电动自行车用锂离子动力电池组技术规范
1范围
本文件规定了电动自行车用锂离子动力电池组的术语和定义、符号和命名要求、技术要求、试验方法、标识。
本文件适用于在北京地区的电动自行车用锂离子动力电池组(以下简称电池组)。
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/T4208外壳防护等级(IP代码)
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/T11918.1-2014工业用插头插座和耦合器第1部分:通用要求
GB/T34014汽车动力蓄电池编码规则
GB/T36945电动自行车用锂离子蓄电池词汇
QB/T4428-2012电动自行车用锂离子电池产品规格尺寸
3术语和定义
GB/T36945中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
锂离子电池lithium ion cell
依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置,并被设计成可充电。
注:该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。
3.2
电动自行车用锂离子动力电池组lithium-ion power batteries for electric bicycle
由多个锂离子电池单体按照电压、尺寸、极端排列、容量和倍率特性组合而成,含有电池管理系统、专为电动自行车提供电能的装置。
注:电动自行车用锂离子动力电池组是指为电动自行车提供动力来源的供能装置。
3.3
额定容量rated capacity
在规定条件下测得,并由制造商标称的电池容量值。
3.4
电池管理系统(BMS)battery management system
可以控制蓄电池输入和输出功率,监视蓄电池的状态(温度、电压、荷电状态),为蓄电池提供通讯接口的系统。
4
符号和命名4.1符号
下列文件适用于本文件。
C 2:2小时率额定容量(Ah);
C a :初始容量,其数值等于3次I 2(A)放电试验结果的平均值(Ah);
I 2:2小时率放电电流,其数值等于0.5C 2(A)。
4.2型号编制
电动自行车用锂离子电池应符合GB/T 36943规定的产品型号命名与编制方法。
5
技术要求5.1一般要求
5.1.1外观要求
电池组的外观应清洁,无锈蚀、无划痕、无变形、无机械损伤,电池组应无漏液。
5.1.2外形尺寸
电池组的外形尺寸应符合QB/T 4428-2012或企业技术文件规定的要求。
5.1.3充放电接口
电池组的充电和放电口的防触电保护、端子和端头、插座的结构、插头和连接器的结构、绝缘电阻、电气强度、爬电距离、电气间隙应符合GB/T 11918.1-2014的规定。
电池充放电接口特殊要求:
a)正负极端子绝缘电阻应大于100(MΩ);
b)满足至少2000次连续插拔测试,测试频率为200次/小时,测试后连接器无破裂及接触不良等不良现象;
c)未进行电气连接时,防护等级应达到GB/T 4208中IPXXB;
d)进行电气连接后,防护等级应达到GB/T 4208中IP67;
e)塑料件达到GB/T 5169.16-2017规定V-0阻燃等级。
5.1.4标识
5.1.4.1电池组应有极性标识,且标识清晰正确,易于识别。
5.1.4.2在电池组显著位置设置唯一编码标识,还应具备相同编码的永久性唯一编码标识,可将其集成于
电池组内部。编码规则见附录A。
5.1.4.3在电池组的醒目部位应清晰地标注可溯源的产品规格信息,至少应包含以下内容:
a)制造厂名或商标;
b)产品名称与型号;
c)标称电压与额定容量;
d)正负极性标识;
e)制造日期或批号;
f)安全警示说明;
g)最大工作电流。
5.2电性能要求
(A)放电
5.2.1I
2
(A)放电测试,电池组放电容量应在第三次或之前达到额定容量。
按6.3.1规定的方法进行I
2
(A)放电
5.2.22I
2
(A)放电测试后,电池组放电容量应不低于初始容量的95%。
按6.3.2规定的方法进行2I
2
5.2.3低温放电
按6.3.3规定的方法进行低温放电测试后,电池组放电容量应不低于初始容量的70%。
5.2.4高温放电
按6.3.4规定的方法进行高温放电测试后,电池组放电容量应不低于初始容量的90%。
5.2.5荷电保持能力及荷电恢复能力
按6.3.5规定的方法进行荷电保持能力及荷电恢复能力测试后,电池组荷电保持能力应不低于初始容量的80%,荷电恢复能力应不低于初始容量的90%。
5.2.6长期贮存后荷电恢复能力
按6.3.6规定的方法进行长期贮存后荷电恢复能力测试后,电池组放电容量应不低于初始容量的85%。
5.2.7循环寿命
按6.3.7规定的方法进行循环寿命测试,电池组循环寿命应不低于600次。
5.3安全要求
5.3.1过充电
按6.4.2规定的方法进行过充电测试时,电池单体和电池组应不起火、不爆炸。
5.3.2过放电
按6.4.3规定的方法进行过放电测试时,电池组应不起火、不爆炸。
5.3.3外部短路
按6.4.4规定的方法进行外部短路测试时,电池组应不起火、不爆炸。
5.3.4挤压
按6.4.5规定的方法进行挤压测试时,电池组应不起火、不爆炸。
5.3.5机械冲击
按6.4.6规定的方法进行机械冲击测试时,电池组应不起火、不爆炸、不泄漏。
5.3.6振动
按6.4.7规定的方法进行振动测试时,电池组应不泄漏、不起火、不爆炸,放电容量应不低于初始容量的95%。
5.3.7自由跌落
