GB∕T 44257.1-2024 電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力電池 第1部分：安全要求

電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力電池2024-07-24發(fā)布2024-07-24實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T44257.1—2024 1 12規(guī)范性引用文件 1 14符號(hào)和縮略語(yǔ) 2 26試驗(yàn)條件 3 48試驗(yàn)方法 附錄A(規(guī)范性)熱擴(kuò)散試驗(yàn) 附錄B(資料性)電池包或電池系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 附錄C(規(guī)范性)電池包或電池系統(tǒng)絕緣電阻測(cè)試方法 參考文獻(xiàn) 圖1一個(gè)溫度循環(huán)試驗(yàn)示意圖 7圖2設(shè)備電池包或電池系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試曲線 8圖3機(jī)械沖擊脈沖容差范圍示意圖 9圖4模擬碰撞脈沖容差范圍示意圖 圖8外部火燒示意圖 圖9耐火隔板的尺寸和技術(shù)數(shù)據(jù) 圖11鹽霧試驗(yàn)循環(huán) 圖A.1內(nèi)部加熱觸發(fā)電池單體頂蓋的出線孔位置示意圖 圖A.2加熱裝置布置及其連接導(dǎo)線引出示意圖 圖A.3針刺觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖 圖A.4外部加熱觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖 圖A.5內(nèi)部加熱觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖 圖B.1電池包典型結(jié)構(gòu) 圖B.2含集成電池控制單元的電池系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu) TGB/T44257.1—2024圖B.3外置集成電池控制單元的電池系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu) 圖C.1絕緣電阻測(cè)量步驟1 圖C.2絕緣電阻測(cè)量步驟2 表1溫度循環(huán)試驗(yàn)的一個(gè)循環(huán)溫度和時(shí)間 表2電池包或電池系統(tǒng)的振動(dòng)測(cè)試條件 表3機(jī)械沖擊測(cè)試參數(shù) 表4機(jī)械沖擊脈沖容差范圍 表5模擬碰撞脈沖容差范圍 表A.1熱擴(kuò)散分析與驗(yàn)證報(bào)告詳細(xì)內(nèi)容 表A.2加熱裝置功率選擇 表A.3加熱片規(guī)格說明及使用指南 ⅢGB/T44257.1—2024本文件是GB/T44257《電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力電池》的第1部分。GB/T44257已經(jīng)發(fā)布了以下GB/T44257.1—2024GB/T44257《電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力電池》是指導(dǎo)我國(guó)電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力電池安全可靠性的基礎(chǔ)性和通用性標(biāo)準(zhǔn)。GB/T44257旨在確立適用于土方機(jī)械用動(dòng)力電池產(chǎn)品相關(guān)的通用性安全要求以及——第1部分：安全要求。目的在于確立適用于電動(dòng)土方機(jī)械行業(yè)用動(dòng)力鋰離子電池的安全——第2部分：電性能要求。目的在于確立適用于電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力鋰離子電池的電性能第1部分和第2部分配合使用，以便更好地滿足電動(dòng)土方機(jī)械行業(yè)使用要求。1GB/T44257.1—2024電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力電池本文件規(guī)定了電動(dòng)土方機(jī)械用動(dòng)力電池單體、電池包或電池系統(tǒng)的安全要求，描述了相關(guān)試驗(yàn)方法。