電動汽車用動力蓄電池技術(shù)要求及試驗方法

1、電動客車安全要求征求意見稿編制說明工作簡況1、任務(wù)來源為引導(dǎo)和規(guī)范我國電動客車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提高電動客車安全技術(shù)水平，落實工業(yè)和信息化部建設(shè)符合電動客車特點的整車、電池、電機(jī)、高壓線束等系統(tǒng)的安全條件及測試評價標(biāo)準(zhǔn)體系的要求，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2016年8月啟動了本強標(biāo)的立項和編制工作。2、主要工作過程根據(jù)有關(guān)部門對電動客車安全標(biāo)準(zhǔn)制定工作的要求，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會電動車輛分技術(shù)委員會組織成立“電動客車安全要求工作組”（以下簡稱工作組），系統(tǒng)開展電動客車安全要求標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。）GB電動客車安全要求于2016年底完成立項（計劃號20160968-Q-339），2016年12

2、月29日在南充電動汽車整車標(biāo)準(zhǔn)工作組會議上組建了標(biāo)準(zhǔn)制定的核心工作組，啟動了強標(biāo)制定工作，并由起草組代表介紹了標(biāo)準(zhǔn)的背景、編制思路、以及與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性關(guān)系。2017年2月-3月，基于已開始執(zhí)行的電動客車安全技術(shù)條件（工信部裝2016377號，以下簡稱條件）的工作基礎(chǔ)，工作組向電動客車行業(yè)主要企業(yè)、檢測機(jī)構(gòu)等16家單位征求條件的實施情況反饋與強制性國標(biāo)制定建議。2017年4月18日，工作組在重慶組織召開標(biāo)準(zhǔn)制定討論會，會議對條件制定情況進(jìn)行了回顧，對收集到的條件執(zhí)行情況進(jìn)行了分析討論。根據(jù)討論結(jié)果，針對共性問題形成了專項征求意見表。2017年5月-6月，工作組根據(jù)重慶會議討論結(jié)果向行業(yè)進(jìn)行強

3、標(biāo)制定專項意見征求意見。2017年6月6日，在株洲召開工作組會議，會議對專項征求意見期間收集的反饋意見進(jìn)行研究討論。2017年6月-10月，工作組依據(jù)意見反饋情況和會議討論結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整。2017年10月13日，在天津舉行的電動汽車整車工作組第三屆第七次工作會議上，對調(diào)整版本進(jìn)行了通報，基本達(dá)成一致意見，形成征求意見稿草案。2018年1月16日，在天津召開電池安全標(biāo)準(zhǔn)討論會議，對電池強標(biāo)單體過充、電池包或系統(tǒng)熱擴(kuò)散、客車強標(biāo)熱失控等條款進(jìn)行討論、協(xié)調(diào)。標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容1、編制原則本標(biāo)準(zhǔn)編寫符合GB/T1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)的制定考慮了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)間的相互協(xié)調(diào)。此條件中規(guī)定的

4、技術(shù)要求即要有先進(jìn)性又要有成熟性，還要便于推廣。對于不成熟的技術(shù)應(yīng)作為后期的技術(shù)研究，待該項技術(shù)成熟時適時修訂標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容確定要適合我國國情，標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求應(yīng)明確，避免模糊的表述，盡可能提出定量的要求，并有相應(yīng)的檢驗方法。2、主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動客車的安全要求和試驗方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于M2M3類電動客車，包括純電動客車、混合動力電動客車。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于燃料電池電動客車。本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容如下：防水防塵性能a）整車涉水試驗條件參照GB/T18384.3-2015制定，為提高整車涉水能力，涉水深度要求提高到30cm,并對試驗后絕緣電阻的要求做出明確的要求，提高了技術(shù)要求。b）根據(jù)IEC（

5、國際電工協(xié)會）的標(biāo)準(zhǔn)，工頻情況下，人體無反應(yīng)區(qū)在0.6mA以下，即通過人體的電流小于0.6mA時，人體是基本沒有感覺的，而當(dāng)人體通過大于0.6mA勺電流時，會引起人體麻刺的感覺，為確保乘員安全和乘坐感受，需將泄露電流控制在0.6mA以下，按照電動客車一般600V的工作電壓計算，將總絕緣阻值設(shè)置為需大于1MQ0c）對涉水風(fēng)險較大的B級電壓部件的防護(hù)等級做出明確要求，滿足IP67的防水防塵等級要求，同時防護(hù)等級測試后滿足總絕緣阻值大于1MQ的要求。d）增加整車耐浸泡防護(hù)要求，提高整車防水淹安全性能，50cm水深是依據(jù)中國典型城市最大降雨量平均值統(tǒng)計得出，24h防浸泡時間由積水排水時間與車輛救援時間

