电动轻型两轮车换电用锂离子电池安全要求-征求意见稿

ICS43.140

CCST85

T/SHMA

上海市摩托车行业协会团体标准

T/SHMA××××—××××

电动轻型两轮车换电用锂离子电池安全要

求

Safetyrequirementsforlithium-ionbatteryspecializedforbattery-swappingpurpose

ofelectricbicyclesandmopeds

点击此处添加与国际标准一致性程度的标识

（征求意见稿）

××××-××-××发布××××-××-××实施

上海市摩托车行业协会发布

T/SHMA××××—××××

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由上海市摩托车行业协会提出并归口。

本文件起草单位：×××、×××、×××。

本文件主要起草人：×××、×××、×××。

本文件为首次发布。

III

T/SHMA××××—××××

电动轻型两轮车换电用锂离子电池安全要求

1范围

本文件规定了可换电电动轻型两轮车用锂离子电池的安全要求及试验方法。

本文件适用于可换电电动自行车、电动轻便摩托车和电动摩托车用锂离子电池。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2423.18电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）

GB/T2900.41-2008电工术语原电池和蓄电池

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T12742自行车检测设备和器具技术条件

GB/T36672电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池

GB/T36945-2018电动自行车用锂离子蓄电池词汇

GB/T36972电动自行车用锂离子蓄电池

T/SHMAXXXX-XXXX电动轻型两轮车换电安全要求

3术语和定义

GB/T2900.41-2008，GB/T36945-2018以及T/SHMAxxxx界定的术语和定义适用于本文件。

4一般条件

4.1可换电电动自行车用锂离子电池基本安全要求

可换电电动自行车用锂离子电池应符合GB/T36972规定的过充电、强制放电、外部短路、挤压、机

械冲击、低气压、高低温冲击、过充电保护、过放电保护、短路保护、放电过流保护、静电放电、模制

壳体应力、壳体承受压力和壳体阻燃性要求。

4.2可换电电动轻便摩托车和电动摩托车用锂离子电池基本安全要求

可换电电动轻便摩托车和电动摩托车锂离子电池应符合GB/T36672规定的蓄电池单体及模块安全

性、温度冲击、湿热循环、高海拔、过充电保护、过放电保护、过温保护、短路保护要求。

5技术要求

5.1总则

1

T/SHMA××××—××××

电池组应符合以下测试，保证其安全性。

5.2振动

按6.3规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，并且满足IPX7的

要求。

5.3提手强度

按6.4规定的方法进行试验后，电池提手及其固定位置，以及电池包外壳应不破损。

5.4跌落

按6.5规定的方法进行试验后，电池组应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，并且满足IPX7

