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文檔簡介

《車用動力電池液冷板技術(shù)要求》

編制說明

一、工作簡況

1.1任務(wù)來源

《車用動力電池液冷板技術(shù)要求》團體標準是由中國汽車工程學(xué)會批準立

項。文件號中汽學(xué)函【2022】294號,任務(wù)號為2022-97。本標準由中國汽車工

程學(xué)會標準化工作委員會提出,納百川新能源股份有限公司牽頭,清華大學(xué)蘇

州汽車研究院、廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、金龍聯(lián)合汽車工業(yè)(蘇

州)有限公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司、天津格特斯檢測設(shè)備技術(shù)開

發(fā)有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司、濰柴動力股份有限公司、吉利控股

集團有限公司、蘇州明志科技股份有限公司、蘇州驛力機車科技股份有限公

司、敏實集團等單位起草。

1.2編制背景與目標

1)行業(yè)發(fā)展狀況

伴隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與突破,我國面臨著不斷攀升的油價的困擾、節(jié)能減

排的技術(shù)難題以及碳達峰的迫切要求,因此新能源汽車的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

成為了行業(yè)趨勢。未來3-5年汽車行業(yè)的發(fā)展將會聚焦于電動化,預(yù)計到2035

年新能源汽車占據(jù)54%整體市場份額。

市場對新能源汽車的需求持續(xù)加大,也對安全性能提出了更嚴格的要求。近

日,應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布的2022年第一季度數(shù)據(jù)顯示,接報各類交通工

具火災(zāi)1.9萬起,其中,涉及新能源汽車的640起,同比上升32%,意味著平均

每天有超過7起新能源汽車火災(zāi)。作為新生事物,新能源汽車的安全性,尤其是

動力電池的安全性能備受各方關(guān)注。

新能源汽車目前的安全問題主要圍繞電池自燃、著火或爆炸。鋰離子電池本

就容易發(fā)生事故。一般來說,電池的正常使用溫度不應(yīng)高于40℃。當(dāng)電池內(nèi)累積

的熱量無法及時散出、電池溫度超過安全閾值時,就容易引起熱失控反應(yīng)。電池

在變形、被擠壓的時候能不能保證安全同樣是關(guān)鍵。在汽車碰撞事故中,電池包

有可能受到擠壓而嚴重變形,也有可能在無明顯變形的情況下發(fā)生沖擊過載,從

而有一定的熱失控風(fēng)險。為了減少此類情況發(fā)生,高性能的液冷板成為了動力電

池必不可少的組成部分。

動力電池液冷板是動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的重要組成部分,排布在動力電池包

底部或電池模組的側(cè)面,當(dāng)電池溫度過高或過低時,對電池組進行冷卻或加熱處

理,使電池組的溫度始終保持在最佳溫度范圍內(nèi)。液冷板需要在承重和耐腐蝕的

環(huán)境和條件下使用,因此,為滿足不同液冷板的設(shè)計和應(yīng)用需求,對材料、技術(shù)

以及生產(chǎn)工藝上都提出了較高的要求。

2)標準制定的緊迫性

隨著新能源汽車的強勁發(fā)展,動力電池液冷板作為新能源汽車動力電池?zé)峁?/p>

理系統(tǒng)中的核心組成部分,是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的一員,整個行業(yè)也隨之處于

快速發(fā)展的增長階段,大量企業(yè)投入資金到相關(guān)技術(shù)的科研與產(chǎn)品生產(chǎn)中,短時

間內(nèi)市場上出現(xiàn)了諸多同類型產(chǎn)品。

但是目前國內(nèi)外動力電池及其上下游產(chǎn)業(yè)在行業(yè)標準和規(guī)范等方面均不夠

完善。其中,新能源汽車動力電池液冷板目前尚無行業(yè)標準,使得各個生產(chǎn)企業(yè)

對技術(shù)指標和生產(chǎn)過程理解不一致、執(zhí)行不統(tǒng)一,無法對產(chǎn)品質(zhì)量實施標準化管

理,產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保障;檢測機構(gòu)在測試并開具測試報告時也沒有合適的標

準供參照;市場上出現(xiàn)了很多良莠不齊的新能源汽車動力電池液冷板產(chǎn)品,產(chǎn)業(yè)

