T-ZZB 3586-2023 电动工业车辆用锂离子蓄电池组

CCSK24团体T/ZZB3586—2023电动工业车辆用锂离子蓄电池组浙江省质量协会发布IT/ZZB3586—2023前言 Ⅱ 12规范性引用文件 13术语、定义和符号 24基本要求 35技术要求 36试验方法 57检验规则 9质量承诺 T/ZZB3586—2023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。本文件由浙江省质量协会归口。本文件主要起草单位：浙江天宏锂电股份有限公司。本文件参与起草单位：浙江省标准化研究院、浙江省蓄电池标准化技术委员会、国家动力及储能电池产品质量检验检测中心（浙江）、浙江加力仓储设备股份有限公司、湖州师范学院、超威电源集团有限公司、浙江兴能威科技股份有限公司。本文件主要起草人：徐雪明、施寅、张继强、朱振兴、陈单、柏耀文、李彬、钱欢、沈杰、朱东锋、姜阅、乔绮、戴肖肖、孙璐媛。本文件评审专家组长：王慧忠。T/ZZB3586—20231电动工业车辆用锂离子蓄电池组本文件规定了电动工业车辆用锂离子蓄电池组的术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存、质量承诺。本文件适用于电压等级24V～312V的电动工业车辆用锂离子蓄电池组（以下简称蓄电池组）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/T2423.17电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ka：盐雾GB/T2423.18—2021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/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h＋12h循环）GB/T2423.43电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装GB/T2423.5环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击GB/T2900.41电工术语原电池和蓄电池GB/T4208—2017壳体防护等级（IP代码）GB/T5013.1—2008额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆第1部分：一般要求GB/T5023.1—2008额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆第1部分：一般要求GB/T5169.16—2017电工电子产品着火危险试验第16部分：试验火焰50W水平与垂直火焰试验方法GB/T6104.1工业车辆术语和分类第1部分：工业车辆类型GB18384电动汽车安全要求GB/T18384.3—2015电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护《第1号修改单》GB/T19666—2019阻燃和耐火电线电缆或光缆通则GB/T28046.4道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷GB30484电池工业污染物排放标准要求GB/T30512汽车禁用物质要求GB/T31467.1电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第1部分：高功率应用测试规程GB/T31467.2电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分：高能量应用测试规程GB/T31484—2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T31486—2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB38031—2020电动汽车用动力蓄电池安全要求GB/T38661电动汽车用电池管理系统技术条件MH/T1020锂电池航空运输规范术语、定义、缩略语、符号T/ZZB3586—202323术语和定义GB/T2900.41、GB/T6104.1中界定的以及下列术语、定义、缩略语适用于本文件。3.1工业车辆industrialvehicles指至少有三个车轮，并带有动力或非动力驱动装置的轮式车辆（轨道上运行的车辆除外），设计用于搬运、牵引、推顶、起升、堆垛或在货架上分层堆垛各种货物，并由一个操作者控制或无人驾驶自动控制的车辆。3.2额定容量ratedcapacity在规定的条件下测得，并由制造商标称的电池组容量值。