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T2423.4電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB/T2423.17電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ka:鹽霧GB/T2423.43電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法振動(dòng)、沖擊和類似動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)樣品的安裝GB/T2423.56環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fh:寬帶隨機(jī)振動(dòng)和導(dǎo)則GB/T4208—2017外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)GB/T28046.4—2011道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第4部分：氣候負(fù)荷GB38031電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求GB/T44254電動(dòng)土方機(jī)械術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)和定義GB38031、GB/T44254界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。電動(dòng)土方機(jī)械electricearth-movingmachinery;EEMM運(yùn)行能量全部或部分由電能提供的土方機(jī)械。注1:運(yùn)行能量指土方機(jī)械作業(yè)所需要的能量，包括能量輸入、能量輸出以及中間的能量轉(zhuǎn)換過程。注2:電能來(lái)源于機(jī)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)、燃料電池、發(fā)電機(jī)將化學(xué)能與電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的基本單元裝置。2SOC:荷電狀態(tài)(state-of-charge)3GB/T44257.1—2024絕緣電阻不應(yīng)小于1002/V。絕緣電阻不應(yīng)小于1002/V。4GB/T44257.1—2024n——試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值的百分?jǐn)?shù)值。b)電流測(cè)量裝置：±0.5%FS;d)時(shí)間測(cè)量裝置：±0.1s;控制值(實(shí)際值)與目標(biāo)值之間的誤差要求如下：a)電壓：±1%;b)電流：±1%;7試驗(yàn)準(zhǔn)備電池單體先以制造商規(guī)定且不小于1I?的電流放電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓，擱置1h(或制造商提供的不大于1h的擱置時(shí)間),然后按制造商提供的充電方法進(jìn)行充電，充電后擱置1h(或制造商提供的不大于1h的擱置時(shí)間)。以制造商規(guī)定且不小于1I?的電流恒流充電至電池單體達(dá)到制造商技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05I?時(shí)停止充電，充電后擱置1h(或制造商提供的不大于1h的擱5d)重復(fù)步驟a)～c)不超過5次。e)重復(fù)步驟a)～d)不超過5次。68.1.3.3以制造商規(guī)定且不小于1I?的電流恒流充電至制造商規(guī)定的充電終止電壓的1.1倍或115%溫度時(shí)間增量累計(jì)時(shí)間累計(jì)時(shí)間溫度變化率℃minmin000-40-4000.6741004800.867GB/T44257.1—202460402000100200300400500d)擠壓程度：電壓達(dá)到0V,或變形量達(dá)到15%,或擠壓力達(dá)到100kN,或擠壓力達(dá)到1000倍隨機(jī)振動(dòng)(每個(gè)方向測(cè)試時(shí)間為21h)頻率x軸功率譜密度(PSD)y軸功率譜密度(PSD)z軸功率譜密度(PSD)568表2電池包或電池系統(tǒng)的振動(dòng)測(cè)試條件(續(xù))隨機(jī)振動(dòng)(每個(gè)方向測(cè)試時(shí)間為21h)頻率x軸功率譜密度(PSD)y軸功率譜密度(PSD)z軸功率譜密度(PSD)Hzg2/Hzg2/Hzg2/Hz0.110.0010.020.030.000150.0050.0020.0006————0.0006———RMSx軸y軸z軸0.79g注：g表示重力加速度，g取值為9.80m/s21y0.001XZ8.2.2.2對(duì)試驗(yàn)對(duì)象施加表3規(guī)定的半正弦沖擊波，z軸的正負(fù)方向各6次，共計(jì)12次。