呈現(xiàn)多、雜、亂等特點,下游企業(yè)很難從大量產(chǎn)品中逐一甄別優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

本標準的提出旨在填補這一空白,通過制定技術(shù)要求與檢測方法標準更好地

規(guī)范新能源汽車動力電池液冷板的研發(fā)、推廣與使用,使檢測機構(gòu)和下游企業(yè)的

采購有標準可依,使新能源汽車動力電池行業(yè)能夠更加完善從而推動新能源汽車

走向健康、可持續(xù)的發(fā)展。該標準不僅在細分領(lǐng)域內(nèi)作為行業(yè)內(nèi)共同執(zhí)行的標準,

同時亦可完善新能源汽車標準體系,為新能源汽車的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

1.3主要工作過程

2022年7月-8月,由納百川新能源股份有限公司牽頭,清華大學(xué)蘇州汽車

研究院組織成立了標準項目工作組。工作組起草單位還包括廣汽埃安新能源汽車

股份有限公司、金龍聯(lián)合汽車工業(yè)(蘇州)有限公司、上汽通用五菱汽車股份有

限公司、天津格特斯檢測設(shè)備技術(shù)開發(fā)有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司、

濰柴動力股份有限公司、吉利控股集團有限公司、蘇州明志科技股份有限公司、

蘇州驛力機車科技股份有限公司、敏實集團等單位。

2022年9月-10月,標準工作組共同完成了第一版標準草稿的起草工作,邀

請行業(yè)上下游專家提出意見,修訂完善后,報中國汽車工程學(xué)會申請立項。

2022年11月,中國汽車工程學(xué)會針對本標準組織了專家進行評審。專家評

審決議一致批準立項。并對標準提出了修改意見。工作組針對立項評審專家提出

的意見進行了討論,并對標準文本進行了修改。

2022年11月20日,工作組舉辦《車用動力電池液冷板技術(shù)要求》線上標

準項目研討會。本次會議邀請了包括廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、蘇州明

志科技有限公司、蘇州驛力機車科技股份有限公司等上下游企業(yè)加入工作組參加

會議。會議就標準編寫結(jié)構(gòu)、語言、格式等方面進行了全面討論;對部分章條進

行了優(yōu)化;性能要求和描述都做了重新規(guī)范,明確了部分指標的范圍,通報了專

家意見的修改情況。修改的部分如下表所示:

序號章條編號修改內(nèi)容

13增加擠壓型材式液冷板術(shù)語。商用車上以集成形式

采用較多。

25刪除一般要求章節(jié),分散其內(nèi)容放在其余章節(jié)。

35.8刪除負壓性能要求中對形變小于5%的要求。一般電

池廠商對此無要求。

46.2平面度檢驗按照GB/T11337的方式進行,刪除三坐

標法。不再規(guī)定具體檢測方式,直接對GB/T11337進

行規(guī)范性引用。

56.8靜壓強度中施加的氣壓強度應(yīng)帶有公差。修改為

200kPa±5kPa。

66.12、6.13增加對18384的規(guī)范性引用,使用GB/T18384規(guī)定

的方法對絕緣電壓和絕緣電阻進行測試。

工作組按照會議意見修改后,形成了新的標準草稿。

2022年12月15日,工作組舉辦《車用動力電池液冷板技術(shù)要求》線上標

準項目研討會。本次會議期間邀請了包括天津格特斯檢測設(shè)備技術(shù)開發(fā)有限公司、

蜂巢能源科技股份有限公司、金龍聯(lián)合汽車工業(yè)(蘇州)有限公司等上下游企業(yè)

參加會議。就標準編寫結(jié)構(gòu)、語言、格式等方面進行了全面討論;對章條結(jié)構(gòu)做

出了修改;性能要求和描述也做了調(diào)整,明確了部分指標的范圍,通報了專家意

見的修改情況。重點修改的部分如下表所示:

