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版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用鈉離子電池和電池組安全技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了應(yīng)用于電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用鈉離子電池和電池組的安全要求以及試驗(yàn)方法。本文件適用于電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用鈉離子電池和電池組(以下簡(jiǎn)稱為電池和電池組)。其中電能存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用包括但不限于:b)中央應(yīng)急照明和報(bào)警系統(tǒng);c)固定式發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng);d)光伏系統(tǒng);e)家用(住宅)儲(chǔ)能系統(tǒng)(HESS,HouseholdEnergyStorageSystem);f)大容量?jī)?chǔ)能。上述列舉的電能存儲(chǔ)系統(tǒng)并未包括所有的設(shè)備,因此未列出的設(shè)備也可能包含在本文件的范圍內(nèi)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。IEC62368-1音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備第1部分:安全要求IEC60695-11-10:2013電工電子產(chǎn)品著火危險(xiǎn)試驗(yàn)第16部分:試驗(yàn)火焰50W水平與垂直火焰試驗(yàn)方法IEC60695-10-2電工電子產(chǎn)品著火危險(xiǎn)試驗(yàn)第21部分:非正常熱球壓試驗(yàn)方法IEC61000-4-2電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1鈉離子電池sodiumioncell依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間往返移動(dòng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的裝置。注1:通常包括電極、隔膜、電解質(zhì)、容器和端子等,是3.2大型鈉離子電池largesodiumioncell總質(zhì)量超過(guò)500g的鈉離子電池。23.3電池并聯(lián)塊cellblock通過(guò)并聯(lián)組成的一組電池,可能有也可能沒(méi)有保護(hù)裝置[如熔斷器或正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)]和監(jiān)控電路。注:由于尚未安裝外殼、與外部連接的端子及電子控制裝[來(lái)源:IEC63056:2020,3.8]3.4模塊module通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組成的一組電池,可能有也可能沒(méi)有保護(hù)裝置[如熔斷器或正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)]和監(jiān)控電路。[來(lái)源:IEC63056:2020,3.9,有修改]3.5電池包batterypack由一個(gè)或多個(gè)電池或模塊電氣聯(lián)接的電能存儲(chǔ)裝置。[來(lái)源:IEC63056:2020,3.10,有修改]3.6電池組系統(tǒng)batterysystem電池組battery由一個(gè)或多個(gè)電池,模塊或電池包組成的系統(tǒng)。注2:如果電池制造商和用戶達(dá)成協(xié)議,過(guò)放切[來(lái)源:IEC63056:2020,3.11,有修改]3.7大型鈉離子電池組largesodiumionbattery總質(zhì)量超過(guò)12kg的鈉離子電池組。3.8電池組管理系統(tǒng)batterymanagementsystem;BMS與電池組相連的,具有防止電池組過(guò)充、過(guò)流、過(guò)熱、過(guò)冷以及過(guò)放(適用時(shí))保護(hù)功能的集合,用來(lái)監(jiān)控和(或)管理電池組的狀態(tài),計(jì)算二次數(shù)據(jù),報(bào)告數(shù)據(jù)和(或)控制環(huán)境以影響電池組的安全、性能和(或)使用壽命。注2:BMS的功能可在電池包上,也可在注4:有時(shí)BMS也被稱為BMU(電池組管理單元,batterymanage[來(lái)源:IEC63056:2020,3.12]圖1BMS位置舉例和電池組系統(tǒng)的組成3.9額定容量ratedcapacityC制造商標(biāo)明的電池或電池組容量。3.10荷電狀態(tài)stateofchargeSOC可用電池容量占額定容量的百分比。3.11標(biāo)稱電壓nominalvoltage用以標(biāo)識(shí)電池或電池組電壓的適宜的近似值。3.12額定能量ratedenergy由制造商標(biāo)明的在規(guī)定條件下確定的電池或電池組的能量值,通過(guò)標(biāo)稱電壓乘以額定容量計(jì)算得出,可向上取整數(shù)。3.13參考試驗(yàn)電流referencetestcurrentIt4參考試驗(yàn)電流數(shù)值與額定容量(C)相同。3.14充電上限電壓upperlimitedchargingvoltage制造商規(guī)定的電池或電池組能承受的最高安全充電電壓。3.15充電限制電壓limitedchargingvoltage制造商規(guī)定的電池或電池組的額定最大充電電壓。3.16放電終止電壓endofdischargevoltage制造商推薦的電池或電池組放電結(jié)束時(shí)的帶載電壓。3.17放電截止電壓dischargecut-offvoltage制造商規(guī)定的電池或電池組安全放電的最低帶載電壓。3.18最大充電電流maximumchargingcurrentIcm制造商規(guī)定的最大的恒流充電電流。3.19最大放電電流maximumdischargingcurrentIdm制造商規(guī)定的最大持續(xù)放電電流。3.20上限充電溫度upperlimitedchargingtemperature制造商規(guī)定的電池或電池組充電時(shí)的最高溫度。3.21下限充電溫度lowerlimitedchargingtemperature制造商規(guī)定的電池或電池組充電時(shí)的最低溫度。3.22上限放電溫度upperlimiteddischargingtemperature制造商規(guī)定的電池或電池組放電時(shí)的最高溫度。3.23下限放電溫度lowerlimiteddischargingtemperature制造商規(guī)定的電池或電池組放電時(shí)的最低溫度。3.24破裂rupture由于內(nèi)部或外部因素引起電池外殼或電池組殼體的機(jī)械損傷,導(dǎo)致內(nèi)部物質(zhì)暴露或溢出,但沒(méi)有噴[來(lái)源:IEC63056:2020,3.15]3.25漏液leakage可見(jiàn)的液體電解質(zhì)的漏出。