3.3初始容量initialcapacity新出厂的动力蓄电池，在室温下3次以1I1（A）电流放电至企业规定的放电终止条件时所放出的容3.4管理系统managementsystem检测、计算、控制或管理蓄电池组的电和温度相关的参数，并提供蓄电池组和其他车辆控制器通讯3.5质量比容量Specific;Vs蓄电池组单位质量(kg)所能释放出的能量(Wh)。3.6容量恢复能力chargerecovery完全充电的蓄电池组在一定温度下，储存一定时间后再完全充电，其后放电容量与初始容量之比。3.7爆炸explosion突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物，可能对周边区域造成结构或物理上的破坏。3.8起火fire蓄电池组任何部位发生持续燃烧（单次火焰持续时间大于1s），火花及拉弧不属于燃烧。有可见物质从蓄电池组漏出至电池壳体外部的现象。3.10壳体破裂housingcrack由于内部或外部因素引起蓄电池组壳体的机械损伤，导致内部物质暴露或溢出。3.11高压highvoltage最大工作电压大于30Va.c.(rms)且小于或等于1000Va.c.(rms)，或大于60Vd.c.且小于或等于1500Vd.c.的电压。3.12低压lowvoltaT/ZZB3586—20233最大工作电压不大于30Va.c.(rms)，或不大于60Vd.c.的电压。4基本要求4.1设计研发4.1.1应使用CAD设计软件对蓄电池组的结构，外观进行设计开发，使用CAE分析软件对蓄电池组结构强度、温度控制等进行仿真分析及验证。4.1.2蓄电池组应设计采用模块组合形式构成；蓄电池组具有快速检测功能；蓄电池组数据具有条码追踪功能。4.1.3管理系统的设计应对均衡功能进行强化设计，当电池组充电时，能有效地防止电池组中单体电池的过充。4.2原材料和部件4.2.1单体蓄电池应满足GB/T31484、GB/T31486、GB/T38031的相关要求。4.2.2单体蓄电池能量密度应符合以下要求：——圆柱形单体蓄电池不低于150Wh/kg；——方形单体蓄电池不低于160Wh/kg；——软包单体蓄电池不低于180Wh/kg；4.2.3电池管理系统应满足GB/T38661的相关要求。4.2.4动力电缆载流面积应符合GB/T5013.1和GB/T5023.1的要求；阻燃和耐火性能应满足GB/T19666的要求；安装和绑扎动力电缆应保证抗振不易松脱。4.2.5所有原材料应符合GB/T30512的规定。4.3工艺与装备4.3.1应具备适合蓄电池组批量生产的装配流水线和工艺流程。4.3.2应对原材料、部件到成品出厂的全过程进行标识与记录，建立符合质量管理体系要求的可追溯制度。4.4检测能力4.4.1应具备管理系统保护阈值、热管理、检测精度等功能参数的在线检测能力。4.4.2应具备对蓄电池组的单体蓄电池、壳体及动力电缆等关键原材料的检测能力。4.4.3蓄电池组生产应具备电池焊接质量的监测、电池组单体压差的监测、静态功耗监测、绝缘等在线检测能力。4.4.4应建立独立实验室，对蓄电池组的电性能、安全性、一致性和环境适应性等相关性能的检测和验证分析能力。5技术要求5.1外观蓄电池组箱体及接线端口不得有变形及裂纹，表面应平整、无毛刺、无外伤、无污物等，且标志清T/ZZB3586—202345.2外形尺寸及质量蓄电池组的外形尺寸、质量应符合产品技术要求。5.3壳体防护5.3.1壳体防护等级蓄电池组壳体防护等级应不低于IP65级。5.3.2非金属壳体高温应力非金属壳体蓄电池组经高温实验后，壳体不应发生塑性变形。5.3.3非金属壳体阻燃性蓄电池组壳体阻燃性应符合GB/T5169.16中V—0级的要求。5.3.4金属壳体耐腐蚀性蓄电池组金属壳体耐腐蚀性应满足GB/T2423.18规定的严酷等级5的要求。5.4质量能量密度蓄电池组质量能量密度应不低于125Wh/kg。5.5电气要求5.5.1标称电压等级蓄电池组标称电压等级范围为24V～312V。5.5.2极性蓄电池组用于连接车辆的外部端子正负极极性应标识清晰。5.5.3电气间隙和爬电距离蓄电池组电气间隙和爬电距离应符合GB/T18384.3的要求。5.5.4绝缘电阻蓄电池组正、负极与外部裸露可导电部件之间的绝缘电阻不应小于100Ω/V。5.6电性能要求5.6.1室温放电容量蓄电池组放电容量应不低于额定容量，并且不应超过额定容量的110%，同时所有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。5.6.2高温放电容量蓄电池组放电容量应不低于初始容量的90%。T/ZZB3586—202355.6.3低温放电容量蓄电池组放电容量应不低于初始容量的80%。5.6.4室温存储容量保持与容量恢复能力蓄电池组容量保持率应不低于初始容量的90%，容量恢复率应不低于初始容量的95%。