6、綜合得出。防火性能a）本標(biāo)準(zhǔn)在參考GB24407-2012專用校車安全技術(shù)條件和GBXXXXX客車內(nèi)飾材料的阻燃特性等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對車輛B級電壓部件使用的絕緣材料提出了阻燃等級要求，并對需測試對象做了細(xì)化明確。b）對可充電儲能系統(tǒng)安裝艙體與乘客艙之間使用的材料提出了阻燃隔熱的要求，目的是防止可充電儲能系統(tǒng)起火后快速引燃乘客艙。阻燃要求參照阻燃性能要求最高的建筑材料及制品燃燒性能分級制定。隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)根據(jù)行業(yè)水平及試驗可靠驗證得到?？沙潆妰δ芟到y(tǒng)安全a）本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中，工作組對電動客車安全技術(shù)條件執(zhí)行以來重慶、天津、襄陽、上海和長春等主要檢測機(jī)構(gòu)的熱失控試驗執(zhí)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計分析，結(jié)果

7、顯示熱失控試驗方法本身具有較好的可操作性。同時自2017年1月1日電動客車安全技術(shù)條件執(zhí)行近1年的時間里，我國電動客車發(fā)生的安全事故也得到了較好的遏制，因此，在電動客車強標(biāo)中繼續(xù)保留熱失控條款。b）本標(biāo)準(zhǔn)在參考GB24407-2012專用校車安全技術(shù)條件和GBXXXXX客車內(nèi)飾材料的阻燃特性等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對可充電儲能系統(tǒng)內(nèi)部材料提出了阻燃性能的要求，并對測試對象進(jìn)行了細(xì)化分類。c）針對需要引空調(diào)風(fēng)的可充電儲能系統(tǒng)艙體，需要配置煙霧控制裝置，確保煙霧等有害氣體不能進(jìn)入乘客艙，保證乘客安全。d）為滿足整車防火及人員防觸電要求，可充電儲能系統(tǒng)在異常情況（如電氣短路）下具有雙重切斷電源模式。e）蓄電

8、池包應(yīng)具有內(nèi)部壓力泄壓裝置，防止在過充、過放等濫用情況下電池箱體發(fā)生過壓爆炸，此數(shù)值結(jié)合行業(yè)水平及試驗可靠驗證得到。控制系統(tǒng)安全a）整車控制器只能根據(jù)駕駛員對油門，制動剎車的操作，確定整車控制系統(tǒng)的功率輸出，同時無論在任何情況下，應(yīng)保證駕駛員的安全，故制動優(yōu)先是整車控制優(yōu)先級較高的邏輯。b）車輛行駛過程中，需主動斷瞰高壓電時，為保證車輛及乘員安全，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在較高車速下或一定時間內(nèi)應(yīng)維持助力狀態(tài)。充電安全a）為保證充電時人員和車輛安全，充電槍和充電插座或充電連接器正常插合之前不應(yīng)帶電。b）為保證充電安全，車輛充電插座應(yīng)具備過溫保護(hù)功能要求。充電插座應(yīng)符合GB/T18487.1-2015中9.

9、1溫度監(jiān)測的要求。車輛結(jié)構(gòu)安全a）目前國內(nèi)外尚無電動客車相關(guān)碰撞標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、缺乏試驗數(shù)據(jù)積累，但電動客車由于安裝了高能量電池包、高電壓系統(tǒng)，使用時載客量大，有必要進(jìn)行碰撞試驗驗證其安全性。b）建議根據(jù)電池布置和車輛結(jié)構(gòu)，選擇車輛側(cè)面的最薄弱位置進(jìn)行碰撞（最薄弱位置由檢測機(jī)構(gòu)商生產(chǎn)企業(yè)確定）。c）可變形移動壁障參考GB20071-2006,碰撞速度為50km/h1km/h,碰撞角度90；碰撞時試驗車輛為整備質(zhì)量狀態(tài)，車輛荷電狀態(tài)（SOC）30%-50%，且處于上電狀態(tài)。碰撞后車輛應(yīng)滿足GB/T31498-2015相關(guān)要求。d）為保證電動客車側(cè)翻時B級電壓部件滿足安全要求，對電動客車需按GB1757