[來(lái)源:IEC62619:2022,3.13]3.26爆炸explosion電池或電池組的外殼劇烈破裂并且主要成分拋射出來(lái)產(chǎn)生的失效現(xiàn)象。[來(lái)源:IEC63056:2020,3.16,有修改]3.27起火fire從電池或電池組系統(tǒng)發(fā)出的持續(xù)時(shí)間大于1s的火焰。注:火焰是由燃燒產(chǎn)生的,燃燒是一種發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反[來(lái)源:IEC62619:2022,3.17,有修改]3.28熱失控thermalrunaway由放熱反應(yīng)引起的電池發(fā)生不可控溫升的現(xiàn)象。[來(lái)源:IEC62619:2022,3.23]4試驗(yàn)條件4.1試驗(yàn)的適用性只有涉及安全性時(shí)才進(jìn)行本文件規(guī)定的試驗(yàn)。除非另有規(guī)定,測(cè)試完成后的樣品不要求還能正常使用。4.2試驗(yàn)的環(huán)境條件除非另有規(guī)定,試驗(yàn)一般在下列條件下進(jìn)行:a)溫度:25℃±5℃;b)相對(duì)濕度:不大于75%;c)氣壓:86kPa~106kPa。4.3參數(shù)測(cè)量公差相對(duì)于規(guī)定值或?qū)嶋H值,所有控制值或測(cè)量值的準(zhǔn)確度應(yīng)限定在下述公差范圍內(nèi):a)電壓:±0.5%;b)電流:±1%;e)尺寸:±1%;f)質(zhì)量:±1%。6上述公差包含了所用測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度、所采用的測(cè)試方法以及測(cè)試過(guò)程中引入的所有其他誤差。4.4溫度測(cè)量方法采用熱電偶法來(lái)測(cè)量樣品的表面溫度。溫度測(cè)試點(diǎn)選取溫度最不利點(diǎn)作為試驗(yàn)判定依據(jù)。4.5測(cè)試用充放電程序4.5.1測(cè)試用充電程序電池或電池組可采用下列方法之一進(jìn)行充電:a)制造商規(guī)定的方法;b)以0.2ItA充電,當(dāng)電池或電池組端電壓達(dá)到充電限制電壓(Ucl)時(shí),改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于0.02ItA,停止充電。注1:在充電前電池或電池組先按照4.5.2規(guī)),4.5.2測(cè)試用放電程序電池或電池組以0.2ItA進(jìn)行恒流放電至放電終止電壓(Ude)。注:不能在0.2ItA下恒流放電的電池組,可以在4.6型式試驗(yàn)4.6.1樣品的要求除非另有規(guī)定,被測(cè)試樣品應(yīng)是客戶將要接受的產(chǎn)品的代表性樣品,包括小批量試產(chǎn)樣品或是準(zhǔn)備向客戶交貨的產(chǎn)品,且生產(chǎn)后不超過(guò)6個(gè)月。除非另有規(guī)定,若試驗(yàn)需要引入導(dǎo)線測(cè)試或連接時(shí),引入導(dǎo)線測(cè)試或連接產(chǎn)生的總電阻應(yīng)小于20m4.6.2樣品的數(shù)量除特殊說(shuō)明外,每個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的電池樣品為3個(gè),電池組樣品為1個(gè)。4.6.3電池樣品容量測(cè)試電池樣品的實(shí)際容量應(yīng)大于或等于其額定容量,否則不能作為型式試驗(yàn)的典型樣品。電池先按照4.5.1規(guī)定的充電程序充滿電,靜置10min,再按照4.5.2規(guī)定的放電程序放電,放電時(shí)所提供的容量即為電池的實(shí)際容量,大型電池靜置30min。當(dāng)對(duì)容量測(cè)試結(jié)果有異議時(shí),可依據(jù)23℃±2℃的環(huán)境溫度作為仲裁條件重新測(cè)試。4.6.4樣品的預(yù)處理在進(jìn)行4.6.5規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目前,需對(duì)樣品進(jìn)行如下預(yù)處理:a)充放電循環(huán)電池或電池組按照4.5規(guī)定的充放電程序進(jìn)行兩個(gè)充放電完整循環(huán),充放電程序之間靜置10min,大型電池或電池組靜置30min。b)靜電放電7電池組在進(jìn)行完a)充放電循環(huán)預(yù)處理后,按照4.5.1規(guī)定的充電程序充滿電,還應(yīng)按IEC61000-4-2的規(guī)定對(duì)電池組每個(gè)輸出端子進(jìn)行4kV接觸放電測(cè)試(±4kV各10次)和8kV空氣放電測(cè)試(±8kV各注3:在預(yù)處理過(guò)程中如發(fā)生起火、爆炸、漏液等現(xiàn)象也4.6.5試驗(yàn)項(xiàng)目表1為電池的型式試驗(yàn)項(xiàng)目。表1電池的型式試驗(yàn)—a對(duì)廠商提供的標(biāo)簽、說(shuō)明書、材料等進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。b如使用并聯(lián)塊代替電池進(jìn)行試驗(yàn),當(dāng)有爭(zhēng)議時(shí),以使用電池進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果為準(zhǔn)。表2為電池組/電池組系統(tǒng)的型式試驗(yàn)項(xiàng)目。表2電池組/電池組系統(tǒng)的型式試驗(yàn)—12222a— 8—345電池?zé)崾Э嘏c電池組系統(tǒng)熱擴(kuò)散6如果電池組系統(tǒng)可拆分為小的單元,單元可代替電池組系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。制造商可對(duì)單元添加最終電池組系統(tǒng)具4.6.6試驗(yàn)順序電池試驗(yàn)順序見(jiàn)附錄A。4.6.7試驗(yàn)判據(jù)某項(xiàng)試驗(yàn)的受試樣品全部測(cè)試合格,判定該項(xiàng)試驗(yàn)合格。5一般安全要求5.1一般安全性的考慮電池和電池組的安全性從以下兩種條件加以考慮:a)正常條件;b)可合理預(yù)見(jiàn)的誤使用、濫用及故障條件。電池組系統(tǒng)應(yīng)具備系統(tǒng)鎖或類似功能。當(dāng)電池組系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)電池在工作期間偏離正常工作區(qū)域時(shí),電池組系統(tǒng)應(yīng)具有不可復(fù)位功能以停止工作。該功能不可由用戶重置或自動(dòng)重置。在檢查電池組系統(tǒng)的狀態(tài)是否符合電池組系統(tǒng)制造商手冊(cè)后,可以恢復(fù)電池組系統(tǒng)的功能,即電池組系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)應(yīng)明確規(guī)定該程序。根據(jù)應(yīng)用,電池組系統(tǒng)可允許最終放電,例如提供緊急功能。