5.6.5标准循环寿命循环500次放电容量不低于初始容量的90%，或者循环1000次放电容量不低于初始容量的80%。5.7安全性要求5.7.1蓄电池组进行过充电保护试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合5.5.4的要求。5.7.2蓄电池组进行过放电保护试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.3蓄电池组进行外部短路保护试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.4蓄电池组进行过流保护试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.5蓄电池组进行振动试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.6蓄电池组进行机械冲击试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.7蓄电池组进行模拟碰撞试验后，应无起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.8蓄电池组进行挤压试验后，应无起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.9蓄电池组进行温度冲击试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.10蓄电池组进行外部火烧试验后，应无爆炸现象。5.7.11蓄电池组进行高温充放电试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.12蓄电池组进行湿热循环试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.13蓄电池组进行海水浸泡试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.14蓄电池组进行低气压试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。5.7.15蓄电池组进行盐雾试验后，应无泄漏、壳体破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应符合6.4的要求。6试验方法6.1试验条件6.1.1一般条件T/ZZB3586—20236除另有规定外，试验环境温度为25℃±2℃,相对湿度为15%～90%，大气压力为86kPa~试验样品交付时需要包括必要的操作文件，以及和测试设备相连所需的接口部件（如连接器、插头、包括冷却接口）。制造商需要提供蓄电池组或系统的工作限值，以保证整个测试过程的安全。室温下，蓄电池组先以I1(A)电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压，搁置1h；然后以I1(A)恒流充电至技术条件规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05I1(A)时停止充电，充电后搁置1h。6.1.2准确度要求测量仪表、仪表准确度应满足以下要求：——电压测量装置：不低于0.5级；——电流测量装置：不低于0.5级；——温度测量装置：±0.5℃;——时间测量装置：±0.1%；——尺寸测量装置：±0.1%；——质量测量装置：±0.1%。6.1.3测量过程误差测试过程中，控制值（实际值）和目标值之间的误差要求如下：6.2试验方法6.2.1外观目检蓄电池组外观是否符合标准要求。6.2.2外形尺寸和质量用长度尺、游标卡尺和电子秤测量蓄电池组的外形尺寸及质量。6.2.3壳体防护等级按照GB/T4208中规定的方法进行。6.2.4非金属壳体高温应力将蓄电池组放在70℃±2℃的恒温箱中搁置7h，然后取出蓄电池组并恢复至室温，目检蓄电池组外观。6.2.5非金属壳体阻燃性按照GB/T5169.16进行试验。6.2.6金属壳体耐腐蚀性按照GB/T2423.18中规定的方法进行。T/ZZB3586—202376.2.7标准循环寿命蓄电池组的标准循环寿命试验按照下列步骤进行：b）搁置不低于30min或产品规定的搁置条件；c）按照方法充电；d）搁置不低于30min或产品规定的搁置条件；f）按照be）连续循环500次，若放电容量高于初始容量的90%，则终止试验；若放电容量低于初始容量的90%，则继续循环500次；g）计量室温放电容量和放电能量。6.2.8极性用电压表检测蓄电池极性；目测检查接线端子的标识和状态是否符合要求。6.2.9电气间隙与爬电距离电气间隙和爬电距离检测按照GB/T18384.3中规定的方法进行。