測(cè)試程序參數(shù)要求沖擊波形半正弦波測(cè)試方向士z9GB/T44257.1—2024測(cè)試程序參數(shù)要求加速度值脈沖時(shí)間沖擊次數(shù)正負(fù)方向各6次點(diǎn)脈寬ms士z方向加速度值A(chǔ)0.00B2.945.95gC5.95gD0.00E0.002.68gF2.008.05gG4.008.05gH0.00點(diǎn)脈寬(整機(jī)工作質(zhì)量)3.5t～7.5t(整機(jī)工作質(zhì)量)(整機(jī)工作質(zhì)量)x方向加速度y方向加速度x方向加速度y方向加速度x方向加速度y方向加速度A000000BCD000000E04.5gFGH000000但不超過1m。GB/T44257.1—20248.2.4.3完成以上試驗(yàn)步驟后，在試驗(yàn)環(huán)境溫度下觀察2h。圖5擠壓板形式一示意圖圖6擠壓板形式二示意圖8.2.5.1試驗(yàn)對(duì)象為電池包或電池系統(tǒng)。要求),循環(huán)5次。8.2.5.3完成以上試驗(yàn)步驟后，在試驗(yàn)環(huán)境溫度下觀察2h。溫度/℃Y2+63+60十57+25b02X時(shí)間/h標(biāo)引序號(hào)說明：b——降溫開始；d——冷凝；e——干燥；f——一個(gè)循環(huán)周期。GB/T44257.1—2024φ30A27.5±327.5±327.5±327.5±3240±5端溫度環(huán)境中保持8h,循環(huán)5次。8.2.9.2按照GB/T2GB/T44257.1—2024象噴霧8h,然后靜置16h。8.2.9.5至少進(jìn)行6個(gè)循環(huán)。b——打開(噴鹽霧);圖11鹽霧試驗(yàn)循環(huán)b)試驗(yàn)對(duì)象發(fā)出終止充電電流的信號(hào)；得試驗(yàn)對(duì)象放電到其額定電壓的25%為止； A.1制造商定義的熱失控報(bào)警信號(hào)說明A.1.2警告信號(hào)說明：描述傳感器以及在發(fā)生熱失控時(shí)電池包或電池系統(tǒng)控制說明。A.2說明電池包或電池系統(tǒng)安全性文件A.2.3相關(guān)物理系統(tǒng)和組件的系統(tǒng)圖。相關(guān)系統(tǒng)和組件是指有助于保護(hù)乘員免受由單個(gè)電池?zé)崾Э谹.2.4表示相關(guān)系統(tǒng)和組件的功能操作、確認(rèn)所有風(fēng)險(xiǎn)緩解功能或特征的圖表。A.3驗(yàn)證與資料提供說明A.3.2熱擴(kuò)散分析與驗(yàn)證報(bào)告應(yīng)包含表A.1所列3項(xiàng)報(bào)告，其中第1項(xiàng)和第2項(xiàng)為制造商提供，第3表A.1熱擴(kuò)散分析與驗(yàn)證報(bào)告詳細(xì)內(nèi)容編號(hào)報(bào)告名稱對(duì)應(yīng)章條1制造商定義的熱失控報(bào)警信號(hào)說明A.1.1、A.1.22說明電池包或電池系統(tǒng)安全性技術(shù)文件3檢測(cè)機(jī)構(gòu)依據(jù)制造商提供的技術(shù)文件、試驗(yàn)程序進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證的檢測(cè)報(bào)告A.3GB/T44257.1—2024A.4熱擴(kuò)散保護(hù)驗(yàn)證試驗(yàn)程序A.4.1試驗(yàn)對(duì)象試驗(yàn)對(duì)象為電池包或電池系統(tǒng)。A.4.2試驗(yàn)條件試驗(yàn)應(yīng)在以下條件進(jìn)行。a)溫度0℃以上，相對(duì)濕度10%～90%,大氣壓力86kPa～106kPa。調(diào)至不低于制造商規(guī)定的正常SOC工作范圍的95%;對(duì)于設(shè)計(jì)為僅通過車輛能源進(jìn)行充電的電池包或電池系統(tǒng)，SOC調(diào)至不低于制造商工作范圍的90%。A.4.3試驗(yàn)方法其他方法來(lái)觸發(fā)熱失控。A.4.3.2熱失控觸發(fā)對(duì)象：試驗(yàn)對(duì)象中的電池單體。選擇電池包內(nèi)靠近中心位置，或者被其他電池單A.4.3.3完成以上試驗(yàn)后，在試驗(yàn)環(huán)境溫度下觀察2h。A.4.3.4針刺觸發(fā)熱失控方法如下：e)針刺位置及方向：選擇能觸發(fā)電池單體發(fā)生熱失控的位置和方向(例如，垂直于極片的方向);f)針刺停止條件：直至熱失控，或者針刺深度達(dá)到觸發(fā)電池單體在針刺方向尺寸的90%。