的要求。

5.5倾倒

按6.6规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，开路电压下降不

超10%。

5.6微跌

按6.7规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，开路电压下降不

超10%。

5.7IPX7

按6.8规定的方法进行试验后，电池内部应无进水，各项功能正常。

5.8盐雾

按6.9规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，开路电压下降不

超10%，元器件无锈蚀。

5.9低温充电

按6.10规定的方法进行试验后，电池不起火，不爆炸。

此要求仅适用于标称使用温度范围≤0℃的电池组。

6试验方法

6.1试验条件

除另有规定外，本章所用的检测设备和器具应符合GB/T12742标准的规定。

试验环境以及测量仪器和设备要求根据以下条款规定：

6.1.1试验环境

除另有特别规定外，测试应在以下环境进行：

-温度：25℃±5℃；

-相对湿度：15%～90%；

-大气压力：86kPa～106kPa

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T/SHMA××××—××××

6.1.2测量仪器和设备要求

测量仪器和设备精度应符合以下要求：

a)测量电压、电流的仪表精度应不低于±0.5%；

b)测量温度的仪表精度应不低于±0.5℃；

c)测量时间的仪表精度应不低于±0.1%；

d)测量尺寸的仪表精度应不低于±0.1%；

e)测量质量的仪表精度应不低于±0.1%；

f)恒流源的电流可调，在恒流充电或放电过程中，电流表话在±0.5%范围内；

g)恒压源的电压可调，在恒压充电过程中，电压变化在±0.5%范围内。

6.2标准充放电方法

6.2.1充电

若企业未提供充电方法，电池组采用以下方法进行充电

充电前，电池组以I2(A)恒流放电至终止电压。在常温试验环境下，以0.4I2(A)充电，当电池组的端

电压达到充电终止电压时，静置5分钟，再以0.04I2(A)的电流充至充电终止电压,静置30分钟。

6.2.2放电

在常温试验环境下，电池组按照6.2.1规定的方法充电结束后搁置0.5h～1h，以2I2(A)电流恒流

放电至终止电压，记录放电时间。

6.3振动

对充满电的蓄电池组,直接安装或通过夹具安装在振动测试机的台面上，按表1规定的步骤进行简

谐振动测试。

蓄电池组振动测试的振幅为0.76mm，最大行程为1.52mm，振动频率在10Hz～55Hz之间，以1Hz/min

的速率变化振动测试分别在电池组的X，Y，Z方向上进行，每个方向在频率10Hz～55Hz之间扫频循环

的测试时间为90min±5min。

测试结束后，进行6.8章节的IPX7试验，搁置4h，进行目检。

表1振动试验步骤

步骤搁置时间h振动时间min

目检外观----

Z轴方向振动--90±5

X轴方向振动--90±5

Y轴方向振动--90±5

目检外观1--

6.4提手强度

使用充满电的电池，在电池拉手本体中间约75mm宽的位置上，向下均匀受力3倍电池包重量，并持

续1min。

6.5跌落

将充满电的电池从高度（电池本体最低点高度）1000mm的位置自由跌落到混凝土平面上，随机方

向跌落3次，实验后进行6.8章节的IPX7试验，搁置4h后，进行目检。

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注：特殊环境使用电池，跌落测试环境温度由电池制造商和整车制造商商量确定跌落环境温度，如-20℃，则电池在

该特殊温度下存储24h后再进行测试。

6.6倾倒

将充满电的电池按正常提拉方向垂直放置在平整混凝土地面上，然后使电池平行于其中一条底边

倾斜直到处于不稳定的位置，让其从该位置自由的翻倒到相邻的一面上；沿电池包4条底边依次各倾倒

25次，然后进行目检。

6.7微跌

将充满电的电池把手栓在专用工装上，使电池模最低点距离混凝土地面100mm，控制使电池自由跌

落，共5000次，然后进行目检。

6.8IPX7

将充满电的电池根据GB/T4208进行IPX7试验，试验后搁置4h，擦干外表水分，然后对电池内部进

行目检。

6.9盐雾

使用充满电的电池，参照GB/T2423.18的试验程序和方法,进行72h的连续盐雾试验后，试验后搁

置4小时，用干布轻轻吸干外表水分，然后对电池内部进行目检。

注：针对符合GB/T366726.3.3条款的电轻摩和电摩用电池，不适用于本试验。

6.10低温充电

使用充满电的电池，根据6.2.2进行标准放电后，在-10℃或者制造商规定的充电下限温度（取大

值）环境下存储24h，然后根据制造商规定充电条件进行充电。

充电完成后，将电池放置在常温（25℃±5℃）烤箱中进行速率5℃±2℃/min的升温，直到烤

箱温度到达130℃并保持30min，然后冷却至室温，并进行目检。

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附录A

（资料性附录）

锂离子电池安全使用的充放电范围(引用自GB/T28164)