在這種情況下,電池極限(例如放電下限電壓或上限溫度)在電池不會(huì)引起危險(xiǎn)反應(yīng)的范圍內(nèi)可能偏離一次。因此,電池制造商應(yīng)提供第二組限值,在該限值中,電池組系統(tǒng)中的電池可以接受一次放電而不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)反應(yīng)。電池不應(yīng)再充電。5.2安全工作參數(shù)為確保電池和電池組在不同條件下的使用安全,應(yīng)規(guī)定其安全工作條件,包括溫度范圍、電壓范圍和電流范圍等參數(shù)。由于電池材料體系和結(jié)構(gòu)的差異,其安全工作參數(shù)值可能不同。制造商應(yīng)在相應(yīng)規(guī)格書中至少標(biāo)明表3中的信息。表3規(guī)格書中至少標(biāo)明的信息IcmIdm9TcmTTdmTdl5.3標(biāo)識(shí)和警示說(shuō)明5.3.1標(biāo)識(shí)要求電池和電池組的標(biāo)識(shí)應(yīng)清晰可辨,且不應(yīng)出現(xiàn)混淆。使用中文標(biāo)明以下標(biāo)識(shí):a)產(chǎn)品名稱、型號(hào);b)額定容量、額定能量、標(biāo)稱電壓、充電限制電壓、放電終止電壓;c)正負(fù)極性,如使用“正、負(fù)”字樣、“+、-”符號(hào)或不同顏色(例如紅色和黑色)表示;d)生產(chǎn)廠,且應(yīng)為耐高溫永久性標(biāo)識(shí)。;e)生產(chǎn)日期或批號(hào)。額定能量的標(biāo)識(shí)值應(yīng)滿足額定能量的定義。對(duì)于電池組,標(biāo)識(shí)均應(yīng)在電池組本體上標(biāo)明,“型號(hào)、額定容量、額定能量、標(biāo)稱電壓、充電限制電壓、生產(chǎn)廠”等中文引導(dǎo)詞應(yīng)該標(biāo)出并與具體內(nèi)容對(duì)應(yīng)。生產(chǎn)日期或批號(hào)可以不使用引導(dǎo)詞。對(duì)于電池,額定容量、生產(chǎn)廠(或生產(chǎn)廠代碼)、生產(chǎn)日期或批號(hào)、型號(hào)和正負(fù)極性應(yīng)在電池本體上標(biāo)明,其余標(biāo)識(shí)允許在包裝或規(guī)格書上標(biāo)明。對(duì)于標(biāo)識(shí)編碼的鈉離子電池和電池組,編碼規(guī)則應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。目測(cè)檢查被測(cè)電池和電池組的標(biāo)識(shí),應(yīng)符合以上要求。5.3.2警示說(shuō)明電池組的本體上應(yīng)有中文警示說(shuō)明。目測(cè)檢查被測(cè)電池組的警示說(shuō)明,應(yīng)符合以上要求。5.3.3耐久性電池組本體上的標(biāo)識(shí)和警示說(shuō)明應(yīng)清晰可辨。本文件所要求的任何標(biāo)識(shí)和警示說(shuō)明應(yīng)是耐久的和醒目的。在考慮其耐久性時(shí),應(yīng)把正常使用時(shí)對(duì)其影響考慮進(jìn)去。通過(guò)檢查、擦拭標(biāo)識(shí)和警示說(shuō)明來(lái)檢驗(yàn)其是否合格。擦拭標(biāo)識(shí)和警示說(shuō)明時(shí),應(yīng)使用一塊蘸有水的棉布擦拭15s,然后再用一塊蘸有75%(體積比)的醫(yī)用酒精的棉布用手擦拭15s,試驗(yàn)后,標(biāo)識(shí)和警示說(shuō)明仍應(yīng)清晰,銘牌不應(yīng)輕易被揭掉,而且不得出現(xiàn)卷邊。電池組耐高溫永久性標(biāo)識(shí)按以下方法試驗(yàn)后,標(biāo)識(shí)信息應(yīng)完整、清晰:將耐高溫永久性標(biāo)識(shí)放入(950±10)℃的加熱爐,在此試驗(yàn)溫度下保持0.5h。然后取出試樣,將其在空氣中自然冷卻至室溫。5.4安全關(guān)鍵元器件5.4.1基本要求在涉及安全的情況下,電池、電池模塊及電池組系統(tǒng)中的元器件,如正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)、熱熔斷體等,應(yīng)符合本文件的要求,或者符合有關(guān)元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或其他規(guī)范中與安全有關(guān)的要求。5.4.2元器件的評(píng)定和試驗(yàn)元器件的評(píng)定和試驗(yàn)應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行:a)當(dāng)元器件已被證實(shí)符合與有關(guān)的元器件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或其他規(guī)范相協(xié)調(diào)的某一標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)檢查該元器件是否按其額定值正確應(yīng)用和使用。該元器件還應(yīng)作為電池、電池組或管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分承受本文件規(guī)定的有關(guān)試驗(yàn),但不承受有關(guān)的元器件國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或其他規(guī)范中規(guī)定的那部分試驗(yàn);b)當(dāng)元器件未如上所述證實(shí)其是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)檢查該元器件是否按規(guī)定的額定值正確應(yīng)用和使用。該元器件還應(yīng)作為電池、電池組或管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分承受本文件規(guī)定的有關(guān)試驗(yàn),而且還要按電池、電池組或管理系統(tǒng)中實(shí)際存在的條件,承受該元器件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有關(guān)試驗(yàn);注:為了檢驗(yàn)元器件是否符合某個(gè)元器件的標(biāo)準(zhǔn),通常單獨(dú)c)如果某元器件沒(méi)有對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或其他規(guī)范,或元器件在電路中不按它們規(guī)定的額定值使用,則該元器件應(yīng)按電池、電池組或管理系統(tǒng)中實(shí)際存在的條件進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)所需要的樣品數(shù)量通常與等效標(biāo)準(zhǔn)所要求的數(shù)量相同。6電池電安全6.1高溫外部短路將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,放置在57℃±4℃的環(huán)境中,待電池達(dá)到57℃±4℃后,再放置30min。