DB11Z 800-2011 电动汽车电能供给与保障技术规范 商用车动力蓄电池包

ICS29.220.99DB11DB11/Z800—2011电动汽车电能供给与保障技术规范商用车动力蓄电池包Technicalspecificationsofelectricitysupplyandassuranelectricvehicle:powerbatterypackforcommercialvehicle北京市质量技术监督局发布IDB11/Z800—2011 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14要求 25试验方法 76标识与标志 7包装、运输与储存 DB11/Z800—2011本指导性技术文件按照GB/T1.1-2009给出的规则编写。本指导性技术文件由北京市电动汽车产业标准化工作组提出。本指导性技术文件由北京市发展与改革委员会组织实施。本指导性技术文件建议和意见，向北京市质量技术监督局反映。本指导性技术文件的主要起草单位：北京理工大学。本指导性技术文件的参与起草单位：北京市标准化研究所、北京电源行业协会、普天海油新能源动力有限公司、北京交通大学、北京普莱德新能源电池科技有限公司、中信国安盟固利动力科技有限公司、北京公共交通控股(集团)有限公司、北汽福田汽车股份有限公司。本指导性技术文件的主要起草人：王震坡、孙逢春、刘鹏、陆春、孙晓辉。本指导性技术文件的参与起草人：钟锌章、李永华、刘雪涛、权京华、钱良国、刘金玉、张维戈、周玉坤、毛永志、孙运刚、杨重科。DB11/Z800—20111电动汽车电能供给与保障技术规范商用车动力蓄电池包本指导性技术文件规定了纯电动商用车和插电式电动商用车动力蓄电池包的要求、试验方法、标识与标志、包装、运输与储存的要求。本指导性技术文件适用于纯电动商用车和插电式电动商用车动力蓄电池包的设计、生产、检验以及包装、运输与储存。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。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A:低温GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B:高温GB/T2423.3电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB/T2423.5电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc:振动(正弦)GB/T2423.17电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka:盐雾GB2894-2008安全标志及其使用导则GB4208-2008外壳防护等级(IP代码)GB/T17619-1998机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法GB/T18384.3-2001电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护GB/T18455-2010包装回收标志GB18655-2010车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法GB/T19596-2004电动汽车术语GB/T19951-2005道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法GB/T20234-2006电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求GB/T21437.2-2008道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第2部分：沿电源线的电瞬态传导GB21966-2008锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求QC/T413-2002汽车电器设备基本技术条件QC/T625-1999汽车用涂镀层和化学处理层QC/T743QC/T744电动汽车用锂离子蓄电池电动汽车用金属氢化物镍蓄电池3术语和定义GB/T19596中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。2DB11/Z800—20113.1构成动力蓄电池组的最小单元，一般由正极、负极、电解质及外壳等构成。3.2动力蓄电池组powerbattery由多个单体蓄电池组成的总成，简称蓄电池组。