A.1通用要求

附录A补充了主要部分和附件中的说明。它构成本文件的一部分。

A.2锂离子电池的安全性

为确保锂离子电池的安全使用，设计和生产锂离子电池或电池组的制造商应严格遵守本文件的要

求。如果充电电压上限不同（即表A.1中所述的系统除外），则可能需要相应地调整充电上限电压和充

电上限温度，以满足试验标准。

A.3充电电压考虑

A.3.1通用要求

蓄电池采用充电电压以促进充电过程中的化学反应。但是，如果充电电压过高，会发生过度的化学

反应或副反应，并且电池会变得热不稳定。（可能过热和热失控。）因此，最重要的是充电电压不得超

过电池制造商规定的值。另一方面，电池组制造商应验证蓄电池在规定充电电压下充电的安全性。

A.3.2充电电压上限

A.3.2.1概述

锂离子电池通常以锂钴氧化物为正极活性材料，碳为负极材料。在该电池中，表A.1中定义的充电

上限电压是根据电池制造商的规范规定的，锂离子电池的示例值为4.25V，从安全角度来看，这是允许

的充电上限电压。图A.1显示了充电的基本工作区域。

A.3.2.2安全方面说明

当锂离子电池在高于充电上限电压的电压下充电时，过量的锂离子从正极活性材料中脱出，其晶体

结构趋于崩塌。因此，作为负极材料的碳表面很容易产生氧和金属锂沉积。

在这些条件下，当发生内部短路时，比所述电池在规定条件下充电时更容易发生热失控。

因此，锂离子电池的充电电压不能高于建议的充电上限电压。还应提供适当的保护装置，防止充电

器可能发生充电控制故障。

对于50kHz以上的交流电流，可能存在纹波，上述内容不适用，因为电池中的锂离子不响应。

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图A.1锂离子电池充电工作区示意图

表A.1工作区充电参数示例

电池类型正极电解液负极充电上限电压推荐温度范围（T2至T3）

电池制造商规定电池制造商规定

碳

（示例：4.25V/电池）（示例：10℃至45℃）

锂过渡金属（镍、电池制造商规定

锡基化合物电池制造商规定

钴、锰等）氧化物锂盐的非（示例：4.25V/电池）

锂离子电池

水性溶液电池制造商规定

钛氧化物电池制造商规定

（示例：2.85V/电池）

电池制造商规定

磷酸亚铁锂碳

（示例：3.8V/电池）

锂离子聚合锂过渡金属（镍、锂盐的凝电池制造商规定电池制造商规定

碳

物电池钴、锰等）氧化物胶聚合物（示例：4.25V/电池）（示例：10℃至45℃）

A.3.2.3施加不同充电上限电压时的安全要求

有时有必要对锂离子电池施加不同于表A.1中所述的充电上限电压值。示例如下：

•采用锂钴氧化物以外的正活性材料；

•从设计角度改变正负电极的容量比。

当锂离子电池的充电上限电压与表A.1所示值不同时，在不同充电上限电压下充电的电池应进行规

定的试验。此外，还应保存解释充电上限电压变化原因的相关文件，以便将所述的不同电压用作新的充

电上限电压。

解释充电上限电压变化原因的文件举例如下：

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a）证明当电池在高于表A.1中规定值的电压下充电时，正极活性电极材料晶体结构的稳定性等于