然后用導(dǎo)線連接電池正負(fù)極端,并確保全部外部電阻不高于5mΩ。試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)電池溫度變化,當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情形之一時(shí),試驗(yàn)終止:a)電池溫度下降值達(dá)到峰值溫升的80%;b)短接時(shí)間達(dá)到6h。試驗(yàn)終止后觀察1h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。當(dāng)有爭(zhēng)議時(shí),a)和b)選較嚴(yán)者。由試驗(yàn)裝置不合適導(dǎo)致的試驗(yàn)失敗,應(yīng)更換合適的試驗(yàn)裝置后再進(jìn)行本試驗(yàn)。6.2過(guò)充電將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,用制造商規(guī)定的最大充電電流充電。試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)電池溫度變化,當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情形之一時(shí),試驗(yàn)終止:a)充電至1.5倍的充電限制電壓后持續(xù)恒壓充電1h;b)總充電時(shí)間達(dá)到1.5h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。6.3強(qiáng)制放電將電池按照4.5.2規(guī)定的試驗(yàn)方法放完電后,以1ItA的電流進(jìn)行反向充電至負(fù)的充電上限電壓(-Uup),反向充電時(shí)間共計(jì)90min。如果在反向充電90min內(nèi),電壓達(dá)到負(fù)的充電上限電壓Uup應(yīng)當(dāng)通過(guò)減小電流保持該電壓繼續(xù)進(jìn)行反向充電,反向充電共計(jì)90min后終止試驗(yàn),如圖2情況1所示。如果在反向充電90min內(nèi),電壓未達(dá)到負(fù)的充電上限電壓Uup則反向充電共計(jì)90min后終止試驗(yàn),如圖2情況2所示。電池應(yīng)不起火、不爆炸。注:圖中的線僅作示例,實(shí)際不一定是線性或圖2強(qiáng)制放電示意圖如果電池的最大放電電流小于1ItA,則以最大放電電流進(jìn)行反向充電,反向充電時(shí)間按公式(1)計(jì)算:t=(1It/Im)×90………(1)式中,t是試驗(yàn)時(shí)間(min);Im是電池的最大放電電流(A)。7環(huán)境安全7.1低氣壓將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,將電池放置于25℃±5℃的真空箱中,抽真空將箱內(nèi)壓強(qiáng)降低至11.6kPa,并保持6h。電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。7.2溫度循環(huán)將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,將電池放置在溫度為25℃±5℃的可控溫的箱體中進(jìn)行如下步驟(見(jiàn)圖3):a)將實(shí)驗(yàn)箱溫度升為72℃±2℃,并保持6h,溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間不大于30min;b)然后將實(shí)驗(yàn)箱溫度降為-40℃±2℃,并保持6h,溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間不大于30min;c)重復(fù)步驟a)~步驟b),共循環(huán)10次。對(duì)于大型電池,暴露于極端試驗(yàn)溫度的時(shí)間至少應(yīng)為12h。圖3溫度循環(huán)流程示意圖電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。7.3振動(dòng)將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,將樣品緊固在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上,按表4中的參數(shù)進(jìn)行正弦振動(dòng)測(cè)試.表4振動(dòng)波形(正弦曲線)至f1=7Hzf2nbXf2f3Yf3f4=200Hza2=8gnZf1、f4——下限、上限頻率;f2、f3——交越點(diǎn)頻率(f2≈17.62Hz、f3≈49.84Hza1、a2——加速度幅值;S——位移幅值。b在7.3和7.4中,重力加速度gn值圓整為10m/s2。每個(gè)方向進(jìn)行12個(gè)循環(huán),每個(gè)方向循環(huán)時(shí)間共計(jì)3h的振動(dòng)。圓柱型電池按照其軸向和徑向兩個(gè)方向進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn),方型電池和軟包裝電池按照三個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。7.4加速度沖擊將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,固定在沖擊臺(tái)上,進(jìn)行半正弦脈沖沖擊實(shí)驗(yàn),峰值加速度為150gn±25gn,脈沖持續(xù)時(shí)間為6ms±1ms。大型電池應(yīng)經(jīng)受峰值加速度50gn±8gn、脈沖持續(xù)時(shí)間11ms±2ms的半正波沖擊。電池每個(gè)方向進(jìn)行三次加速度沖擊試驗(yàn),接著在反方向進(jìn)行三次加速度沖擊試驗(yàn)。圓柱型電池按照其軸向和徑向兩個(gè)方向進(jìn)行沖擊試驗(yàn),總共進(jìn)行12次沖擊;方型電池和軟包裝電池按照三個(gè)相互垂直的方向依次進(jìn)行沖擊試驗(yàn),總共進(jìn)行18次沖擊。電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。7.5重物沖擊將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電,靜置10min,再按照4.5.2規(guī)定的試驗(yàn)方法放出額定容量的50%后,將電池置于平臺(tái)表面,將直徑為15.8mm±0.1mm的金屬棒橫置在電池幾何中心上表面,采用重量為9.1kg±0.1kg的重物從610mm±25mm的高處自由落體狀態(tài)撞擊放有金屬棒的樣品表面,重物沖擊試驗(yàn)中圓柱型電池和方型電池電池放置示意圖如圖4所示,軟包裝電池放置示意圖參考方型電池。并觀察6h。高度610mm±25mm為從樣品最高表面到重物底部平面的高度。要求圓柱型電池沖擊試驗(yàn)時(shí)使其縱軸向與重物表面平行,金屬棒與電池縱軸向垂直且盡量與沖擊面平行,方型電池和軟包裝電池只對(duì)寬面進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。1個(gè)樣品只做一次沖擊試驗(yàn)。電池應(yīng)不起火、不爆炸。