序號章條編號修改內(nèi)容

1標題修改標題為車用動力電池液冷板技術(shù)要求。

修改液冷板術(shù)語,將液冷板、水冷板詞條并列,認為

23

是同一種汽車零部件產(chǎn)品。

增加吹脹式液冷板、翅片式液冷板、埋管式液冷板幾

33

個詞條

添加分類章節(jié),液冷板根據(jù)不同形態(tài)、工藝分為以下

44

幾種,但不限于以下幾種。并增加示意圖

外觀要求增加一條:液冷板外涂層(如有)應(yīng)均勻美

55.1.3

觀,附著牢固,不允許有體層脫落磕碰損傷現(xiàn)象。

65.4.4修改密封性要求水檢要求為不應(yīng)出現(xiàn)連續(xù)氣泡。

刪除振動測試相關(guān)章節(jié)。液冷板一般作為電池包的

75.6、6.7一部分,以整體做振動測試,故這里不再單獨做振動

測試。

修改冷熱循環(huán)試驗過程,確定為升降溫的速度和高

86.8

溫溫度、低溫溫度。

工作組按照會議意見修改后,形成了新的標準草稿。

2023年2月24日,清華大學(xué)蘇州汽車研究院組織工作組舉辦《車用動力電

池液冷板技術(shù)要求》線下標準項目研討會。會議邀請了包括濰柴新能源科技有限

公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司等上下游企業(yè)加入工作組參加會議。會上,

就標準編寫結(jié)構(gòu)、語言、格式等方面再次進行了全面討論;對部分章條進行了優(yōu)

化表達;性能要求和描述都做了重新規(guī)范,明確了部分指標的范圍。重點修改的

部分如下表所示:

序號章條編號意見內(nèi)容

第一章范圍中建議增加語句“本文件適用于沖壓板式和

11口琴管式車用動力電池液冷板的設(shè)計、生產(chǎn)和檢驗,其

他形式液冷板可參照執(zhí)行?!?/p>

22建議刪掉對ASTMD2750-16的引用,減少不必要的糾紛

增加詞條功能區(qū)代替原先的模組區(qū),以適應(yīng)CTP無電芯

33

模組技術(shù)的發(fā)展方向。

分類中將帶絕緣涂層的沖壓板式液冷板和不帶絕緣涂層

44

的沖壓板式液冷板合并為沖壓板式液冷板。

修改密封性要求中的氣檢的技術(shù)要求為“不允許出現(xiàn)氣

55.4.2

泡”。

平面度要求根據(jù)功能區(qū)大小分為4類,并按表格形式描

65.5述性能參數(shù),考慮區(qū)分自由狀態(tài)下平面度和施壓條件下

平面度要求。

爆破測試要求修改為爆破壓力達到800kPa之前液冷板

75.10

不應(yīng)破裂。

85.13刪除內(nèi)部腐蝕對于ph值變化的要求。

95.17接頭安裝力直徑修改為接頭標稱直徑。

105.19更改禁用物質(zhì)的標準化引用文件

平面度要求壓力狀態(tài)下施加壓力由2kPa改為

116.3

1kPa~3kPa,使適用面更廣。

修改爆破測試的試驗方法,改為“最高加壓至800kPa,

126.11

觀測其是否破裂”。

工作組按照會議意見修改標準后,形成了征求意見稿。

二、標準編制原則和主要內(nèi)容

2.1標準制定原則

1)按照GB/T1.1《標準化工作導(dǎo)則第一部分:標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》

的要求和規(guī)定編寫;