6.2.10绝缘电阻蓄电池组的绝缘电阻试验按照下列步骤进行：a）测试样件充电至电压不低于其标称电压；b）将蓄电池组的正、负极与外部装置断开，如蓄电池组内部有接触器，应使其处于吸合状态，如蓄电池组带有绝缘电阻监测系统，应将其关闭；对不能承受绝缘电压试验的元件，测量绝缘电阻前应将其短接或拆除；c）选择合适电压等级的绝缘电阻测量仪进行测试；d）记录试验结果。6.2.11室温放电容量蓄电池组的室温放电容量试验按照下列步骤进行：a)蓄电池组按方法充电；b）室温下，蓄电池组以I1(A)电流放电至放电终止电压；c）计量放电容量（以Ah计）；d）重复步骤ac）5次，当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%，可提前结束试验，取最后3次试验结果平均值。6.2.12高温放电容量蓄电池组的高温放电容量试验按照下列步骤进行：a)蓄电池组按方法充电；b）蓄电池组在55℃±2℃下储存5h；c）蓄电池组在55℃±2℃下，以I1(A)电流放电至放电终止电压；d）计算放电容量（以Ah计）。6.2.13低温放电容量T/ZZB3586—20238蓄电池组的低温放电容量试验按照下列步骤进行：a)蓄电池组按方法充电；b）蓄电池组在—20℃±2℃下储存24h；c）蓄电池组在—20℃±2℃下，以I1(A)电流放电至放电终止电压；d）计算放电容量（以Ah计）。6.2.14室温存储容量保持率与容量恢复率蓄电池组的室温存储容量保持率与容量恢复率试验按照下列步骤进行：a)蓄电池组按方法充电；b）蓄电池组在室温下储存28d；c）室温下，蓄电池组以I1(A)电流放电至放电终止电压；d）计量荷电保持容量（以Ah计）；e）蓄电池组再按方法充电；f）室温下，蓄电池组以I1(A)电流放电至放电终止电压；g）计量恢复容量（以Ah计）。6.2.15质量能量密度蓄电池组的质量能量密度试验按照下列步骤进行：a)按6.2.2计量蓄电池组质量平均值M（以kg计）；b）按6.2.11计量放电能量Eaverage（以Wh计）；c）计算测试对象放电能量密度PED（以Wh/kg计），计算公式如下：PED=Eaverage/M............................（1）6.2.16过充电保护蓄电池组的过充电保护试验按照下列步骤进行：a）蓄电池组使用I1(A)电流放电至产品技术条件中规定的放电终止电压，静置30min；b）以I1(A)电流恒流充电到出现以下条件之一时停止试验：1)电压或温度触发充电保护电路动作；2)若充电保护电路未能动作，则充电至蓄电池组电压达到产品技术条件中技术要求规定的充电终止电压的120%，或容量达到额定容量的130%，或蓄电池组温度超过电池系统制造商定义的最高工作温度再加10℃的温度值；c）观察2h。6.2.17过放电保护蓄电池组的过放电保护试验按照下列步骤进行：a）蓄电池组使用I1(A)电流充电至产品技术条件中规定的充电终止电压，静置30min；b）蓄电池组以I1(A)(不超过400A)恒流放电到出现以下条件之一时停止试验：1)电压或温度触发放电保护电路动作；2)若放电保护电路未能动作，则蓄电池组电压达到产品技术条件中技术要求规定的放电终止c）观察2h。T/ZZB3586—202396.2.18外部短路保护蓄电池组的部短路保护试验按照下列步骤进行：a）蓄电池组使用I1(A)电流充电至产品技术条件中规定的充电终止电压，静置30min；b）蓄电池组控制系统应处于工作状态；c）将蓄电池组正、负极经外部短路时间10min，短路电阻应不大于20mΩ;d）观察2h。6.2.19过流保护蓄电池组的过流保护试验按照下列步骤进行：a)蓄电池组使用I1(A)电流放电至产品技术条件中规定的放电终止电压，静置30min；b)启动外部直流供电设备，对电池系统进行充电，以达到电池系统制造商规定的最高正常充电电流。然后，将电流在5s内从最高正常充电电流增加到蓄电池组制造商确定可以施加的过电流（假设外部直流供电设备的故障），继续充电；c）当符合以下任一条件时，结束试验：1)电流、电压或温度触发充电保护电路动作，自动终止充电；2)试验对象发出终止充电的信号；3)试验对象的温度稳定，温度变化在2h内小于4℃;d）观察1h。6.2.20振动蓄电池组的振动试验按照下列步骤进行：a)参考测试对象车辆安装位置和GB/T2423.43的要求，将测试对象安装在振动台上；b)蓄电池组进行15min正弦波振动，振动频率从7Hz增加至50Hz再回至7Hz。此循环应按照制造商规定的蓄电池组安装位置的垂直方向在3h中重表1频率和加速度2c）在振动后，将蓄电池组运行1个标准充放电循环；d）试验结束后应在试验的环境温度条件下观察1h。