重物9.1kg圓柱形電池4a)圓柱形電池重物9.1kg方形電池4b)方型電池圖4重物沖擊試驗(yàn)中電池放置示意圖7.6擠壓將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,置于平面上,將半徑(R)75mm的鋼質(zhì)半圓柱體置于電池寬面上進(jìn)行擠壓,半圓柱體縱軸經(jīng)過(guò)寬面幾何中心且與電池極耳方向垂直,長(zhǎng)度(L)需大于被擠壓電池尺寸,施加50kN±1kN的擠壓力,擠壓電池的速度為0.1mm/s。一旦壓力達(dá)到最大值或電池的電壓下降三分之一,即可停止擠壓試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中電池應(yīng)防止發(fā)生外部短路。試驗(yàn)后觀察1h。圓柱型電池?cái)D壓時(shí)使其縱軸向與平面平行,方型電池和軟包裝電池只對(duì)電池的寬面進(jìn)行擠壓試驗(yàn)。試驗(yàn)中半圓柱體參照?qǐng)D5所示。1個(gè)樣品只做一次擠壓試驗(yàn)。注:擠壓過(guò)程中,擠壓達(dá)到截止條件和擠壓裝置停止的時(shí)圖5擠壓試驗(yàn)中半圓柱體示意圖電池應(yīng)不起火、不爆炸。7.7針刺將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,用Φ5mm的耐高溫鋼針(如鎢鋼,針尖的圓錐角為45°),以0.1mm/s的速度,從垂直于電池極板的方向刺穿電池,刺入位置宜靠近所刺面的幾何中心,鋼針停留在電池中,觀察1h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。7.8熱濫用將電池按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,將電池放入試驗(yàn)箱中。試驗(yàn)箱試驗(yàn)環(huán)境溫度以(5±2)℃/min的溫升速率進(jìn)行升溫,當(dāng)箱內(nèi)溫度達(dá)到(130±2)℃后恒溫,并持續(xù)1h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。7.9跌落7.9.1一般要求將電池或電池組按照4.5.1的試驗(yàn)方法充滿電后,按表5和圖6的跌落高度及方式自由落體跌落于混凝土板或金屬板上,如果是金屬板,通過(guò)合適的措施避免電池或電池組系統(tǒng)的外部短路。如果使用電池并聯(lián)塊或模塊代替電池進(jìn)行此試驗(yàn),跌落高度以最小組成單體電池質(zhì)量對(duì)應(yīng)的高度進(jìn)行試驗(yàn)。非懸掛式大型電池組可選用有監(jiān)控電路的電池模塊和其機(jī)械固定框架進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn),按樣品最不利的跌落高度,最大平面向下跌落于混凝土板上或金屬板上。試驗(yàn)后需觀察1h。樣品應(yīng)不起火、不爆炸。表5跌落測(cè)試方式和條件m<7—5m≥100 質(zhì)量為三個(gè)樣品的實(shí)測(cè)值的平均值。樣品的底面由制造商規(guī)定。高度/cm5052.5072050100>100質(zhì)量/kg圖6跌落高度與樣品質(zhì)量關(guān)系圖7.9.2整體跌落試驗(yàn)質(zhì)量小于50kg的樣品,采用整體跌落試驗(yàn)。充滿電的樣品以0.2ItA恒流放電至制造商規(guī)定的安裝或維護(hù)的荷電狀態(tài)。若制造商未規(guī)定,充電后樣品不進(jìn)行放電。樣品按照表5中規(guī)定的高度1次跌落在混凝土板或金屬地板上,如果是金屬板,通過(guò)合適的措施避免電池或電池組系統(tǒng)的外部短路。小于7kg的樣品進(jìn)行自由跌落,7kg及以上,50kg以下的樣品進(jìn)行底面向下方向跌落,由制造商規(guī)定測(cè)試單元的底面。測(cè)試完成后樣品至少靜置1小時(shí)并目測(cè)檢查。7.9.3邊和角跌落測(cè)試質(zhì)量在50kg及以上的樣品,采用邊和角跌落試驗(yàn)。充滿電的樣品,按照表5中規(guī)定的高度2次跌落在混凝土板上。跌落測(cè)試條件根據(jù)圖7、圖8和圖9所示,選擇最短邊緣以及對(duì)應(yīng)的角為跌落點(diǎn)。充滿電的樣品以0.2ItA恒流放電至制造商規(guī)定的安裝或維護(hù)的荷電狀態(tài)。若制造商未規(guī)定,與7.2一致,充電后樣品不進(jìn)行放電。樣品按照表5中規(guī)定的高度2次跌落在混凝土板或金屬地板上,跌落測(cè)試應(yīng)保證如圖7、圖8和圖9所示的最短邊跌落和角跌落可重復(fù)的撞擊點(diǎn)。每種撞擊類型的兩次撞擊應(yīng)位于同一角落和同一最短邊。對(duì)于角和邊跌落,樣品的放置方向應(yīng)確保穿過(guò)待撞擊角/邊的直線,且試驗(yàn)裝置幾何中心大致垂直于撞擊表面。測(cè)試完成后樣品靜置至少1小時(shí)并目測(cè)檢查。最短邊跌落擠壓點(diǎn)角跌落擠壓點(diǎn)圖7跌落位置釋放螺絲環(huán)樣品跌落高度跌落擠壓邊(側(cè)視圖)圖8最短邊跌落試驗(yàn)跌落高度三角支撐樣品跌落擠壓角(俯視圖)圖9角跌落試驗(yàn)8電池組系統(tǒng)電安全8.1電池組管理單元/電池組管理系統(tǒng)要求電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用鈉離子電池組系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)有電池管理單元(BMU)或電池管理系統(tǒng)(BMS確保電池和電池組在指定的工作范圍內(nèi)工作。BMU/BMS應(yīng)能夠發(fā)現(xiàn)電池和電池組的電壓、溫度和電流的異常狀態(tài)并做出控制。8.2試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品為電池組系統(tǒng),或者小的單元,詳見(jiàn)表2。樣品以正常工作狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)(僅由BMU/BMS進(jìn)行控制的試驗(yàn)樣品,閉合終端接觸器),除8.6外,如果試驗(yàn)樣品有散熱系統(tǒng),應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用策略將其開啟或關(guān)閉。8.3過(guò)壓充電控制將樣品按照4.5.2規(guī)定的試驗(yàn)方法放完電后,用推薦最大充電電流充電,充電電壓設(shè)置為超過(guò)充電上限電壓的1.1倍。如果難以使用整個(gè)樣品進(jìn)行試驗(yàn),可選擇樣品的一部分進(jìn)行試驗(yàn)。充電至BMU/BMS終止充電。將樣品進(jìn)行3次測(cè)試。數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在充電結(jié)束后保持1h。試驗(yàn)樣品的各項(xiàng)功能在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)能完全按照設(shè)計(jì)正常工作。充電示例見(jiàn)圖10。