《电动汽车动力电池箱火灾气体防控装置》编制说明
一、工作简况
1.1任务来源
《电动汽车动力电池箱火灾气体防控装置》团体标准是由中国汽车工程学会批准立项。本标准由电动汽车产业技术创新战略联盟提出,应急管理部上海消防研究所、杭州中传消防设备有限公司等单位起草。
1.2编制背景与目标
电动汽车动力电池系统因自身制造缺陷或发生碰撞、涉水、托底等事故时易引发热失控,造成火灾或爆炸等灾害性事故。目前电动汽车中常用的三元锂电池和磷酸铁锂电池,其燃烧具有燃烧迅速、持续时间长、易复燃;燃烧温度高;燃烧猛烈、甚至爆炸;释放大量有毒有害、易燃气体;不同种类锂电池火灾行为差异较大等特点。安装动力电池箱火灾防控装置是抑制锂电池火灾,确保人员安全逃生的有效途径之一,《电动汽车动力电池箱火灾气体防控装置》旨在为火灾防控装置的性能提出要求,并给出对应的检验试验方法,从而确保火灾防控装置的功能、质量满足电动汽车动力电池箱火灾防护的需要。
1.3主要工作过程
本标准于2019年8月28日获批立项;2019年9月到2020年1月进行了标准相关的试验研究工作;2020年3月至5月进行了标准编写工作;2020年6月至10月对标准进行了讨论和修改。预计2020年12月底完成标准的审查与发布。
2019年9月-2020年1月,开展锂离子电池燃烧特性研究,在100余次锂离子电池火灾燃烧试验的基础上,建立了磷酸铁锂、三元锂电池等多种类型锂电池的燃烧特点及火灾蔓延规律;开展锂离子电池火灾灭火效能研究,针对气体、干粉、水基型等多种灭火剂的灭火效果,提炼了评价锂离子电池火灾灭火效能的关键指标。
2019年10月18日标准编制组在杭州召开了标准启动会,来自国家消防装备质量监督检验中心、应急管理部沈阳消防研究所所、宇通汽车、重庆长安、吉利汽车研究院、蔚来汽车、百路佳客车、蜂巢能源、宁德时代、欣旺达、莱茵技术、威睿电动汽车、广州工业技术研究院、地上铁租车、及安盾消防科技公司、忠舍天域新能源安全技术公司、哲弗智能系统公司、中汽客等参会单位的三十余名专家及技术人员参加了会议,会上标准起草单位介绍了本标准的任务来源和立项背景,确定了
标准适用的范围,讨论了编制大纲,并成立了火灾防控装置整车环境适应性要求和灭火效能要求两个起草工作组,为标准条款的编制奠定了较好的基础。
2020年3月-2020年5月,开展电动汽车锂离子电池火灾防控装置整车集成化性能要求的调研,走访电
动汽车整车企业、锂离子电池生产厂商等机构,建立了火灾防控装置整车集成化性能要求及其试验方法;开展电动汽车锂离子电池火灾灭火装置基本性能要求的调研,走访国家消防装备质量监督检验中心等权威检测机构,调研灭火系统基本性能要求及试验方法现状,建立适用于锂离子电池火灾防控装置的性能指标及试验方法。2020年5月20日,标准起草工作组召开内部讨论会议,与会代表对该标准的大纲进行了集中讨论,并对功能要求和试验方法进行了深入探究,形成了标准框架;
奔驰slk200敞篷跑车2020年6月-2020年10月,《电动汽车动力电池箱火灾气体防控装置》标准起草工作组召开了4次工作组讨论会,会议对标准讨论稿进行了集中研讨,提出了相关意见,编制组成员根据与会代表提出的意见和建议对标准进行了修改完善。
2020年11月5日,标准编制组在杭州召开了大范围的标准讨论会,来自国家消防装备质量监督检验中心、应急管理部沈阳消防研究所、中汽研、上海市质检院、宇通客车、吉利汽车、蔚来汽车、北汽、一汽、奇瑞、宁德时代、国轩高科、上海汽车城、吉利吉智、深圳泽宝、及安盾、枫盛汽车、Intertk、航天康达、威仕消防、中汽客、哲弗等参会单位的四十余名专家及技术人员参加了会议,会议对标准讨论稿的具体条款进行了讨论,收集了30余家单位50多条修改意见,起草组针对修改已经对标准文本进行了修改和完善,于2020年11月底形成了征求意见稿,并公开征求意见。