或高于电池按规定值充电时的稳定性的试验结果；

b）证明当电池在高于表A.1中规定值的电压下充电时，负极活性电极材料中锂的接受度等于或高

于电池在规定值下充电时的接受度的试验结果；

c）证明在新的充电上限电压下（高于表A.1中规定的值），采用试验方法在高温范围上限对电池

进行了测试，并满足了必要的要求的试验结果；

d）证明在低于表A.1规定值的电压下充电的电池在高温范围上限采用试验方法进行试验，并满足

必要的要求的试验结果。

A.4温度和充电电流的考虑

A.4.1概述

充电会产生化学反应，并受温度的影响。即使使用相同的充电上限电压和充电电流，副反应量或充

电产物的状态也取决于温度。

因此，有必要在低温和高温范围内降低充电上限电压或/和最大充电电流。从安全角度来看，这些

条件比标准温度范围更严酷。

图A.1显示了典型锂离子电池可安全充电的基本工作区域。

A.4.2推荐温度范围

A.4.2.1概述

在标准温度范围内，蓄电池可在充电上限电压和从安全角度规定的最大充电电流下充电。

试验温度的上限和下限分别规定为标准温度的最高限和最低限。例如，使用锂钴氧化物作为正极活

性材料、碳作为负极材料的一些锂离子电池的推荐温度范围指定为10℃到45℃。

A.4.2.2采用不同推荐温度范围时的安全考虑

在一些蓄电池中，由于电解液的热稳定性和其他因素的差异，采用了不同的推荐温度范围，而不是

10℃到45℃。当采用新的推荐温度范围时，应将在不同试验温度下充电的电池进行规定的试验。同

时，应保存解释试验温度变化原因的有关文件，以便使用不同的温度。

解释试验温度变化原因的文件示例如下：

a）证明当电池在新的试验温度上限充电时，高于45℃（典型锂离子电池标准温度范围的上限）

时，正极活性电极材料晶体结构的稳定性等于或高于电池在45℃充电时的稳定性的试验结果；

b）证明电池在新的试验温度上限（高于45℃+5℃）下充电，并使用充电上限电压，按照规定的

试验方法进行试验的试验结果；

c）证明当电池在新的试验温度下限充电时，低于10℃，负极活性材料中锂的接受度等于或高于

电池在10℃下充电时的接受度的试验结果；

d）证明在新的试验温度下限（低于10℃至5℃）并使用充电上限电压进行充电的电池进行了规

定的试验的试验结果。

A.4.3高温范围

A.4.3.1概述

在高温范围内，温度高于标准温度范围。在高温范围内，允许在低于标准温度范围规定的充电上限

电压下充电。

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A.4.3.2安全角度说明

当锂离子在与标准温度范围相同条件下的较高温度下充电时，从正极活性材料中脱出大量的锂。由

于脱锂量的增加导致晶体结构稳定性变差，电池的安全性下降。

同时，高温区与热失控区之间的温差相对较小。因此，在发生内部短路等事故时，电池更容易达到

所述温度。

因此，在高温范围内，充电条件的规定是不同的，如下所示。

•当锂离子电池的表面温度高于试验温度的上限时，应采用专门针对高温范围规定的不同充电条件。

•当锂离子电池的表面温度高于高温范围的上限时，该电池不得在任何充电电流下充电。

A.4.4低温范围

A.4.4.1概述

在低温范围内，温度低于标准温度范围。在低温范围内，可以通过改变标准温度范围规定的充电上

限电压和/或最大充电电流对蓄电池进行充电。

A.4.4.2安全角度说明

当锂离子电池在低温范围内充电时，传质速率降低，锂离子插入负极活性材料的速率变低。因此，

金属锂容易沉积在负极表面。在这种情况下，电池变得热不稳定，可能过热并导致热失控。

另外，在低温范围内，锂离子的接受程度很大程度上取决于温度。因此，在由多个串联电池组成的

锂离子电池组中，由于温度差异，这些电池对锂离子的接受程度可能不同。在这种情况下，可能无法确

保足够的安全。

因此，在低温范围内，充电条件的规定是不同的，如下所示。

•当锂离子电池的表面温度低于试验温度下限时，应采用专门针对低温范围规定的不同充电条件。

•当锂离子电池的表面温度低于低温范围的下限时，电池不得在任何充电电流下充电。

A.4.5充电电流的适用范围

如上所述，充电电流不适用于50kHz以上的交流电流，由于锂离子电池不会对此类影响做出响应，

会产生纹波和其他影响。（50kHz以上的纹波电流是可以接受的。）

A.4.6放电考虑

A.4.6.1概述

图A.2显示了锂离子电池放电的一般工作区域。

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图A.2锂离子电池放电工作区域示意图

A.4.6.2放电终止电压及安全角度说明

电池放电不能超过制造商规定的放电终止电压。如果电池放电超过放电终止电压，集流体金属可能

会在充电过程中从负极浸出并局部沉积。这种沉积可能会向正极生长并导致内部短路或漏液。

如果蓄电池电压低于规定的放电终止电压，应避免蓄电池继续放电。

A.4.6.3放电电流和温度范围

在放电过程中，不应超过最高放电温度。如果放电前温度超过最高起始放电温度，则不应进行放电。

放电时，不应超过最大放电电流。

A.4.6.4放电电流的适用范围

上述规定的放电电流不适用于50kHz或更高的交流元件（纹波等），锂离子不会在电池内部发生反

应。

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参考文献

[1]GB/T28164-2011含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式密封蓄电池和蓄电

池组的安全性要求

1

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目次

前言...............................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4一般条件...........................................................................1

