DB44T 1480-2014 电动汽车用动力电池系统可靠性试验方法

DB44DB44/T1480—2014电动汽车用动力电池系统可靠性试验方法2014-12-02发布2015-03-02实施广东省质量技术监督局发布 I 12规范性引用文件 1 1 3 4 77故障的分析处理及统计 88试验结果的判定 8 810试验的记录和试验报告 9 11 14 19 20 211本标准规定了电动汽车用动力电池系统可靠性试验的试验要求、试验实施、故障分析、试验结果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，仅注日期的版本适用于本文GB/T2423.56-2006电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字GB/T5080.1-2012可靠性试验第1部分：试验条GB/T5080.7-1986设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验GB/T5081电子产品现场工作可靠性、有效性和维修ISO12405-2电动道路车辆锂离子牵引电池组和系统试验规范第2部分高能量型packsandsystems-Part2:High-energyappIEC62660-1-2010电动道路车辆用二次锂离子电池第1部分性能测试（Secondary能量存储装置，包括电池单体或电池模块的集成、电池管理系统、高压电路、低压电路、冷却装环境应力environmentals2平均故障间隔工作时间meanoperatingtimebetw凡是在同一部位或在不同部位但用途相同的同一种零件（元件）；相同种类和相同制造商的零件3注：改写GB/T2900.13—20T——累计相关试验时间（单位：ht——规定的每套样品试验持续时间（单位：ha)实验室可靠性试验是在规定的受控制的工作环境条件下进行的可靠性试验，其工作环境可以b)现场可靠性试验是在现场进行的可靠性验证或测定试验。现场的工作环境、维修及测量条件a)可靠性工程试验由环境应力筛选和可靠性增长试验组成，在于暴露故障并加以排除，通常在b)可靠性统计试验有可靠性验证试验和可靠性测定试验，在于验证产品是否符合规定要求和测4试验样品为生产合格的产品，且应通过由制造商和采购商协商一致的环境适应性试验和安全性试试验样品数量一般至少2台，但若生产量不足3台时，允许可靠性试验所选用的环境应力及其随时间变化的情况应能反映现场使用和任务环境特征，若无其）；试验循环期间对湿度一般不加控制，只在需要时（如现场出现冷凝、结霜或结冰等情况），才在振动应力量值和剖面应按产品的现场使用类别、产品的安装位置和预期使用情况确定。在确定实振动应力的施加尽量使用实测数据，可根据试验样品具体安装位置选取，具体试验剖面及量级的2/Hz)2)2/Hz2/Hz)2)2/Hz2/Hz)2)2/Hz2/Hz)2)2/Hz5555---------------5_PSD_horizontal_transverse_Yprguoompatnart_b图1振动应力参考剖面BMS工作状态的电应力应按以下要求变化，在每个试验循环中，50%的时间输入电压为设计的标称电压；25%的时间输入电压为设计的标称电压的上限，其余25%的时间输入电压为设计的标称电压的下限，若无其他规定，则输入电压的变动范围应为标称电压的±10%。电池工况的选择需综合考虑试验样品类型及安装环境等要素，如无特殊规定，可参考IEC62660-1-2010中7.7循环寿命试验的工况进行(见附录B)。5.3试验设备和测量仪器试验设备能提供满足本标准要求的试验条件。其控制要求应符合以下规定：a)温度：±2℃;b)相对湿度：±5%;c)振动：符合GB/T2423.56-2006的要求。测量仪器精度要求如下：a)温度测量仪器精度±1℃;b)电气测量仪器精度应不低于0.5级。5.4试验方案本标准假定试验样品的故障分布符合指数分布规律。试验方案有两种类型：定时(定数)截尾试验方案和序贯试验方案。5.4.2定时(定数)截尾试验方案在试验期间，对试验样品进行连续地或短间隔监测，累计相关试验时间达到或超过规定的相关试验时间(接收)或发生了预定的相关失效数(拒收)。6截尾时间(θ0）的倍αβ165232332476532在试验期间，对试验样品进行连续地或短间隔地监测并将累计的相关试验时间和相关故障数与确αβ12345678a)当要求通过试验对产品的平均故障间隔工作时间的真值作出估计时，推荐选用定时（定数）b)当仅需要以预定的判别风险率(α、β)和鉴别比（Dm）对产品作出接收或拒绝的判决，并如果选择定时（定数）截尾试验时，需对累计相T=DDmθ1……7实际单套试验持续时间在保证试验总时间的前提下，可以作一定的调整，但应保证单套最短累计a)采用定时（定数）截尾试验方案时，试验进行到规定的截尾试验时间或截尾相关故障数时，b)采用序贯试验方案时，如果在最大累计相关试验时间内可以做出判决，试验终止；或试验进本标准规定的试验为不可间断试验。