如果BMU/BMS沒(méi)有終止充電,試驗(yàn)應(yīng)在出于安全考慮的合適時(shí)機(jī)停止,比如,當(dāng)電池電壓超過(guò)103%的電池充電上限電壓時(shí),或者超過(guò)電池充電上限電壓的時(shí)間達(dá)到1min時(shí)。a)超出電壓施加在整個(gè)電池組系統(tǒng)或模塊b)超出電壓施加在樣品的部分電池上圖10過(guò)壓充電電路結(jié)構(gòu)示例BMU/BMS在電池超過(guò)充電上限電壓前終止充電,不起火,不爆炸。試驗(yàn)過(guò)程中保護(hù)系統(tǒng)符合保護(hù)策略發(fā)生不可恢復(fù)性的斷路也可判定為合格,但發(fā)生不可恢復(fù)的短路不可判定為合格。8.4過(guò)流充電控制將樣品按照4.5.2規(guī)定的試驗(yàn)方法放完電后,用超過(guò)最大充電電流20%的電流進(jìn)行充電。將樣品進(jìn)行3次測(cè)試。數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在充電結(jié)束后保持1h。試驗(yàn)樣品的各項(xiàng)功能在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)能完全按照設(shè)計(jì)正常工作。BMU/BMS應(yīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)流充電并將充電電流控制在最大充電電流以下(包括切斷充放電回路)。不起火,不爆炸。試驗(yàn)過(guò)程中保護(hù)系統(tǒng)符合保護(hù)策略發(fā)生不可恢復(fù)性的斷路也可判定為合格,但發(fā)生不可恢復(fù)的短路不可判定為合格。8.5欠壓放電控制將樣品按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,以0.2ItA放電至額定容量的30%。然后以規(guī)定的最大放電電流進(jìn)行放電。BMU/BMS在電池放電至放電截止電壓前終止放電。如果難以對(duì)整個(gè)電池組系統(tǒng)進(jìn)行欠壓放電,可選擇樣品的一部分(如電池組系統(tǒng)中的電池)進(jìn)行試驗(yàn)。將樣品進(jìn)行3次測(cè)試。數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在放電結(jié)束后保持1h。試驗(yàn)樣品的各項(xiàng)功能在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)能完全按照設(shè)計(jì)正常工作。BMU/BMS應(yīng)采取動(dòng)作切斷放電電流。不起火,不爆炸。試驗(yàn)過(guò)程中保護(hù)系統(tǒng)符合保護(hù)策略發(fā)生不可恢復(fù)性的斷路也可判定為合格,但發(fā)生不可恢復(fù)的短路不可判定為合格。8.6過(guò)熱控制將樣品按照4.5.2規(guī)定的試驗(yàn)方法放完電后,然后將樣品按照推薦的電流充電至額定容量的50%。使樣品的溫度上升至比最大工作溫度高5℃,在此高溫下繼續(xù)充電至BMS終止充電。數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在試驗(yàn)結(jié)束后保持1h(如BMS終止充電)。BMU/BMS應(yīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)高溫度并終止充電。試驗(yàn)樣品的各項(xiàng)功能在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)能完全按照設(shè)計(jì)正常工作。試驗(yàn)過(guò)程中保護(hù)系統(tǒng)符合保護(hù)策略發(fā)生不可恢復(fù)性的斷路也可判定為合格,但發(fā)生不可恢復(fù)的短路不可判定為合格。9其他要求9.1耐異常熱直接安裝在帶危險(xiǎn)電壓的部件上的非金屬材料應(yīng)能抵抗異常加熱。根據(jù)IEC60695-10-2,通過(guò)對(duì)零件進(jìn)行球壓試驗(yàn)來(lái)檢查合規(guī)性。如果通過(guò)對(duì)材料物理特性的檢查可以清楚地看出其將滿足本試驗(yàn)的要求,則不進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)在溫度為(△T+Tmax+15℃)±2℃的加熱箱中進(jìn)行。9.2可運(yùn)輸?shù)挠糜诎惭b或維護(hù)的電池組系統(tǒng)外殼材料用做外殼的熱塑性材料應(yīng)使用V-0級(jí)材料。材料在最薄使用厚度下根據(jù)IEC60695-11-10:2013進(jìn)行試驗(yàn)。9.3運(yùn)輸和安裝過(guò)程中的電氣絕緣檢查在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中,電池包或電池組模塊或電池并聯(lián)塊的危險(xiǎn)帶電部件應(yīng)覆蓋或絕緣,以防人員接觸。通過(guò)絕緣電阻測(cè)試或其他等效測(cè)試方法來(lái)檢查是否符合電氣絕緣。正極端與電池組除帶電可觸及表面以外的外部暴露金屬表面間的絕緣電阻在施加直流500V電壓60s下應(yīng)不小于5MΩ。內(nèi)部配線及其絕緣特性應(yīng)足以承受最高的預(yù)期電流、電壓和溫度。布線方向應(yīng)確保導(dǎo)線之間保持足夠的電氣間隙和爬電距離。內(nèi)部連接的機(jī)械完整性應(yīng)足以適應(yīng)可合理預(yù)見(jiàn)的誤使用條件(例如:?jiǎn)慰垮a焊不被認(rèn)為是可靠的安全防護(hù)連接方式)。相關(guān)檢驗(yàn)方法參考GB4943.1。9.4運(yùn)輸和安裝過(guò)程中的短路保護(hù)將樣品按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電。樣品放置在室溫下,直至樣品溫度穩(wěn)定在25℃±5℃。短路樣品的正負(fù)極端子,外部短路電阻為(30mΩ±10mΩ)×模塊結(jié)構(gòu)系數(shù)(電池串聯(lián)數(shù)/電池并聯(lián)數(shù)或不大于5mΩ,取較高值。并確保全部外部電阻不高于100mΩ。試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)電池溫度變化,當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情形之一時(shí),試驗(yàn)終止:a)外殼溫度下降值達(dá)到峰值溫升的80%;b)短接時(shí)間達(dá)到6h。不破裂、不起火、不爆炸。當(dāng)有爭(zhēng)議時(shí),a)和b)選較嚴(yán)者。注:樣品為電池組系統(tǒng),如果為運(yùn)輸方便,電池包被分為了多個(gè)部分,每個(gè)9.5反向連接保護(hù)將電池組(或模塊)按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,以0.2ItA放電至由電池組系統(tǒng)制造商規(guī)定的運(yùn)輸或維護(hù)的荷電狀態(tài)。如有可能,切斷BMS和電池組系統(tǒng)的主電源。反接電池組系統(tǒng)的中一個(gè)樣品,電池組系統(tǒng)中的其他樣品保持正確的極性。