10、8進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)強度驗證試驗的，整車需帶電進(jìn)行試驗。e）建議視同條件設(shè)定為：可充電儲能系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)及類型相同；可充電儲能系統(tǒng)能量相同或減??；箱體結(jié)構(gòu)相同或加強；安裝結(jié)構(gòu)相同或加強；電池包安裝區(qū)域的車體結(jié)構(gòu)不變或加強（結(jié)構(gòu)開口尺寸相同或變?。?。關(guān)于附錄A蓄電池系統(tǒng)最小管理單元熱失控試驗，為電池在失控情況下的危害性提供試驗和評價方法，編制說明逐條說明如下：為確保電動客車安全，工作組經(jīng)過多次討論，一致認(rèn)為需要對電動客車可充電儲能系統(tǒng)中核心化學(xué)危險源進(jìn)行安全性評價。對蓄電池系統(tǒng)最小管理單元采取先過充12min再加熱至熱失控的方法，要求不起火，不爆炸，是確保在滿足GBXXXXX電動汽車用鋰離子動力蓄電池安

11、全要求基本安全要求的基礎(chǔ)上，對電動客車可充電儲能系統(tǒng)中核心化學(xué)危險源提出進(jìn)一步的安全要求，同時考慮正極活性物質(zhì)中鋰離子的損失進(jìn)一步惡化材料熱穩(wěn)定性的情況，確保電動客車公共安全；考慮到在熱事故發(fā)生時蓄電池系統(tǒng)最小管理單元是一個整體，將其定義為測試對象能夠更好地反映實際熱事故危害，同時可為不同容量電池提供一個相對公平的測試及評價方法；3)參照GBXXXX電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全要求熱擴(kuò)散專項工作小組的最新研究成果,對熱失控試驗的判定條件進(jìn)行了細(xì)化，量化了熱失控時電壓降及溫升速率特征，減少誤關(guān)閉對試驗結(jié)果帶來的不利影響。另外，由于GBXXXXX電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全要求中已經(jīng)對鋰離子電

12、池包或系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定和說明，故在本標(biāo)準(zhǔn)中不再贅述。關(guān)于附錄B本標(biāo)準(zhǔn)車輛碰撞防護(hù)要求主要關(guān)注電動客車可充電儲能系統(tǒng)的碰撞安全性，考慮到目前電動客車可充電儲能系統(tǒng)安裝位置主要有三種：車輛頂部、車架中段底部、車輛后部，后兩種安裝位置均有碰撞風(fēng)險。經(jīng)2016年9月7日電動客車碰撞安全試驗專題研討會討論，與會專家一致建議對電動客車可能遭遇碰撞的最薄弱位置均進(jìn)行碰撞的試驗方案，如車輛側(cè)面安裝有動力電池，則優(yōu)先選擇車輛側(cè)面進(jìn)行碰撞。移動變形壁障：采用GB20071-2006汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)附錄B規(guī)定的移動變形壁障，模擬乘用車撞擊電動客車的事故工況。碰撞位置：主要是基于對可充電儲能系統(tǒng)保

13、護(hù)最薄弱的位置，車輛具體薄弱位置由檢測機(jī)構(gòu)商生產(chǎn)企業(yè)確定。碰撞角度：當(dāng)可充電儲能系統(tǒng)布置在車架中段底部，參照GB20071-2006進(jìn)行側(cè)面碰撞，移動壁障行駛方向垂直于被撞車輛的縱向或后部中心平面。碰撞速度：電動客車主要在市區(qū)路況運行，因此參考GB20071-2006中移動變形壁障50km/h1km/h的碰撞速度。主要試驗（或驗證）情況分析標(biāo)準(zhǔn)制定過程中在宇通客車涉水試驗池完成4個純電動車型和2個混合動力車型整車涉水試驗，對試驗車速（5km/h、10km/h、15km/h、20km/h）和試驗水深（10cm20cm30cnj）進(jìn)行了對比測試，根據(jù)不同試驗條件組合試驗過程中的車輛狀態(tài)，考慮客車應(yīng)