緣層。對(duì)于尺寸與電池單體相同的塊狀加熱裝置，可用該加熱裝置代替其中一個(gè)電池單體，與觸發(fā)對(duì)應(yīng)不大于電池單體的表面積；將加熱裝置的加熱面與電池單體表面直接接觸，加熱裝置的位置應(yīng)與發(fā)生熱失控或者A.4.3.7定義的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到300℃后，停止觸發(fā)。表A.2加熱裝置功率選擇觸發(fā)對(duì)象電能EWh加熱裝置最大功率E<100300～1000表A.2加熱裝置功率選擇(續(xù))觸發(fā)對(duì)象電能EWh加熱裝置最大功率W400≤E<800E≥800內(nèi)部加熱方法參數(shù)/說明加熱片規(guī)格材質(zhì)Cu+絕緣層，或其他合適的電阻加熱元件面積50mm×50mm～15mm×15mm厚度功率150W～700W使用方法布置位置卷芯表面引線孔/引線端部密封樹脂膠，如環(huán)氧樹脂，或者合適的結(jié)構(gòu)密封方式停止加熱條件發(fā)生熱失控GB/T44257.1—2024連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線密封位置內(nèi)部加熱觸發(fā)熱失控測(cè)試流程如下：b)根據(jù)目標(biāo)加熱功率調(diào)整供電設(shè)備電壓，閉合開關(guān)對(duì)加熱片進(jìn)行供電，加熱電池單體直至熱A.4.3.7監(jiān)控點(diǎn)布置方案如下。試過程中觸發(fā)對(duì)象的最高表面溫度)。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應(yīng)小于1s,準(zhǔn)確b)針刺觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器的位置應(yīng)接近短路點(diǎn)，也可使用針的溫度(見圖A.3)。觸發(fā)對(duì)象溫度傳感器針刺點(diǎn)圖A.3針刺觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖c)加熱觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè)，即安裝在加熱裝置的對(duì)側(cè)(見圖A.4、a)硬殼及軟包電池b)圓柱形電池-Ic)圓柱形電池-Ⅱa)硬殼電池b)圓柱形電池圖A.5內(nèi)部加熱觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖21A.4.3.8熱失控觸發(fā)判定條件：23高壓電路高壓電路電流接觸器、保準(zhǔn)修開關(guān)(可選)單體/模塊集成：熱管理裝置和連接(可選)總線bucB.2電池系統(tǒng)高壓電路電流接觸(可選)熱管理裝置In——冷卻介質(zhì)進(jìn)口；Out——冷卻介質(zhì)出口。電池系統(tǒng)電池控制單元熱管理裝置和連接(可選)圖B.2含集成電池控制單元的電池系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)電流接觸電池系統(tǒng)電池箱utIn——冷卻介質(zhì)進(jìn)口；Out——冷卻介質(zhì)出口。24GB/T44257.1—2024(規(guī)范性)電池包或電池系統(tǒng)絕緣電阻測(cè)試方法C.1試驗(yàn)條件電池包或電池系統(tǒng)均以制造商規(guī)定的完全充電狀態(tài)進(jìn)行，試驗(yàn)環(huán)境溫度為22℃±5℃,濕度為電壓檢測(cè)工具的內(nèi)阻不小于10MQ。在測(cè)量時(shí)若絕緣監(jiān)測(cè)功能會(huì)對(duì)電池包或電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)試產(chǎn)生影響，則應(yīng)將絕緣監(jiān)測(cè)功能關(guān)閉或者將絕緣電阻監(jiān)測(cè)單元從B級(jí)電壓電路中斷開，以免影響測(cè)量值，否則制造商可選擇是否關(guān)閉絕緣監(jiān)測(cè)功能或者將絕緣監(jiān)測(cè)單元從B級(jí)電壓電路中斷開。C.2絕緣電阻測(cè)試方法C.2.1.1使電池包或電池系統(tǒng)內(nèi)的電力、電子開關(guān)激活C.2.1.2用相同的兩個(gè)電壓檢測(cè)工具同時(shí)測(cè)量電池圖C.1所示。待讀數(shù)穩(wěn)定，較高的一個(gè)為U?,較低的一個(gè)為U?'。注：電池包或電池系統(tǒng)的電