3.3蓄电池管理系统batterymanagementsystem监视单体蓄电池的状态(温度、电压、荷电状态),具有蓄电池组的均衡控制、热管理、故障诊断、控制蓄电池输入和输出功率等全部或部分功能，并提供蓄电池状态和控制参数通讯接口的系统。3.4蓄电池管理模块batterymanagementmodule具有蓄电池管理系统的全部或部分功能，可以通过总线通讯交互动力蓄电池包间信息的蓄电池管理系统的子模块。3.5动力蓄电池箱powerbatterybox能够承装蓄电池组、蓄电池管理模块以及相应的辅助元器件的机械结构，简称蓄电池箱。动力蓄电池包powerbatterypack由蓄电池组、蓄电池管理模块、蓄电池箱以及相应附件有机组合构成的，具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元，简称蓄电池包。快换动力蓄电池包swappingpowerbatterypack能够通过专用装置，必要时人工协助，短时间内完成更换、并可以在非车载情况下进行充电的蓄电池包，简称快换蓄电池包。动力蓄电池系统powerbatterysystem一个或一个以上蓄电池包及相应附件(蓄电池管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成)构成的为电动汽车整车提供电能的系统。34.1环境要求4.1.1环境温度20℃~+55℃。4.1.2相对湿度4.1.3海拔高度海拔高度≤2000m。4.2外观与尺寸4.2.1外观4.2.1.1蓄电池包外表面应平整，无明显的划伤、变形等缺陷，表面涂镀层应均匀。4.2.1.2铭牌、标志安装应端正牢固，字迹清晰。4.2.1.3零部件紧固可靠，无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。4.2.2尺寸4.2.2.1以蓄电池包装载在车上的第一视面为基准，宽为左右、高为上下、长为前后方向。4.2.2.2蓄电池包尺寸为蓄电池箱最大外廓尺寸。4.2.2.3快换蓄电池包以宽、高为型号分类基准，推荐基准尺寸见表1。表1推荐基准尺寸表序号推荐宽度mm推荐高度m：长度方向根据具休车型可进行调整。4.3蓄电池箱体表面防护4.3.1涂镀层和化学处理层蓄电池箱的涂镀层和化学处理层应符合QC/T625的要求。4.3.2油漆层4.3.2.1附着力蓄电池箱的油漆层应与被覆盖物的表面牢固结合，经栅格法试验后漆层不应脱落。4.3.2.2耐温性蓄电池箱的油漆层经受5.3.1高温试验后，应无皱缩或起层现象。4.3.2.3耐腐蚀性4DB11/Z800—2011蓄电池箱的油漆层在经受5.4.8耐盐雾试验后，应无锈蚀。4.3.3耐工业溶剂性能蓄电池箱在不工作状态下经受制动液、防冻液、室内清洁剂和玻璃清洗剂等溶剂的试验，试验后试件不应出现腐蚀缺陷。4.4机械强度4.4.1耐振动强度蓄电池包进行5.4.5振动试验后，不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置不应受到损坏。4.4.2耐冲击强度蓄电池包进行5.4.6冲击试验后，不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置不应受到损坏。4.4.3耐跌落强度蓄电池包进行5.4.7跌落试验后，不应爆炸、起火、漏液。4.4.4耐盐雾性能蓄电池包的耐盐雾性能应符合QC/T413-2002中3.13的要求。4.4.5锁止4.4.5.1蓄电池包锁止装置应可靠，防误操作。4.4.5.2快换蓄电池包应具有锁止状态提示功能。4.5.1蓄电池4.5.1.1蓄电池包采用的锂离子蓄电池应符合QC/T743的要求。4.5.1.2蓄电池包采用的镍氢蓄电池应符合QC/T744的要求。4.5.2额定电压总和商用车内全部动力蓄电池包的额定电压总和分为三级，额定电压总和范围和额定电压总和推荐值见表2。表2蓄电池包额定电压总和蓄电池包额定电压总和的等级额定电压总和范围V额定电压总和推荐值V1100～350144、2882300～5003843450～750544注：蓄电池包的额定电压总和宜为384V。54.5.3蓄电池包能量(kWh)蓄电池包按5.5.1试验时，其能量不应低于生产厂商的明示值，同时也不应高于生产厂商明示值的4.5.4额定比能量4.5.4.1额定质量比能量蓄电池包额定质量比能量应大于80Wh/kg。4.5.4.2额定体积比能量蓄电池包额定体积比能量应大于110Wh/L。4.5.5蓄电池包容量(Ah)蓄电池包按5.5.3试验时，其容量不应低于生产厂商的明示值，同时也不应高于生产厂商明示值的4.5.6荷电保持能力蓄电池包按5.5.4试验时，其试验剩余容量不应低于额定值的80%。4.5.7控制电源功率蓄电池包控制电源(不包括加热、冷却等执行机构)功率不应大于10W。