按6.4.8规定的方法进行自由跌落测试后,电池组应不起火、不爆炸。
5.3.8低气压
按6.4.9规定的方法进行低气压测试时,电池组应不泄漏、不起火、不爆炸。
5.3.9高低温冲击
按6.4.10规定的方法进行高低温冲击测试时,电池组应不泄漏、不起火、不爆炸。
5.3.10浸水
按6.4.11规定的方法进行浸水测试后,电池组应不泄漏、不破裂、不起火、不爆炸。
5.4保护能力要求
5.4.1过充电保护
按6.5.2规定的方法进行过充电保护测试时,电池管理系统起作用,电池组应不泄漏、不起火、不爆炸,工作正常。
5.4.2过放电保护
按6.5.3规定的方法进行过放电保护测试时,电池管理系统起作用,电池组应不泄漏、不起火,不爆炸,工作正常。
5.4.3短路保护
按6.5.4规定的方法进行短路保护测试时,电池组应不泄漏、不起火、不爆炸,工作正常;瞬时充电后,电池组电压应不小于标称电压。
5.4.4放电过流保护
按6.5.5规定的方法进行放电过流保护测试时,电池组应不泄漏、不起火、不爆炸;恢复后,电池组应正常工作。
5.5组合外壳安全要求
5.5.1模制壳体应力
按6.6.1规定的方法进行模制壳体应力测试后,电池组外壳应无发生内部组成暴露的物理形变。
5.5.2壳体承受压力
电动车电池论坛
按6.6.2规定的方法进行壳体承受压力测试后,电池组应不破裂、不起火、不爆炸,适用于热塑性材料外壳。
5.5.3壳体阻燃性
按6.6.3规定的方法进行壳体阻燃性测试后,非金属材料的电池组壳体应符合V-O等级的要求。
5.6电池管理系统(BMS)
电池组应安装电池管理系统(BMS)且应具有以下功能:
a)数据实时采集功能:应能够实时采集以下数据:电池单体电压、电池组总电压、温度、电流、SOC 数值、充放电次数。其中电池单体电压、电池组总电压、温度、电流采集频次不应低于1次/s;
b)故障报警功能:应具有过温报警、过电流报警和电池单体过电压报警功能,且报警信号能够正确指示或输出到整车信息显示接口;
c)保护功能:具有短路保护、过流保护和电池单体电压保护功能;
d)通讯功能:应具有与整车控制系统、电机控制器、充电装置(充电器/充电柜)的通讯功能。
e)数据上传功能:应具有将a)中采集到的数据上传的功能。
6试验方法
6.1试验条件
6.1.1环境条件
除另有特别规定外,测试在以下环境进行:
——温度:20±5(℃);
——相对湿度:不大于85%;
——大气压力:86~106(kPa)。
6.1.2测量仪器和设备精度
测量仪器和设备的精度符合如下要求:
a)测量电压、电流、温度的仪表精度不低于±0.5%;
b)测量时间用的仪表精度不低于±0.1%;
c)称量重量的衡器精度不低于±0.5%;
d)测量外形尺寸的量具,其分度值不大于l(mm);
e)恒流源的电流可调,在恒流充电或放电过程中,电流变化在±0.5%范围内;
f)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。
6.2一般要求
6.2.1外观
目检电池组外观是否清洁、锈蚀、划痕、变形、机械损伤、漏液等,是否符合标准要求。
6.2.2外形尺寸
用长度尺和游标卡尺对电池组的外形尺寸和安装尺寸进行测量。
6.2.3充放电接口
检查电池组防触电保护、端子和端头、插座的结构、插头和连接器的结构是否符合GB/T 11918.1的规定,绝缘电阻、电气强度、爬电距离、电气间隙按GB/T 11918.1的规定进行试验。
6.2.4标识
目检电池组的极性标识、唯一编码标识是否完整、准确、清晰、牢固,产品规格信息是否完整。永久性唯一编码标识检测时应根据试验方法提供样件,并通过以下试验验证标识的永久性:
a)耐腐蚀试验:用手拿一块浸透水的棉花擦标志15s,接着再用一块浸透脂族乙烷溶剂(芳香剂容积
含量最多为0.1%,贝壳松脂丁醇值为29,初沸点约为65℃,干点约为69℃,密度为0.68g/cm 3)的棉花擦15s
进行试验。对于压印、模印或蚀刻方式制造的标识不进行本试验。试验后,标识信息应容易识别。
b)耐热试验:将加热炉加热至950±10℃后,保温15min,迅速将标识试样移入炉膛内,立即关闭炉门,
炉温降低应不大于50℃,5min内炉温应恢复至试验温度,在试验温度下保持30min,然后试样在空气中自然冷却至常温,试验结束后试样标识信息应完整、清晰。
6.3电性能测试
6.3.1I 2(A)放电
6.3.1.1充电
以企业声明的充电方法进行充电,若企业未提供充电方法,电池单体和电池组采用以下方法进行充电。充电前,以I 2(A)恒流放电至终止电压。在温度为23±2(℃)的环境中,以0.4I 2(A)充电,当端电
压达到充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于0.04I 2(A),最长时间不大于8(h),
停止充电。
6.3.1.2放电
在温度为23±2(℃)的环境中,电池组按6.3.1.1规定的方法充电结束后搁置0.5~1(h),以I 2(A)电流恒流放电至终止电压,记录放电容量。上述测试重复3次,计算3次测试结果的平均值为初始容
量C a 。
6.3.22I 2(A)放电
在温度为23±2(℃)的环境中,电池组按6.3.1.1规定的方法充电结束后搁置0.5~1(h),以2I 2(A)电流恒流放电至终止电压,记录放电容量。
6.3.3低温放电
在温度为23±2(℃)的环境中,电池组按6.3.1.1规定的方法充电结束后,将其放入温度为-20±2(℃)的低温箱中恒温搁置16(h),之后在此温度环境中以2I 2(A)电流恒流放电至终止电压,记录放电
容量。