4.1可换电电动自行车用锂离子电池基本安全要求.......................................1

4.2可换电电动轻便摩托车和电动摩托车用锂离子电池基本安全要求.......................1

5技术要求...........................................................................1

5.1总则...........................................................................1

5.2振动...........................................................................2

5.3提手强度.......................................................................2

5.4跌落...........................................................................2

5.5倾倒...........................................................................2

5.6微跌...........................................................................2

5.7IPX7...........................................................................2

5.8盐雾...........................................................................2

5.9低温充电.......................................................................2

6试验方法...........................................................................2

6.1试验条件.......................................................................2

6.2标准充放电方法.................................................................3

6.3振动...........................................................................3

6.4提手强度.......................................................................3

6.5跌落...........................................................................3

6.6倾倒...........................................................................4

6.7微跌...........................................................................4

6.8IPX7...........................................................................4

6.9盐雾...........................................................................4

6.10低温充电......................................................................4

附录A（资料性附录）锂离子电池安全使用的充放电范围(引用自GB/T28164)............5

A.1通用要求.........................................................................5

A.2锂离子电池的安全性...............................................................5

A.3充电电压考虑.....................................................................5

A.3.1通用要求.....................................................................5

A.3.2充电电压上限.................................................................5

A.4温度和充电电流的考虑.............................................................7

A.4.1概述.........................................................................7

I

T/SHMA××××—××××

A.4.2推荐温度范围.................................................................7

A.4.3高温范围.....................................................................7

A.4.4低温范围.....................................................................8

A.4.5充电电流的适用范围...........................................................8

A.4.6放电考虑.....................................................................8

参考文献.............................................................................1

II

T/SHMA××××—××××

电动轻型两轮车换电用锂离子电池安全要求

1范围

本文件规定了可换电电动轻型两轮车用锂离子电池的安全要求及试验方法。

本文件适用于可换电电动自行车、电动轻便摩托车和电动摩托车用锂离子电池。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2423.18电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）

GB/T2900.41-2008电工术语原电池和蓄电池

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T12742自行车检测设备和器具技术条件

GB/T36672电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池

GB/T36945-2018电动自行车用锂离子蓄电池词汇

GB/T36972电动自行车用锂离子蓄电池

T/SHMAXXXX-XXXX电动轻型两轮车换电安全要求

3术语和定义

GB/T2900.41-2008，GB/T36945-2018以及T/SHMAxxxx界定的术语和定义适用于本文件。

4一般条件

4.1可换电电动自行车用锂离子电池基本安全要求

可换电电动自行车用锂离子电池应符合GB/T36972规定的过充电、强制放电、外部短路、挤压、机

械冲击、低气压、高低温冲击、过充电保护、过放电保护、短路保护、放电过流保护、静电放电、模制

壳体应力、壳体承受压力和壳体阻燃性要求。

4.2可换电电动轻便摩托车和电动摩托车用锂离子电池基本安全要求

可换电电动轻便摩托车和电动摩托车锂离子电池应符合GB/T36672规定的蓄电池单体及模块安全

性、温度冲击、湿热循环、高海拔、过充电保护、过放电保护、过温保护、短路保护要求。

5技术要求

5.1总则

1

T/SHMA××××—××××

电池组应符合以下测试，保证其安全性。

5.2振动

按6.3规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，并且满足IPX7的

要求。

5.3提手强度

按6.4规定的方法进行试验后，电池提手及其固定位置，以及电池包外壳应不破损。

5.4跌落

按6.5规定的方法进行试验后，电池组应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，并且满足IPX7

的要求。

5.5倾倒

按6.6规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，开路电压下降不

超10%。

5.6微跌

按6.7规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，开路电压下降不

超10%。

5.7IPX7

按6.8规定的方法进行试验后，电池内部应无进水，各项功能正常。

5.8盐雾

按6.9规定的方法进行试验后，电池应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，开路电压下降不

超10%，元器件无锈蚀。

5.9低温充电

按6.10规定的方法进行试验后，电池不起火，不爆炸。

此