预计2020年12月中旬形成标准送审稿。
预计2020年12月底召开标准审查会。
二、标准编制原则和主要内容
2.1标准制定原则
本标准的制定是在充分调研电动汽车整车环境适应性与火灾防控装置灭火性能检验要求的基础上,针对车用动力电池,开展了大量燃烧、灭火实验研究,掌握了锂电池灭火性能的关键技术指标,提出了相应的性能要求与试验方法,并以满足车规要求为目标,对火灾防控装置及其零部件提出了相关性能要求,建立了实验方法。
长丰猎豹汽车本标准参考了GB2423.1《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温》、GB2423.2《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:高温》、GB25972《气体灭火系统及部件》、GB38031《电动汽车车用动力蓄电池安全要求》、XF61《固定灭火系统驱动、控制装置通用技术》、QC/T413《汽车电气设备基本技术条件》、CSAE/T86《电动汽车锂离子电池箱火灾防控装置性能要求与试验方法》等多个国家、行业标准。
本标准按照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》给出的规则起草。
2.1.1通用性原则
本标准针对我国电动汽车用主流的动力电池类型,与电动汽车整车企业、动力电池企业、消防检验机构等单位多次讨论,确定了本标准适用的范围,即适用于磷酸铁锂、三元体系锂离子电池箱气体火灾防控装置,锰酸锂、钛酸锂、磷酸锰铁锂等锂离子电池可参照执行,具有较强的通用性。
2.1.2指导性原则
本标准可为电动汽车动力电池箱火灾气体防控装置的性能要求提供指导,针对该装置目前暂无产品检验标准的现状,本标准提出了完整的气体防控装置性能检验试验方法。
2.1.3兼容性原则
本标准提出的性能要求与试验方法充分考虑了电动汽车用主流的锂电池类型,具有普遍适用性。
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2.2标准主要技术内容
本标准共分为9章,规定了电动汽车动力电池箱火灾气体防控装置的型号编制方法、性能要求、试验方法、检验规则和使用说明书编写要求。内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、分类、型号编制、要求、试验方法、检验规则、使用说明书编写要求。
2.3关键技术问题说明
在防控装置灭火性能方面,主要规定了3项要求:
(1)防控装置启动时,若有明火出现,装置从接收到施放信号30s内应将明火扑灭,之后30min内不复燃,且电池试验箱测温点温度不超过150℃;若无明火出现,装置从接收到施放信号30min内应无明火,且电池试验箱测温点温度不超过
150℃,从而保证快速灭火和抑制锂电池的火灾蔓延,为人员逃生及消防救援争取宝贵时间。
(2)电池试验箱外无明火出现,从而阻止或减缓火灾在电池箱外部的蔓延。
(3)电池试验箱内锂电池燃压不应大于50kPa或厂家规定的试验箱最高允许压力,从而避免对电池箱造成破坏,引发火灾向电池箱外的快速蔓延。
在灭火性能试验方法方面,鉴于当前电动汽车用锂电池大多为磷酸铁锂和三元锂电池,本标准规定了灭火试验用标准锂电池。应至少分别以磷酸铁锂电池模组和三元锂电池模组作为试验对象开展灭火试验,并采用12串2并的方式连接,或使用厂家提供的锂电池作为试验对象。
为提高灭火试验的可行性,本标准规定用不燃材料填充试验箱至净容积为试验箱体积的20%或检验机构与厂家协商的比例,尽可能地模拟真实锂离子电池包,同时降低试验成本。