打開BMS和電池組系統(tǒng)的主電源。以制造商規(guī)定的條件對(duì)電池組系統(tǒng)進(jìn)行充電,直至充滿或保護(hù)功能停止充電。電池組系統(tǒng)應(yīng)放置1h。如果電池組系統(tǒng)可以進(jìn)行放電,以制造商規(guī)定的最大放電電流進(jìn)行放電,直至電池組系統(tǒng)終止放電。電池組系統(tǒng)應(yīng)放置1h。如果電池組系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行放電,則放置1h,而不進(jìn)行放電。不破裂,不起火,不爆炸。如果樣品具備防止反向連接的特點(diǎn),或在工廠模塊或電池包已與帶有BMS的電池組系統(tǒng)連接好了??刹贿M(jìn)行該測(cè)試。建議運(yùn)輸過(guò)程中斷開模塊之間的電連接。9.6電池組系統(tǒng)抗電強(qiáng)度電池組系統(tǒng)按照IEC62368進(jìn)行濕熱處理后,應(yīng)符合IEC62368規(guī)定抗電強(qiáng)度試驗(yàn)要求。9.7電池?zé)崾Э嘏c電池組系統(tǒng)熱擴(kuò)散b)試驗(yàn)將樣品按照4.5.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,激光加熱電池組系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)電池注:由目標(biāo)電池引起的起火或者電池組系統(tǒng)外殼破裂是允許的,因?yàn)楣室庠斐赡繕?biāo)電池?zé)崾Э厥亲鳛闇y(cè)試目的的附錄A(規(guī)范性附錄)試驗(yàn)順序A.1電池安全型式試驗(yàn)順序試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)電池進(jìn)行第6章、第7章型式試驗(yàn)順序見(jiàn)圖A.1。試驗(yàn)項(xiàng)目樣品編號(hào) 1、2、37.17.27.37.46.144、5、66.26.37、8、96.3 10、11、127.57.613、14、157.6 16、17、187.7 19、20、217.8 22、23、247.9圖A.1電池安全型式試驗(yàn)順序(規(guī)范性附錄)電池?zé)崾Э卦囼?yàn)程序(見(jiàn)9.7.1)B.2.1試驗(yàn)環(huán)境溫度為25℃±5℃,相對(duì)濕度為15%~90%,大氣壓力為86kPa~106kPa。B.2.2使用平面狀或者棒狀加熱裝置,并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層,加熱裝置的功率要求見(jiàn)表B.1。完成試驗(yàn)對(duì)象與加熱裝置的裝配,加熱裝置與電池應(yīng)直接接觸,加熱表B.1加熱裝置功率選擇Wa)硬殼及軟包電池b)圓柱形電池-Ic)圓柱形電池-II說(shuō)明:——加熱裝置——加熱裝置(電阻絲)——溫度監(jiān)測(cè)裝置圖B.1加熱觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖B.2.3將試驗(yàn)對(duì)象充滿電后,立刻啟動(dòng)加熱裝置,并以其最大功率對(duì)試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行持續(xù)加熱,當(dāng)發(fā)生熱失控或者B.2.2定義的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到300℃時(shí),停止觸發(fā),關(guān)閉加熱裝置。B.2.4熱失控試驗(yàn)判定條件如下:a)試驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生電壓降,且下降值超過(guò)初始電壓的25%;b)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到電池廠商規(guī)定的最高工作溫度;c)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升速率dT/dt≥1℃/s,且持續(xù)3s以上;當(dāng)a)和c)或者b)和c)發(fā)生時(shí),判定發(fā)生熱失控。B.2.5加熱過(guò)程中及加熱結(jié)束1h內(nèi),如果發(fā)生起火、爆炸現(xiàn)象,則試驗(yàn)終止。(資料性附錄)激光照射擴(kuò)散試驗(yàn)程序(見(jiàn)9.7)C.1概述本附錄給出了9.7激光照射試驗(yàn)的示例方法。測(cè)試方應(yīng)聯(lián)系電池或電池組系統(tǒng)制造商,以獲取電池?zé)崾Э氐脑敿?xì)程序。注:本試驗(yàn)的目的不是評(píng)估單個(gè)電池,而是評(píng)估電池組系統(tǒng)的擴(kuò)散行為。因此,以下C.2試驗(yàn)條件C.2.1電池試驗(yàn)(初步試驗(yàn))1)根據(jù)制造商規(guī)定的條件,電池充滿電。2)在電池上放置熱電偶以測(cè)量表面溫度。最好使用多個(gè)熱電偶進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)采集。3)將電池固定在試驗(yàn)臺(tái)上(見(jiàn)圖C.1)。電池上的照射點(diǎn)應(yīng)通過(guò)考慮主測(cè)試中提供的電池組系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)確定。4)應(yīng)設(shè)定并確認(rèn)激光照射計(jì)劃及其工作。最好準(zhǔn)備蓋子,以防電池進(jìn)入熱失控和排氣時(shí)損壞激光系統(tǒng)。5)準(zhǔn)備并設(shè)置電池溫度測(cè)量等測(cè)量設(shè)備。6)將環(huán)境溫度設(shè)置為25℃±5℃??照{(diào)系統(tǒng)等溫度控制器應(yīng)能夠保持環(huán)境溫度,直到電池溫度達(dá)到最高溫度。7)在確定的點(diǎn)用激光照射電池。從照射開始到觀察結(jié)束,連續(xù)測(cè)量電池溫度。8)當(dāng)觀察到由于電池?zé)崾Э貙?dǎo)致溫度快速升高時(shí),激光器關(guān)閉(見(jiàn)圖C.2)。9)觀察電池溫度和外觀,直到電池溫度降低到足以安全操作為止。10)查看溫度曲線以確認(rèn)熱失控事件。11)電池試驗(yàn)應(yīng)重復(fù)3次。如果在相同條件下的每次測(cè)試都確認(rèn)產(chǎn)生熱失控,則在相同照射條件下進(jìn)行電池組系統(tǒng)測(cè)試。注2:激光參數(shù)的設(shè)置應(yīng)確保電池在10分鐘內(nèi)進(jìn)入熱失控狀態(tài),因?yàn)檩^長(zhǎng)時(shí)間的輻照可能會(huì)導(dǎo)致周圍電池和/或電池試驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)良好的環(huán)境中進(jìn)行,以避免電池的排氣影響。圖C.1測(cè)試布局示例圖C.2電池典型溫度趨勢(shì)示例C.2.2電池組系統(tǒng)測(cè)試(主測(cè)試)1)電池組系統(tǒng)根據(jù)制造商規(guī)定的條件充滿電。