若因设备故障，样机故障修复或其他不可抗因素导致试验中a)发生故障的试验程序应重新设置后开始试验，进行时间累计，或从故障发生前的试验时间进1238试验开始后，可以按照供应商提供的样品说明书提示对受试样机维护，正常维护不视作维修，不试验过程出现故障，应及时对故障进行原因分析、排除，故障的处理结果按照10.1a)试验中样品出现的故障，如果不能证明是由于测量错误或外部测试设备故障导致的，每针对c)维修、更换零部件后，若在后续的试验中仍不能消除原来的故障现象，又不能证实故障由维当试验进行至试验方案规定的总试验时间（多台产品以累计的台时数计）时，故障数小于或等于试验方案中规定的接收判决数，则作出接收判决；总试验时间未达到试验方案的规定，但故障数已大试验样品出现开裂、漏液、起火、爆炸等致命故障或电池温度极高、总电压极低等情况时试验终对必须在现场工作和环境条件下进行的电动汽车用动力电池系统可靠性试验，可采用现场试验。9现场可靠性试验方案应合理地规定所有工作路况和环境因素严酷度。当试验方案有多个路况可供数据的收集应使用专用现场报告格式详细记录所要求的数据，数据的收集应符合GB5081的有关规在试验现场收集的试验数据应加以分析，以保证其真实性和完整性，并对报告中的故障进行再判观察的年、月、日和时间，样品的环境条件和工作条件，有关功能参数的检测结果和功能状态的b)维修说明，包括：采取的措施，维修过程中样品的工作时间，维修日期、时间及维修持续时c)被更换的零部件说明，包括：名称、型号，所在位置，供货单位，故障的主要特征和确定故a)故障零部件分析与样品的设计分析，包括：目视和初始测量情况，故障分析说明，产品的设综合环境条件A.2.1寿命剖面寿命剖面是对产品在从其接收到其寿命终结或退出使用这段时间内所要经历的各种事件和状态（包括环境条件、工作方式及其延续情况）的一种时序描述。它涉及寿命期内的每个重要事件，例如运输、贮存、试验和检验、备用、运行使用以及其他可能事件。寿命剖面是确定产品将会遇到的环境任务剖面是对产品在完成规定任务这段时间内所要经历的全部重要事件和状态的一种时序描述。它仅是寿命剖面的一部分。任务剖面可以有一个，也可以有多个，任务剖面是决定产品在使用中将会环境剖面是产品在贮存、运输、使用中将会遇到的各种主要环境参数和时间的关系图，它主要根试验剖面是直接供试验用的环境参数与时间的关系图，是按照一定的规则对环境剖面进行处理后得到的。试验剖面还考虑了任务剖面以外的环境条件，例如汽车启动前外部的温度条件。对设计用于执行一种任务的产品，试验剖面与环境剖面和任务剖面之间呈一一对应关系，对设计用于执行多项任若订购方无其他规定，则可靠性验证试验应在电压输入、温度、振动、湿度和其他有关试验条件也可使用估计应力。在得不到上述应力的情况下，可参考使用本附录提供的应力，或按本附录中的方法确定的应力。试验剖面如图A.1、图A.2所示，输入电压(V)上限①电应力电应力接通接通③相对湿度(%)振动振动温度(℃)7065605550403530252015100-15图A.1可靠性试验剖面(冷循环)6加电时，按上述变化规律，每30min进行一次电应力调整一5(规范性附录)电动汽车用动力电池工况循环应力条件B.1纯电动车用蓄电池该循环测试由两部分组成，充电部分按产品规范进行，放电部分按图B.1、B.2和表B.1、B.2所示的“主放电工况”进行。图B.1纯电动车用蓄电池主放电工况ATime(s)图B.2纯电动车用蓄电池主放电工况B表B.1纯电动车用蓄电池主放电工况试验步骤A时间功率比%1-23485一%67889-8_12.5-888-%1-23485-67889-8_12.5-888-1室温下，按产品规范规定的充电方法进行充电，若产品规范没有规定充电方法，则以1I1（A）电流横流恒流充电至蓄电池单体电压达到产品规范中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电终止电流降至一定电流2345测试样品按步骤1方法充电6重复步骤2~5共X小时(X约为20h且为如图8所示大循环的整数倍)78合格判据：放电容量应不低于初始容量的90注：如果步骤8中测试的放电容量低于初始容量的90%,允许维护一次(不更换电池),然后再满足条件，则提前终止试验。该循环测试由两部分组成，一个是“主放电工况”,其放电量略多于充电量，如图B.3和表B.4所另一个是“主充电工况”,其充电量略多于放电量，如图B.4和表B.5所示。整个测试步骤如表B.6时间电流I充/放电1523540-55充电6充电7充电80-9550-5充电7充电充电0一时间电流I:充/放电15充电2充电3充电40-5567580-95充电7充电充电0-550一1234567合格判据：放电容量应不低于初始容量的90%,5s放电功率不低于初始功率的85%。注：如果步骤7中测试的放电容量低于初始容量的90%,或放电功率低于初始功率的85%,允许池),然后再重复7,如仍不满足条件，则终止试验。鉴于电动汽车用电池系统的复杂性，故障情况对系统完成其规定功能的影响不同，因此可以按对123456789(规范性附录)D.1