3.9.1 常温荷电保持与容量恢复能力a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 蓄电池模块在205下贮存28天。c) 在252下，蓄电池模块以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至任一单体蓄电池电压低于放电终止电压（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）时停止试验。d) 用c)的电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。e) 蓄电池模块再按5.3.4方法充电。f) 在252下，蓄电池模块以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至任一单体蓄电池电压低于放电终止电压（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）时停止试验。g) 用f)的电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。5.3.9.2 高温荷电保持与容量恢复能力a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 蓄电池模块在552下贮存7天。c) 蓄电池模块在252下恢复5h后，以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至任一单体蓄电池电压低于放电终止电压（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）时停止试验。d) 用c)的电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。e) 蓄电池模块再按5.3.4方法充电。f) 在252下，蓄电池模块以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至任一单体蓄电池电压低于放电终止电压（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）时停止试验。g) 用f)的电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。5.3.10 耐振动5.3.10.1 蓄电池模块按5.3.4方法充电。5.3.10.2 将蓄电池模块紧固到振动试验台上，按下述条件进行线性扫频振动试验：a) 放电电流：1I3(A)；b) 振动方向：上下单振动；c) 振动频率：1055Hz； d) 最大加速度：30m/s2；e) 扫频循环：10次f) 振动时间：2h。振动试验过程中，按5.3.5放电观察有无异常现象出现。5.3.11 贮存a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 蓄电池模块在252下，以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电一段时间（能量型1h，功率型30min）。c) 蓄电池模块在402下贮存21天。d) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。e) 蓄电池模块在252下；以一定倍率 （能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电至任一单体蓄电池电压低于放电终止电压（如果企业未提供，以放电至任一单体电池电压达到1.0V截至，如果单体电压无法采集，则放电至模块电压达到n1.0V截至）时停止试验。f) 用e)的电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），如果容量低于5.2.10中的规定值，可重复d)和e)二个步骤，最多可以重复5次。5.3.12 循环寿命循环寿命测试按照QC/T*-201*的要求进行。5.3.13 安全性 所有安全试验均在有充分环境保护的条件下进行。5.3.13.1 过放电a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。 b) 在205下，蓄电池模块以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流放电（如果有电子保护线路，应暂时除去放电电子保护线路），直至某一单体蓄电池电压达到0V后继续强制放电30min，试验后观察1h。蓄电池模块应符合4.2.12.1规定。5.3.13.2 过充电蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 可按两种充电方式进行试验。1) 在205下,以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流恒流充电一段时间（能量型2h，功率型1h）。2) 在205下,以一定倍率（能量型0.5I1(A)，功率型1I1(A)）电流充电至某一单体蓄电池电压达到企业技术条件中规定的充电终止电压的1.5倍后再恒压充电2h，试验后观察1h。蓄电池模块应符合4.2.12.2的规定。5.3.13.3 短路a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 在205下,将蓄电池模块经外部短路10min，外部线路电阻应小于5m，试验后观察1h。蓄电池模块应符合4.2.12.3的规定。5.3.13.4 加热a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 将蓄电池模块置于1302恒温箱内，并保温30min，试验后观察1h蓄电池模块应符合4.2.12.4的规定。5.3.13.5 挤压a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 按下列条件进行试验。蓄电池模块应符合4.2.12.5的规定。挤压板形式见图2：一侧是平板，一侧是异形板,对于10Ah以上的电池异形板的半圆柱形挤压头的典型半径为75mm,对于10Ah及以下的电池异形板的半圆柱形挤压头的典型直径为75mm。挤压头间的典型间距为30mm，挤压板外廓尺寸要大于受挤压面尺寸。1)挤压方向：与蓄电池模块在整车布局上最容易受到挤压的方向相同。如果最容易受到挤压的方向不可获得，则挤压方向垂直或平行于单体蓄电池排列方向。 2)挤压程度：挤压力达到蓄电池模块重量的1000倍或达到500kN。3)保持时间:从挤压头接触蓄电池起,保持10min，试验后观察1h。图2 挤压板示意图5.3.13.6 针刺a) 蓄电池模块按5.3.4方法充电。b) 用6-10mm的耐高温钢针、以10-40mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的方向，直至贯穿3个蓄电池单体（钢针停留在蓄电池中10min）当测试样品为D型单体组成的圆筒形模块或狭长形模块时，则用三根长度不同的钢针从模块侧面依次刺穿三个蓄电池单体(图3b和图3c)，试验后观察1h蓄电池模块应符合4.2.12.6的规定。图3 针刺示意图5.3.13.7 海水浸泡a) 蓄电池模块按5.2.4方法充电。b）将蓄电池模块按照其正常的工作方向浸入0.34%NaCl溶液（模拟常温下的海水成分）中2h，或直到所有可见的反应停止。水深必须足以完全没过蓄电池模块。蓄电池模块应符合4.2.12.7规定。5.3.13.8 温度冲击试验a)蓄电池模块按5.2.4方法充电。b)蓄电池模块在室温下稳定后放入一个自然或循环空气对流的恒温箱中。恒温箱试验温度按照下表进行调节。表3 热冲击温度和时间时间增量s累计时间s温度00256060-4090150-4060210259030085110410857048025试验后观察1h。蓄电池模块应符合4.2.12.8规定。5.4 试验程序5.4.1 按本程序进行的试验应连续进行。5.4.2 单体蓄电池试验程序见表1。5.4.3 蓄电池模块试验程序见表2。表1 单体蓄电池试验程序序号检验项目检验方法章条号单体蓄电池编号1外观5.2.11#18#2极性5.2.23外形尺寸和质量5.2.3425放电容量5.2.55安全性5.2.6表2 蓄电池模块试验程序序号检验项目检验方法章条号蓄电池模块编号1外观5.3.11#12#2极性5.3.23外形尺寸及质量5.3.3425放电容量5.3.5525倍率放电容量5.3.61#6-20放电容量5.3.7755放电容量5.3.88常温与高温荷电保持与容量恢复能力5.3.92#3#9耐振动5.3.104#10储存5.3.115#11工况循环寿命5.3.126#12安全性5.3137#14#6 检验规则6.1 检验分类、检验项目、要求章条号、样品数量和试