2)將熱電偶放在電池上,以測(cè)量表面溫度。宜使用多個(gè)熱電偶進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)采集。3)將電池組系統(tǒng)固定到測(cè)試臺(tái)上。測(cè)試前應(yīng)考慮激光路徑,目標(biāo)電池上的輻照點(diǎn)應(yīng)與電池測(cè)試上的相同或相似。4)應(yīng)設(shè)定并確認(rèn)激光照射計(jì)劃及其工作。宜準(zhǔn)備蓋子,以防目標(biāo)電池進(jìn)入熱失控和通風(fēng)口時(shí)損壞激光系統(tǒng)。5)準(zhǔn)備并設(shè)置電池溫度測(cè)量等測(cè)量設(shè)備。6)將環(huán)境溫度設(shè)置為25℃±5℃。溫度控制器(如空調(diào)系統(tǒng))應(yīng)能夠保持環(huán)境溫度,直到目標(biāo)電池溫度達(dá)到最高溫度。7)在確定的點(diǎn)用激光照射目標(biāo)目標(biāo)電池。從輻照開始到觀察結(jié)束,連續(xù)測(cè)量電池溫度。8)當(dāng)觀察到由于電池?zé)崾Э囟鴮?dǎo)致溫度迅速升高時(shí),激光器關(guān)閉。9)觀察電池的溫度和電池組系統(tǒng)的外觀至少1小時(shí)。最好觀察它們,直到電池的溫度降低到足以安全操作為止。試驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)良好的環(huán)境中進(jìn)行,以避免目標(biāo)電池和/或其他電池的排氣影響。(資料性附錄)用激光以外的方法進(jìn)行擴(kuò)散試驗(yàn)的程序(見(jiàn)9.7)D.1總則9.7和附錄C描述了激光引發(fā)電池?zé)崾Э氐姆椒?。但也可以從下文第D.3條中確定的候選方法中選擇其他方法。測(cè)試方應(yīng)聯(lián)系電池或電池組系統(tǒng)制造商,以獲取電池?zé)崾Э氐脑敿?xì)程序。注:本試驗(yàn)的目的不是評(píng)估單個(gè)電池,而是評(píng)估電池組系統(tǒng)內(nèi)的擴(kuò)散行為。因此,以D.2試驗(yàn)條件1)根據(jù)制造商建議的條件,電池組系統(tǒng)充滿電。2)電池組系統(tǒng)中的一個(gè)電池(以下稱為目標(biāo)電池)進(jìn)入熱失控狀態(tài)來(lái)作為擴(kuò)散測(cè)試的觸發(fā)。當(dāng)電池組系統(tǒng)包含三個(gè)或更多電池時(shí),電池組系統(tǒng)中的邊緣電池不可被選為目標(biāo)電池,即目標(biāo)電池附近至少有兩個(gè)其他電池。3)該試驗(yàn)可使用特殊制備的樣品進(jìn)行,以便于試驗(yàn)該樣品可有加熱器或用于釘子穿透的孔。然而,為便于測(cè)試而提供的特殊功能不應(yīng)影響電池組系統(tǒng)的熱擴(kuò)散。D.3啟動(dòng)熱失控的方法引發(fā)熱失控的方法可包括以下方法。通過(guò)以下方法加熱目標(biāo)電池。每種方法都應(yīng)該只加熱目標(biāo)電池。當(dāng)目標(biāo)電池進(jìn)入熱失控狀態(tài)時(shí),應(yīng)關(guān)閉熱源。–通過(guò)加熱器加熱–通過(guò)燃燒器加熱2)過(guò)充在目標(biāo)電池進(jìn)入熱失控狀態(tài)之前,按照制造商建議的條件對(duì)目標(biāo)電池進(jìn)行過(guò)充電。電池組系統(tǒng)中的任何其他電池不應(yīng)過(guò)充電。如果電池設(shè)計(jì)有電流中斷裝置(CID),則需要移除該功能。3)針刺電池用鋼針刺穿目標(biāo)電池制造正負(fù)間的短路。測(cè)試前可對(duì)鋼針進(jìn)行加熱。4)結(jié)合上述1)至3)中的方法。5)根據(jù)理論和支持?jǐn)?shù)據(jù)確定為合適方法的其他方法。D.4內(nèi)部加熱擴(kuò)散試驗(yàn)程序示例D.4.1內(nèi)加熱電池制備1)內(nèi)加熱觸發(fā)電池由電池制造商生產(chǎn)制備。2)內(nèi)加熱電池的制備方法參考如下:a)電池按照正常工序制作至極片卷繞或疊片工序;b)將薄膜加熱片布置在極片間或極片與殼體之間(見(jiàn)圖D.1);c)電池頂蓋提前開出線孔,讓加熱裝置的連接導(dǎo)線從電池內(nèi)部引出到電池外部(見(jiàn)圖D.2d)頂蓋開設(shè)的出線孔在電池注液前進(jìn)行密封處理,防止電解液從出現(xiàn)孔溢出;e)上述b)-d)步驟操作完成后,電池按照正常工序生產(chǎn)即可。注3:出線孔做好密封處理,可以在出線孔位置a)方型電池a)方型電池b)圓柱型電池D.4.1試驗(yàn)條件D.4.1.1電池試驗(yàn)(電池制造商建議加熱功率)內(nèi)加熱電池的加熱功率,建議由電池制造商給出。電池制造商開展的內(nèi)加熱電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)方法如1)根據(jù)制造商規(guī)定的條件,將內(nèi)加熱電池充滿電。2)在內(nèi)加熱電池表面布置熱電偶用以測(cè)量電池表面溫度;同時(shí)布置電壓采樣線用以監(jiān)測(cè)電池電壓。3)將內(nèi)加熱電池連接導(dǎo)線與供電裝置連接(見(jiàn)圖C.3)。4)調(diào)整供電裝置的供電電壓。5)準(zhǔn)備好相關(guān)溫度、電壓采樣設(shè)備。將熱電偶及電壓采樣線與設(shè)備相連,監(jiān)測(cè)內(nèi)加熱電池溫度及6)將環(huán)境溫度設(shè)置為25℃±5℃。啟動(dòng)供電裝置給內(nèi)加熱電池加熱。7)當(dāng)熱電偶監(jiān)測(cè)溫度有明顯上升,電壓數(shù)值有顯著下降時(shí),關(guān)閉供電裝置。8)觀察電池溫度及電壓,直到電池溫度降低到足以安全操作為止。9)查看溫度及電壓曲線,確認(rèn)熱失控事件。溫度曲線見(jiàn)圖C.4。10)制造商根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推薦加熱功率。注1:電池制造商對(duì)內(nèi)加熱觸發(fā)電池?zé)崾Э貢?huì)開注2:內(nèi)加熱觸發(fā)電池?zé)崾Э兀?dāng)電池表面溫度符合熱失控判定條件時(shí),可以判定電池已經(jīng)發(fā)生熱失控,此時(shí)應(yīng)及注3:內(nèi)加熱觸發(fā)電池?zé)崾Э氐臅r(shí)間很短,通常<1分鐘,測(cè)試前,測(cè)量加熱裝置電阻,保證加熱裝置的電阻在要注4:供電裝置供電建議采用直流電供電,如直流D.4.1.2電池組系統(tǒng)測(cè)試1)內(nèi)加熱電池與正常電池一起組成電池系統(tǒng)。2)電池系統(tǒng)成組前,在內(nèi)加熱電池及其他目標(biāo)電池表面布置熱電偶用以測(cè)量電池表面溫度;同時(shí)布置電壓采樣線用以監(jiān)測(cè)電池電壓。3)根據(jù)制造商規(guī)定的條件,將電池系統(tǒng)充滿電。4)將電池系統(tǒng)中的內(nèi)加熱電池連接導(dǎo)線與供電裝置連接。連接前測(cè)量加熱裝置電阻,確保加熱裝置電阻在要求范圍內(nèi)。5)
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