14、用的極端情況，最終確定標(biāo)準(zhǔn)試驗條件為30cm水深，510km/h的速度。標(biāo)準(zhǔn)制定過程中在宇通客車浸水試驗池按照標(biāo)準(zhǔn)整車浸水試驗要求完成8米純電動客車整車浸泡試驗，水深50cm,浸水時間為24h。標(biāo)準(zhǔn)制定過程中在天津中國汽車技術(shù)研究中心進(jìn)行了整車碰撞試驗條件對比測試，采用的碰撞試驗條件包括GB20071乘用車側(cè)面碰撞乘員保護(hù)、美國APTA1撞安全要求標(biāo)準(zhǔn)、美國FMVSS301燃油系統(tǒng)安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同碰撞條件對整車結(jié)構(gòu)安全的考驗側(cè)重和與實際使用過程中工況的符合性，選定GB20071乘用車側(cè)面碰撞乘員保護(hù)規(guī)定的試驗條件進(jìn)行測試。標(biāo)準(zhǔn)制定過程中受寧德時代新能源科技股份有限公司委托，在國家汽車質(zhì)量

15、監(jiān)督檢驗中心（襄陽），按照附錄A的試驗方法，對寧德時代新能源科技股份有限公司提供的2種樣品（86Ah和120Ah）開展了鋰離子電池單元熱失控試驗；在寧德時代新能源科技股份有限公司實驗室完成多款鋰離子電池單元熱失控試驗。明確標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容及相關(guān)測試方法均不涉及專利。預(yù)期達(dá)到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況近年來，電動客車產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了黨中央、國務(wù)院的高度重視。在各方面的共同努力下，近年來，我國電動客車等各類新能源汽車快速發(fā)展，推廣應(yīng)用規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大，為節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)。電動客車安全要求對電動客車的安全性能提出了高于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系的技術(shù)要求，可引導(dǎo)和規(guī)范我國電動

16、客車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提高電動客車安全技術(shù)水平，建設(shè)符合電動客車特點的整車、電池、電機(jī)、高壓線束等系統(tǒng)的安全條件及測試評價標(biāo)準(zhǔn)體系，可被相關(guān)政策引用作為電動汽車市場準(zhǔn)入的強制要求。六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情況，國內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對比分析或與測試的國外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對比情況；本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中梳理了現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)、傳統(tǒng)客車標(biāo)準(zhǔn)、電動汽車整車及零部件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要參考的標(biāo)準(zhǔn)有GB17578GB/T18384.3-2015、GB/T18487.1-2015、GB20071-2006、電動汽車安全全球技術(shù)法規(guī)（EVS-GTR。在舁廳P項目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比14.1

17、.1整車涉水要求綜合GB/T18384.3-2015中6.7、7.2和8.2.3的要求，同時在涉水深度和總絕緣電阻值方面做了提升要求。24.1.2B級電壓部件防護(hù)等級要求新增。34.1.3整車浸水要求新增。44.2.1B級電壓部件阻燃性能要求新增。54.2.2可充電儲能系統(tǒng)（或安裝艙體）與客艙間阻燃隔熱要求新增。64.3.1蓄電池系統(tǒng)取小管理單元熱失控受EVS-GTR74.3.2可充電儲能系統(tǒng)內(nèi)零部件材料阻燃要求新增。84.3.3安裝艙體隔離要求新增。94.3.4斷開裝置要求新增。104.3.5泄壓透氣裝置要求新增。在舁廳P項目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比114.4.1制動信號優(yōu)先新增。124.4.2行駛中斷

18、電要求新增。134.5.1充電接口安全要求新增。144.5.2充電插座溫度監(jiān)控參考GB/T18487.1-2015,新增車輛本身的充電插座需肩溫度監(jiān)控裝置。154.6.1車輛碰撞安全要求參考GB20071-2006制定，將整車碰撞試驗引入電動客車。164.6.2車輛上部結(jié)構(gòu)安全要求參考GB17578執(zhí)行，規(guī)定電動客車進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)強度驗證時需帶電進(jìn)行試驗。174.6.3車輛結(jié)構(gòu)安全視同原則新增。七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn),特別是強制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性；本標(biāo)準(zhǔn)是電動客車國家強制性標(biāo)準(zhǔn)，起草過程中充分考慮國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)重大分歧意見處理過程和依據(jù)關(guān)于涉水試驗條件中車速的要求，有意見提出車速20km/h時自重較輕的客車容易方向失控。根據(jù)實車試驗結(jié)果和專家討論會達(dá)成的意見，為保證試驗可操作性，考慮自重較輕客車的特點，重新