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采用《电动客车安全技术条件》推荐的加热或过充模型作为本标准灭火试验的火灾触发方式,同时,火情触发对象热失控产生的热量应非常容易传递至相邻单体蓄电池。
为模拟锂电池热失控时,电池箱内部出现静电火花的情况,使用电压为10kV 的静电点火器以周期为1-2秒持续点火,直至防控装置动作。
2.4标准主要内容的论据
本标准的制定是在充分调研电动汽车整车环境适应性与火灾防控装置灭火性能检验要求的基础上,并针对车用动力电池,开展了大量燃烧、灭火实验研究,掌握了锂电池灭火性能的关键技术指标,提出了相应的性能要求与试验方法,并以满足车规要求为目标,对火灾防控装置及其零部件提出了相关性能要求,建立了实验方法。
本标准的制定参考了GB2423.1《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温》、GB2423.2《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:高温》、GB25972《气体灭火系统及部件》、GB38031《电动汽车车用动力蓄电池安全要求》、XF61《固定灭火系统驱动、控制装置通用技术》、QC/T413《汽车电气设备基本技术条件》、CSAE/T86《电动汽车锂离子电池箱火灾防控装置性能要求与试验方法》等多个国家、行业标准。
2.5标准工作基础
编写组主要起草单位应急管理部上海消防研究所在电动汽车消防安全研究领域方面,2013年以来,总计承担各类电动汽车相关研究课题10余项:2013~2017年,承担了国家科技支撑课题《电动汽车消防安全技术及标准规范研究》,重点研究锂电池火灾危险性,并制定动力电池火灾危险性分级及测试标准;2015~2017年,承担了国家科技支撑课题《电池成组及消防安全技术研究》,重点研究动力电池的燃烧特性、电动汽车火灾的扑救与救援方法等;2015~2020年,承担了国家科技基础专项课题《电动汽车电力驱动与控制系统火灾基础数据库》,系统梳理锂电池与电动汽车火灾的燃烧机理与数据分析;2018~2020年,承担了国家重点研发计划《动力电池系统性能量化评价技术》,研究车用动力电池系统火灾危险性,制定车用动力电池系统火灾危险性分级方法及测试标准;2018~2020年,承担了国家重点研发计划《氢燃料电池汽车示范运营安全保障技术》,针对氢燃料电池汽车和加氢基础设施,建立火灾风险评估与应急救援标准;2018~2020年,承担了全球环境基金项目《动力电池梯次利用消防安全关键技术研究》,针对储能电站和移动充电车,建立火灾风险评估、消防系统性能要求与测试方法、储能电站防火设计及消防安全管理等标准。
应急管理部上海消防研究所前期制定的CSAE/T86《电动汽车锂离子电池箱火灾防控装置性能要求与试验方法》入选工信部2019百项团体标准应用示范项目,具有较好的标准制定基础。
针对车用动力电池,开展了大量燃烧、灭火实验研究,掌握了锂电池灭火性能的关键技术指标,提出了相应的性能要求与试验方法,并以满足车规要求为目标,对火灾防控装置及其零部件提出了相关性
能要求,建立了实验方法。本标准具有一定的先进性、通用性、科学性和可操作性。
潍坊网上车管所索纳塔报价及图片三、主要试验(或验证)情况分析
本标准提出的方法对于电动汽车动力电池箱火灾气体防控装置具有良好的适用性,涵盖装置基本要求、外观与标志、主要参数、供电、启动运行、相容性、故障报警功能、灭火性能容器及、容器阀、管路、组件、喷嘴、安全泄放部件、驱动装置、信号反馈装置、检漏装置、控制器等零部件的性能要求与试验方法,是针对该装置全性能的检查方法。
四、标准中涉及专利的情况
尚无。