6.2.21机械冲击蓄电池组的机械冲击试验按照下列步骤进行：a)将充满电的蓄电池组通过刚性安装方式固定到试验台上，按照GB/T2423.5进行半正弦波冲击1)蓄电池组重量≤12kg的，冲击加速度50g、脉冲持续时间11ms；2)蓄电池组重量＞12≤100kg的，冲击加速度25g、脉冲持续时间15ms；b）在三个相互垂直的轴向上进行试验，每个轴向的正负方向各进行3次，共计18次；c）观察2h。T/ZZB3586—20236.2.22模拟碰撞蓄电池组的模拟碰撞试验按照下列步骤进行：a)试验对象为蓄电池组；b)按照试验对象车辆安装位置和GB/T2423.43的要求，将试验对象水平安装在带有支架的台车上。根据试验对象的使用环境给台车施加规定的脉冲,并落在表2和图1最大、最小容差允许范围内(车辆行驶方向为x轴方向，另一垂直于行驶方向的水平方向为y轴方向)。对于试验对象存在多个安装方向（x/y/z）时，按照加速度大的安装方向进行试验；c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察2h。表2模拟碰撞试验脉冲参数表ABCDE0FGH图1加速度脉冲示意图6.2.23挤压蓄电池组的挤压试验按照下列步骤进行：a)挤压板形式：半径为75mm半圆柱体，半圆柱体的长度大于测试对象的高度，但不超过1m；b)挤压方向:x方向和y方向（车辆行方向为x轴方向，另一垂直于行驶方向的水平方向为y轴方向），为保护试验操作安全。可分开在两个试验对象上执行测试；c)挤压速度：不大于2mm/s；d)挤压程度：挤压力达到（100±6）kN或挤压变形量达到挤压方向的整体尺寸的30%时停止挤压。T/ZZB3586—2023e）保持10min；f）试验后观察2h。图2模块挤压板和挤压示意图6.2.24温度冲击蓄电池组的温度冲击试验按照下列步骤进行：a)将充满电的蓄电池组置于（—40℃±2℃)~（85℃±2℃)的交变温度环境中，两种极端温度的转换时间在30min内，在每个极端温度环境中保持8h；循环5次；b)在室温下观察2h。6.2.25外部火烧蓄电池组的外部火烧试验按照下列步骤进行：a)准备油盘。测试中，盛放汽油的平盘尺寸超过测试对象水平尺寸20cm，不超过50cm。平盘高度不高于汽油表面8cm。汽油液面与测试对象的距离设定为50cm，或者为车辆空载状态下测试对象地面的离地高度，或者由双方商定。平盘底层注入水；b)在离被测设备至少3m远的地方点燃汽油，经过60s的预热后，将油盘置于被测设备下方。如果油盘尺寸太大，无法移动，可以采用移动被测样品和支架的方式；c)测试对象直接暴露在火焰下70s；d)将盖板盖在油盘上。测试对象在该状态下测试60s；e)将油盘移走，观察2h。6.2.26高温充放电蓄电池组置于温度箱内。温度箱温度设置为制造商规定的最高允许充电温度。进行如下5次完整的充、放电循环，同时监测模组的电压、电流、温度﹐查看电压，电流、温度等是否超过制造商规定的限值。充放电循环如下：a)温度稳定后(蓄电池组温度在1h内,与温度箱温差在±2℃以内),按照制造商与整车厂商定的最大连续充电电流充电至满电；b)满电样件温度稳定之后,按照制造商与整车厂商定的最大连续放电电流满放；c)在室温环境温度下观察1h。6.2.27湿热循环蓄电池组的湿热循环试验按照下列步骤进行：T/ZZB3586—2023a）按GB/T2423.4执行试验Db，变量见图3。其中最高温度是60℃,循环次数5次；b）在室温下观察2h。说明：Y1—相对湿度，%Y2—温度，℃X—时间，h；6.2.28海水浸泡T/ZZB3586—2023蓄电池组的海水浸泡试验按照下列步骤进行：a)室温下，测试对象以实车装配状态与整车线束相连，然后以实车装配方面置于3.5%氯化钠溶液（质量分数，模拟常温下的海水成分）中2h；b)水深要足以淹没测试对象；d)室温下，将充满电的蓄电池组放置在真空箱内，逐渐减小其内部气压至不大于11.6kPa（模拟高海拔），静置6h；e)对测试对象进行1I1恒流放电至放电截止条件；6.2.29低气压蓄电池组的低气压试验按照下列步骤进行：a)试验对象为蓄电池组；b)为保护试验操作人员和实验室安全,制造商应提供电流锐变限值、电压异常限值作为异常终止条件；c)测试环境:气压条件为61.2kPa，温度为试验环境温度。保持测试环境，搁置5h；d)搁置结束后,保持c)测试环境,对试验对象按制造商规定的且不小于I3（A）的电流放电至制造商规定的放电截止条件；e)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察2h。6.2.30盐雾蓄电池组的盐雾试验按照下列步骤进行：a)测试对象为蓄电池组；b)按照GB/T28046.4中5.5.2的测试方法和GB/T2423.17的测试条件进行试验；c)盐溶液采用氯化纳(化学纯、分析纯)和蒸馏水或去离子水配制，其浓度为5%±1%(质量分数)。35℃±2℃下测量pH值在6.5~7.2之间；d)将试验对象放入盐雾箱按图4所示循环进行试验，一个循环持续24h。在35℃±2℃下对试验对象喷雾8h，然后静置16h,在一个