4.5.8温度场均匀性蓄电池包在5.5.6试验时，电池包内部温度场的温差不应大于5℃。4.6安全要求4.6.1IP防护等级蓄电池包防护等级不应低于IP55。4.6.2.1蓄电池箱的表面处理层应具有阻燃性，按5.6.2试验后火焰应能自行熄灭。4.6.2.2蓄电池包内的易燃品或易产生短路、打火的部件应有阻燃和抗高温老化的措施。4.6.3电气绝缘性能4.6.3.1蓄电池包内的连接件、端子、电触头等应进行绝缘处理，符合GB/T18384.3-2001中第6章的要求，设备应按I类执行。4.6.3.2采用金属材质的蓄电池箱，在符合表3要求的电压条件下，正极或负极与金属外壳之间的绝缘电阻应大于10MQ。6<DB11/Z800—2011表3绝缘电阻试验的电压等级蓄电池包额定工作电压(单箱U)V绝缘电阻测试仪器的电压等级VU≤6025060<U≤300500300<U≤7504.6.4高压断电保护电压高于48V的蓄电池包宜含有应急断电装置。4.6.5过流断开保护当蓄电池包的输出电流逐渐上升到设置的过流断开电流值时，过流断开保护器应断开蓄电池包与负载电阻的连接，蓄电池包应能输出报警信号。4.6.6过放电保护当蓄电池包放电时，某一单体蓄电池电压下降到最低放电电压时，蓄电池管理系统应能控制蓄电池包停止放电，蓄电池包应能输出报警信号。4.6.7过充电保护当蓄电池包充电时，某一单体蓄电池电压上升到最高充电电压时，蓄电池管理系统应能控制蓄电池包停止充电，蓄电池包应能输出报警信号。4.7.1抗扰度要求4.7.1.1静电放电抗扰度限值蓄电池包的静电放电抗扰度限值应符合GB/T19951-2005表B.1中IV级接触放电±8kV和表B.3中空气放电±25kV的要求。4.7.1.2射频电磁辐射抗扰度限值蓄电池包的射频电磁辐射抗扰度限值应符合GB/T17619-1998表1的要求。4.7.1.3瞬态抗扰度限值蓄电池包的瞬态抗扰度限值应符合GB/T21437.2-2008表A.1中3级或表A.2中3级的要求。4.7.1.4抗扰性限值蓄电池包的抗扰性限值应符合GB/T17619-1998表1的要求。4.7.2电磁发射限值要求4.7.2.1传导骚扰限值7DB11/Z800—20114.7.2.1.1电源线的传导骚扰限值蓄电池包的电源线的传导噪声限值应符合GB/T18655-2010表5中2级或表6中2级的要求。4.7.2.1.2控制/信号线传导电流骚扰限值蓄电池包的控制/信号线传导骚扰限值应符合GB/T18655-2010表7中3级或表8中3级的要求。4.7.2.2辐射骚扰限值蓄电池包的辐射骚扰限值应符合GB/T18655-2010表9中的1级或表10中的1级的要求。4.7.2.3电压瞬态骚扰限值蓄电池包的电压瞬态骚扰限值应符合GB/T21437.2-2008附录C表C.2中3级和表C.3中3级的要求。4.8接口与通讯协议与蓄电池包连接的机械、电气及通讯接口，应符合现场连接的要求，符合相关国家标准和行业标准对各种接口的要求。通讯协议应符合相关国家标准和行业标准的要求。5试验方法5.1试验条件5.1.1试验环境条件除另有规定外，试验应在正常环境条件下进行：——环境温度：+15℃~+35℃;——相对湿度：45%～75%;——大气压力：86kPa～106kPa。测量仪器、仪表，包括监控和监测试验参数的试验设备应有合格证书，计量器具应具有在有效期内的计量检定(校准)证书。测试仪表、设备应具有符合要求的测量不确定度和稳定度，其测量不确定度应优于被测指标不确定度一个数量级或其最大允许误差小于被测参数允许误差的三分之一。5.2蓄电池包充电在20℃±5℃条件下，蓄电池包以113(A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h;然后在20℃±5℃条件下以11:(A)恒流充电，至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.11:(A)时停止充电，充电后静置Ih。高温工作试验应按GB/T2423.2-2008中“试验Bd:散热试验样品温度渐变的高温试验—试验样品在升温调节期不通电”的规定进行。试验中，取高温试验温度为4.1.1规定的最高工作环境温度，试验持续时间为16h。在试验结束后，蓄电池包应能正常工作。8四DB11/Z800—20115.3.2低温试验低温工作试验应按GB/T2423.1-2008中“试验Ad:散热试验样品温度渐变的低温试验—试验样品在温度开始稳定后通电”的规定进行。试验中，取低温试验温度为4.1.1规定的最低工作环境温度，试验持续时间为16h。在试验结束后，蓄电池包应能正常工作。