2)本標準在編寫過程中,有針對性的對國內(nèi)車用動力電池液冷板企業(yè)進行

調(diào)研,根據(jù)車用動力電池液冷板的特點,并結(jié)合上下游行業(yè)對液冷板的使用需求

和習(xí)慣,力求制定通用的液冷板技術(shù)規(guī)范。

3)注重標準的可操作性,充分適應(yīng)我國車用動力電池液冷板行業(yè)現(xiàn)狀和未

來發(fā)展趨勢。

2.1.1通用性原則

本文件適用于車用動力電池液冷板,符合我國車用動力電池液冷板行業(yè)現(xiàn)狀

和未來發(fā)展趨勢。

2.1.2指導(dǎo)性原則

本標準提出的車用動力電池液冷板技術(shù)要求充分體現(xiàn)了車用動力電池液冷

板的結(jié)構(gòu)特點,現(xiàn)還沒有相關(guān)的國家標準和行業(yè)標準,故本標準的發(fā)布,是相

關(guān)標準體系的有益補充,對行業(yè)的發(fā)展意義重大。

2.1.3協(xié)調(diào)性原則

現(xiàn)還沒有相關(guān)的國家標準和行業(yè)標準,故不存在協(xié)調(diào)性的問題。

2.1.4兼容性原則

本標準提出的性能指標充分考慮了行業(yè)的特點,突出了車用動力電池液冷板

的產(chǎn)品特點,考慮了行業(yè)發(fā)展的形勢,滿足大多數(shù)企業(yè)的標準需求。

2.2標準主要技術(shù)內(nèi)容

本文件規(guī)定了車用動力電池液冷板技術(shù)要求,適用于車用動力電池液冷板

技術(shù)要求產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢驗。

2.3關(guān)鍵技術(shù)問題說明

針對車用電力電池液冷板產(chǎn)品,要按本標準規(guī)定的方法對主要技術(shù)指標進行

驗證。

2.3.1爆破試驗

產(chǎn)品在使用過程中會使用一定的壓力將冷卻液通入產(chǎn)品內(nèi)部流道,因此需要

驗證產(chǎn)品在正常環(huán)境下的極限耐壓情況;不斷往內(nèi)部增加壓力直至產(chǎn)品失效,即

可觀察出產(chǎn)品的耐壓能力,合理的并規(guī)定出合理的失效標準。

該數(shù)據(jù)來源于納百川控股有限公司。標準制定時,考慮到液冷板形態(tài)和使

用狀況的不同,標準中最終爆破壓力值設(shè)定放寬為800kPa。

2.3.2耐高溫試驗

產(chǎn)品可能會在極端惡劣的高溫環(huán)境下工作,因此需要驗證產(chǎn)品長時間處在

高溫惡劣的環(huán)境下是否能夠正常工作;在試驗過程中,產(chǎn)品的環(huán)境溫度與介質(zhì)

溫度都保持在高溫的情況,溫度的設(shè)定取決于電池包在極端發(fā)熱情況下所產(chǎn)生

的極限高溫溫度,保持一定的時間后觀察產(chǎn)品是否會發(fā)生失效情況。產(chǎn)品的耐

高溫試驗需要在一定壓力和高溫環(huán)境下工作200h后,檢測產(chǎn)品的密封情況。

2.3.3耐低溫試驗

產(chǎn)品可能會在極端惡劣的低溫環(huán)境下工作,因此需要驗證產(chǎn)品長時間處在

低溫惡劣的環(huán)境下是否能夠正常工作;在試驗過程中,產(chǎn)品的環(huán)境溫度與介質(zhì)

溫度都保持在低溫的情況,溫度的設(shè)定取決于電池包在極端低溫環(huán)境所處的溫

度情況,保持一定的時間后觀察產(chǎn)品是否會發(fā)生失效情況。產(chǎn)品的耐低溫試驗

需要通入低溫的防凍液后在低溫環(huán)境下72h后取出,檢測產(chǎn)品的密封情況。

2.3.4內(nèi)部腐蝕性能試驗

產(chǎn)品在通入防凍液進行工作后,因溶液因素不穩(wěn)定的情況,經(jīng)過一定的時

間后,通入冷板的介質(zhì)會存在雜質(zhì),長時間后產(chǎn)品內(nèi)部容易被腐蝕,因此,需

要驗證產(chǎn)品內(nèi)部的耐腐蝕性能。產(chǎn)品內(nèi)部耐腐蝕試驗需要通入一定的pH值介質(zhì)

到產(chǎn)品內(nèi)部進行循環(huán),一定的循環(huán)次數(shù)后取出,觀察產(chǎn)品的爆破情況。

2.4標準工作基礎(chǔ)

主編單位納百川新能源有限公司自1998年成立以來,20年一直專注于汽車

發(fā)動機熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域的研究,產(chǎn)品主要出口歐美售后市場,持續(xù)為客戶提供優(yōu)

質(zhì)服務(wù),至今一直保持著良好的質(zhì)量口碑,已形成良性穩(wěn)定的運營機制。2011年

開始啟動新能源汽車動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的研發(fā),產(chǎn)品于2015年研制成功并得

到實車應(yīng)用驗證,公司擁有多項自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán),2016年成功與上汽大眾配

套其國內(nèi)首款新能源汽車,同年成長為國內(nèi)多家主流車廠首款新能源汽車動力電

池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的唯一供應(yīng)商,產(chǎn)品一直具有很好市場競爭力。

作為編寫組主要起草單位,清華大學(xué)蘇州汽車研究院具備豐富的標準編寫和

標準組織經(jīng)驗。清華大學(xué)蘇州汽車研究院標準服務(wù)中心是專業(yè)標準研究咨詢服務(wù)

平臺,重點服務(wù)新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和測試評價標準體

系的建設(shè),促進行業(yè)健康發(fā)展。在標準研究方面,重點研究汽車工業(yè)、高端制造

行業(yè)及其他新興產(chǎn)業(yè)的標準體系,與相關(guān)標準委員會合作,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供標準

支持,為企業(yè)提供標準立項編制、咨詢和培訓(xùn)服務(wù),以及專利咨詢服務(wù)。通過標

準項目組織,提升企業(yè)形象,樹立行業(yè)龍頭地位。

清華蘇州汽車研究院標準化研究中心聘請成波院長、李克強教授等汽車領(lǐng)域

知名專家為顧問,依托中國汽車工程學(xué)會、中國汽車技術(shù)中心(汽標委)等專業(yè)

標準化管理機構(gòu),重點為汽車產(chǎn)業(yè)新技術(shù)提供產(chǎn)品、檢測標準化支持和服務(wù)。

三、主要試驗(或驗證)情況分析

本標準涉及到的試驗驗證部分,主要包括性能試驗和可靠性試驗。性能試驗

是為了測試液冷板是否能達到為電池包保持溫度范圍而提出的性能指標,包括密

封性、平面度、爆破性等??煽啃栽囼炇菫榱嗽谠囼炇覂?nèi)快速模擬出動力電池在

工作時可能出現(xiàn)的極端環(huán)境,以檢測液冷板在極端環(huán)境下是否符合動力電池BMS

所需要的可靠和耐久要求,包括溫度交變試驗、壓力交變試驗等。這些要求是根

據(jù)動力電池及電動汽車整車對液冷板的功能和性能要求,并考慮動力電池的實際

工況強度提出的。每個指標是根據(jù)均廣泛征求了主機廠、電池廠、檢測機構(gòu)的意

見,綜合不同規(guī)格不同用途的產(chǎn)品總結(jié)出來的普適性指標。

3.1爆破試驗

標準中爆破壓力值定為800kPa。一組爆破壓力測試數(shù)據(jù)如下:

樣件序號爆破壓力(kPa)

12370

22720

32860

42690

52540

62770

72970

82350

92060

102130

3.2耐高溫試驗

產(chǎn)品的耐高溫試驗需要在一定壓力和高溫環(huán)境下工作200h后,檢測產(chǎn)品的

密封情況。密封性要求的泄漏量為小于2.5ml/min,一組測試數(shù)據(jù)經(jīng)泄漏量換算

后如下表:

樣件序號200h泄漏量(ml/min)

12.3

22.1

30.7

41.3

51.5

61.7

71.2

81.7

92.0

102.4

3.3耐低溫試驗

產(chǎn)品的耐低溫試驗需要通入低溫的防凍液后在低溫環(huán)境下72h后取出,檢測

產(chǎn)品的密封情況,密封性要求的泄漏量為小于2.5ml/min,一組測試數(shù)據(jù)經(jīng)泄漏

量公式換算后如下表:

樣件序號72h泄漏量(ml/min)

12.2

21.8

32.3

41.9

52.3

61.5

71.4

81.8

92.3

102.5

3.4內(nèi)部腐蝕性能試驗

產(chǎn)品內(nèi)部耐腐蝕試驗需要通入一定的pH值介質(zhì)到產(chǎn)品內(nèi)部進行循環(huán),一定

的循環(huán)次數(shù)后取出,觀察產(chǎn)品的爆破情況。爆破壓力指標為》800kPa為合格,

一組測試數(shù)據(jù)如下表:

樣件序號爆破壓力(kPa)

12430

22210

32110

42430

52190

62270

72350

82530

9

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