5.3.3恒定湿热试验将试验蓄电池包置于恒定湿热试验箱内，试验按GB/T2423.3规定的方法进行，在温度40℃±2℃,相对湿度为93%±3%的环境下连续试验48h后，蓄电池包在5.1.1规定的正常环境条件下放置2h,试验结束后，蓄电池包应能正常工作。5.4外观与尺寸检验5.4.1外观检验目测蓄电池包的外表面、铭牌和标志的安装，使用紧固工具检查零部件的紧固情况，检验结果应符合4.2.1的要求。5.4.2尺寸检验用量具测量蓄电池包的尺寸，应符合4.2.2的要求。5.4.3蓄电池箱体表面防护试验5.4.3.1涂镀层和化学处理层试验蓄电池箱金属涂镀层和化学处理层的试验应按QC/T625规定的方法进行，试验结果应符合4.3.1的要求。5.4.3.2.1附着力试验在充分干燥的蓄电池箱体的油漆层样板(10cm×15cm)表面漆层上，用栅格法分别在三件样品上进行检测，即用刀片纵横各划四道，每道间距为1mm,形成九个方格，在方格内的漆层无起层现象。5.4.3.2.2耐温性试验与5.3.1条高温试验同时进行，高温试验之后，蓄电池箱体油漆层应无软化脱落现象。5.4.3.2.3耐腐蚀性试验与5.4.8条耐盐雾试验同时进行，在试验进行48h后，蓄电池箱体油漆层应无绣蚀现象。5.4.4耐工业溶剂试验蓄电池包在不工作状态下，分别将50ml试剂用300mm×300mm的棉布沾溶剂润湿后，涂抹蓄电池箱体外表面。溶剂种类、试件存放温度及润渍持续时间应符合表4的要求，试验结果应符合4.3.3的要求。9四DB11/Z800—2011表4溶剂种类、试件存放温度及润渍持续时间溶剂种类试件存放温度℃润渍持续时间h制动液48防冻液48室内清洁剂48玻璃清洗剂室温48按GB/T2423.10中规定的方法测试蓄电池包的抗机械振动能力。按照5.2的要求对电池包进行充电后，将蓄电池包固定在振动试验机台面上，锁止装置处于锁止状态。蓄电池包在20℃±5℃的试验条件下以11:(A)电流放电，振动频率范围为10Hz～55Hz,最大加速度30ms²,振动试验时间为2h,沿相互垂直的三个轴线分别进行10次扫频循环。试验后蓄电池包不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置应没有受损，蓄电池包不应爆炸、起火、漏液。按GB/T2423.5中规定的方法测试蓄电池包的抗机械冲击能力。将蓄电池包固定在冲击试验机台面上，锁止装置处于锁止状态，试验中，冲击脉冲采用半正弦形脉冲波形，峰值加速度为150ms²,持续时间为11ms。试验后蓄电池包不应有机械上的损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置应没有受损，蓄电池包不应爆炸、起火、漏液。蓄电池包按5.2的要求充电后，在20℃±5℃的试验条件下，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，蓄电池包不应爆炸、起火、漏液。按GB/T2423.17规定的方法进行耐盐雾试验。试验持续时间为48h,试验结束后将蓄电池包清洗干燥并在5.1.1规定的试验环境条件下放置2h,各电气连接件应无氧化、腐蚀，试验结果应符合4.4.4的要求。5.4.9锁止功能试验蓄电池包经过振动、冲击和跌落试验后，检查锁止装置，试验结果应符合4.4.5的要求。5.5.1蓄电池包能量(kWh)试验在20℃±5℃条件下以113(A)恒流充电，蓄电池单体电压达到生产厂商规定的充电终止电压时转恒压充电，充电电流降至0.11:(A)时停止充电，充电后静置Ih。将蓄电池包与放电设备连接，在20℃±5℃条件下，蓄电池包以11:(A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h,记录整个放电过程中蓄电池包放出的能量，蓄电池包的额定能量(kWh)值保留3位有效数字，试验结果应符合4.5.3的要求。若首次试验达不到规定值，允许重新试验，但连续进行到第5个充放电循环试验后仍达不到规定值时，应停止试验。四DB11/Z800—20115.5.2比能量试验测量蓄电池包的质量和体积(体积按最大外廓尺寸计算),按照公式1和公式2计算蓄电池包的质量比能量和体积比能量，试验结果应符合4.5.4的要求。5.5.3.1蓄电池包按5.2的要求进行充电。5.5.3.2蓄电池包在20℃±5℃的条件下以11:(A)电流放电，直到放电终止电压为生产厂商规定的放电终止电压。5.5.3.3用5.5.3.2的电流值和放电时间数据按照公式3计算容量(以Ah计),试验结果符合4.5.5的要求。蓄电池包容量=放电电流×放电时间(3)5.5.4荷电保持试验5.5.4.1蓄电池包按5.2的要求进行充电。5.5.4.2蓄电池包在20℃±5℃条件下储存28天。5.5.4.3蓄电池包在20℃±5℃条件下以11:(A)电流放电，直到蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电。5.5.4.4用5.5.4.3的电流值和放电时间数据计算容量(以Ah计),荷电保持能力表达为试验容量占额定容量的百分数，试验结果符合4.5.6的要求。5.5.5控制电源功率试验在电池管理模块的输入电源端连接功率测量表，在蓄电池包进行正常充放电的过程中，记录功率表的读数，所测得的控制电源功率应小于10W。5.5.6温度场均匀性试验在蓄电池包的单体蓄电池正负极柱上均布3个以上温度采集点，将蓄电池包置于恒温试验箱中，设定试验温度分别为-20℃、·10℃、0℃、15℃、30℃、45℃、55℃,以113(A)恒流充电，蓄电池单体电压达到生产厂商规定的充电终止电压时转恒压充电，充电电流降至0.11:(A)时停止充电，充电后静置Ih。将蓄电池包与放电设备连接，蓄电池包以113(A)电流放电至蓄电池单体电压达到生产厂商规定的放电终止电压时停止放电，静置1h,记录整个充、放电过程中各采集点温度，所测得的采集点最高温度与最低温度之差不应大于5℃。5.6安全性试验5.6.1IP防护试验5.6.1.1防尘试验四按GB4208-2008中13.4、13.5规定的方法进行蓄电池包的防尘试验，试验结果应符合GB4208-2008中表2的要求。按GB4208-2008中14规定的方法进行蓄电池包的防水试验，试验结果应符合GB4208-2008中表3的要求。5.6.2阻燃性试验采用丙烷平面燃烧器以不低于1000℃的火焰与蓄电池箱体接触，在燃烧5分钟之后将火焰移开，蓄电池箱体上的火焰在30秒内应能自行熄灭。按照表3规定的试验电压等级，使用兆欧表测量正极或负极与金属外壳之间的绝缘电阻，试验结果应符合4.6.3的要求。5.6.4过流断开保护试验蓄电池包按照5.2的要求进行充电后，与负载电阻连接。调整负载电阻，使输出电流逐渐上升到保护装置设定的过流断开电流值，过流断开装置应断开电池包与负载电阻的连接，蓄电池包应能输出报警信号。5.6.5过放电保护试验5.6.5.1蓄电池包按5.2的要求进行充电。5.6.5.2蓄电池包在20℃±5℃条件下以119(A)电流放电，某一单体蓄电池电压达到最低放电电压继续放电时，蓄电池管理系统应控制蓄电池包停止放电，试验结果应符合4.6.6的要求。5.6.6过充电保护试验5.6.6.1蓄电池包在20℃±5℃条件下以113(A)电流放电，某一单体蓄电池电压达到最低放电电压时停止放电。5.6.6.2蓄电池包在20℃±5℃条件下以313(A)电流充电，某一单体蓄电池电压达到最高充电电压继续充电时，电池管理系统应控制蓄电池包停止充电，试验结果应符合4.6.7的要求。5.7.1抗扰度试验5.7.1.1静电放电抗扰度试验按GB/T19951-2005中第5章和第7章规定的方法进行蓄电池包的静电抗扰度试验，试验结果应符合4.7.1.1的要求。5.7.1.2射频电磁场辐射抗扰度试验按GB/T17619-1998中9.3规定的方法进行蓄电池包的射频电磁场辐射抗扰度试验，试验结果应符合4.7.1.2的要求。5.7.1.3瞬态抗扰度试验四DB11/Z800—2011按GB/T21437.2-2008中4.4规定的方法进行蓄电池包的瞬态抗扰度试验，试验结果应符合4.7.1.35.7.1.4抗扰性试验按GB/T17619-1998中9.5规定的方法进行蓄电池包的抗扰性限值试验，试验结果应符合4.7.1.4的要求。5.7.2电磁发射限值试验5.7.2.1电源线传导骚扰限值试验按GB/T18655-2010中6.2规定的方法进行蓄电池包的电源线传导骚扰限值试验，试验结果应符合4.7.2.1.1的要求。5.7.2.2控制/信号线传导骚扰限值试验按GB/T18655-2010中6.3规定的方法进行蓄电池包的控制/信号线传导骚扰限值试验，试验结果应符合4.7.2.1.2的要求。5.7.2.3辐射骚扰限值试验按GB/T18655-2010中6.4规定的方法进行蓄电池包的辐射骚扰限值试验，试验结果应符合4.7.2.2按GB/T21437.2-2008中4.3规定的方法进行蓄电池包的电压瞬态骚扰值试验，试验结果应符合4.7.2.3的要求。6标识与标志蓄电池包外表面应具有永久性铭牌。铭牌内容应包括：产品名称、产品型号或规格、蓄电池包编码号、额定能量(kWh)、额定容量(Ah)、标称电压(V)、额定放电电流(A)、峰值放电电流(A)、额定充电电流(A)、质量(kg)、生产厂商、厂址、执行标准号、生产批号、生产日期。6.2.1蓄电池包的标志应置于蓄电池包装载在车上的第一视面，且清楚可见。6.2.2蓄电池箱体表面应有符合GB2894-2008表2中2-7要求的警示标志。6.2.3蓄电池包应标识极性，极性识别标记应位于接近端子柱的位置，采用下列标识符：a)正极端子——