标准搜索结果: 'GB/T 31467.1-2015英文版'
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英文版
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电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分:高功率应用测试规程
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GBT 31467.1-2015
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标准编号: GB/T 31467.1-2015 (GB/T31467.1-2015)
中文名称: 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分:高功率应用测试规程
英文名称: Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles -- Part 1: Test specification for high power applications
行业: 国家标准 (推荐)
中标分类: T47
国际标准分类: 43.080
字数估计: 14,170
发布日期: 2015-05-15
实施日期: 2015-05-15
引用标准: GB/T 19596
采用标准: ISO 12405-1-2011, NEQ
起草单位: 北京卡达克科技中心
归口单位: 全国汽车标准化技术委员会
标准依据: 国家标准公告2015年第15号
提出机构: 中华人民共和国工业和信息化部
发布机构: 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
范围: GB/T 31467的本部分规定了电动汽车用高功率锂离子动力蓄电池包和系统电性能的测试方法。本部分适用于装载在电动汽车上, 主要以高功率应用为目的的锂离子动力蓄电池包和蓄电池系统, 以高功率应用为目的的镍氢动力蓄电池包和系统等可参照执行。
GB/T 31467.1-2015: 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分:高功率应用测试规程
GB/T 31467.1-2015 英文名称: Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles -- Part 1: Test specification for high power applications
1 范围
GB/T 31467的本部分规定了电动汽车用高功率锂离子动力蓄电池包和系统电性能的测试方法。
本部分适用于装载在电动汽车上,主要以高功率应用为目的的锂离子动力蓄电池包和蓄电池系统,
以高功率应用为目的的镍氢动力蓄电池包和系统等可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是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/T 19596 电动汽车术语
3 术语和定义
GB/T 19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
蓄电池电子部件
采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置,必要时可以包括用于蓄电池单体
均衡的电子部件。
注:蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制,或者通过蓄电池控制单元控制。
3.2
蓄电池控制单元
控制、管理、检测或计算蓄电池系统的电和热相关的参数,并提供蓄电池系统和其他车辆控制器通
讯的电子装置。
3.3
额定容量
在规定条件下测得的并由制造商宣称的蓄电池包或系统的放电容量值。
3.4
蓄电池包
通常包括蓄电池组、蓄电池管理模块(不包含BCU)、蓄电池箱以及相应附件,具有从外部获得电能
并可对外输出电能的单元。
3.5
蓄电池系统
一个或一个以上蓄电池包及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成
等)构成的能量存储装置。
3.6
高能量应用
室温下蓄电池包或系统的最大允许持续输出电功率(W)和其在1C倍率放电能量(W·h)的比值
低于10的装置特性或应用特性。
3.7
高功率应用
室温下蓄电池包或系统的最大允许持续输出电功率(W)和其在1C倍率放电能量(W·h)的比值
大于或等于10的装置特性或应用特性。
3.8
高能量蓄电池
设计目的为高能量应用的动力蓄电池。
3.9
高功率蓄电池
设计目的为高功率应用的动力蓄电池。
3.10
高压
最大工作电压大于30Va.c.(rms)且小于或等于1000Va.c.(rms),或大于60Vd.c.且小于或等
于1500Vd.c.的电压。
3.11
低压
最大工作电压不大于30Va.c.(rms),或不大于60Vd.c.的电压。
4 符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件。
5 通用测试条件
5.1 一般条件
5.1.1 除非在某些具体测试项目中另有说明,测试工作在温度为室温25℃±2℃,湿度为15%~90%
环境下进行。
5.1.2 测试样品交付时需要包括必要的操作文件,以及和测试设备相连所需的接口部件,如连接器、插
头,包括冷却接口,蓄电池包和蓄电池系统的典型结构参见附录A。制造商需要提供蓄电池包或系统的
工作限值,以保证整个测试过程的安全。
5.1.3 当测试的目标环境温度改变时,在进行测试前测试样品需要完成环境适应过程:在低温下静置
不少于24h;在高温下静置不小于16h;或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃。测试样品
如果包含蓄电池控制单元,则环境适应过程需要将其关闭。
5.1.4 如果电池包或系统由于某些原因(如尺寸或重量)不适合进行某些测试,那么供需双方协商一致
后可以用电池包或电池系统的子系统代替作为测试样品,进行全部或部分试验,但是作为测试样品的子
系统应该包含和整车要求相关的所有部分。
5.1.5 调整SOC至试验目标值n%的方法是:按制造商提供的充电方式将蓄电池包或系统充满电,静
置1h,以1C恒流放电(100-n)/100h。每次SOC调整后,新的测试开始前测试样品需要静置
30min。
5.1.6 测试过程中,为了蓄电池包或系统的内部反应及温度的平衡,某些测试步骤之间需要静置一定
的时间。静置过程中蓄电池包或系统的低压电控单元正常工作,如蓄电池电子部件和BCU等;冷却系
统根据制造商的规定或BCU的指令工作。
5.1.7 测试过程中的放电倍率大小按照本部分的规定执行,充电机制和放电截止条件由制造商提供。
充电机制和放电截止条件应前后统一,如循环性能测试过程的充电机制和放电截止条件应该和循环寿
命等其他试验项目的规定相同。
5.1.8 蓄电池包或系统的额定容量对于测试过程具有重要影响。如果蓄电池实际可用容量(7.1.2.2)
与蓄电池额定容量之差的绝对值超过额定容量的5%,则在测试报告中要明确说明,并用实际可用容量
代替额定容量用于充放电电流及SOC计算的依据。
5.1.10 蓄电池放电电流符号为正,充电电流符号为负。
5.2 测试仪器准确度要求
5.2.1 测量装置准确度的要求如下:
---电压测量装置:不低于0.5级;
---电流测量装置:不低于0.5级;
---温度测量装置:±0.5℃;
---时间测量装置:±0.1%;
---尺寸测量装置:±0.1%;
---质量测量装置:±0.1%。
---电压:±1%;
---电流:±1%;
---温度:±2℃。
5.3 数据记录
除非在某些具体测试项目中另有说明,否则在预计的充电或放电时间的至少每1%间隔处记录测
试数据,如时间、温度、电流和电压等。
5.4 试验准备
5.4.1 蓄电池包的准备
蓄电池包的高压、低压及冷却装置要和测试平台设备相连,开启蓄电池包的被动保护功能。根据蓄
保护开启,必要时可以通过断开蓄电池包的主接触器来实现。冷却装置根据制造商的要求工作。蓄电
池包测试过程中,蓄电池包和测试平台之间没有信息交换,蓄电池包的参数限值由测试平台直接控制。
测试平台检测蓄电池包的电流、电压、容量或能量等参数,并将这些数据作为检测结果和计算依据。
5.4.2 蓄电池系统的准备
蓄电池系统的高压、低压、冷却装置及BCU要和测试平台设备相连,开启蓄电池系统的主动和被
动保护。测试平台和BCU之间实现正常通讯,测试平台保证测试参数、条件与测试规程的要求一致,
并保证电池系统工作在合理的限值之内,这些限值由BCU通过总线传输至测试平台。BCU控制冷却
装置的工作。必要时BCU的程序可以由蓄电池系统制造商根据测试规程进行更改。主动保护同时也
需要由测试平台保证,必要时可以通过断开蓄电池系统的主接触器实现。蓄电池系统测试过程中,蓄电
据电池状态和工作限值控制测试过程。测试平台检测蓄电池系统的电流、电压、容量或能量等参数,并将这些数据作为检测结果和计算依据。蓄电池系统上传的参数不作为检测结果或测试依据。
5.4.3 测试样品的质量和体积
用量具测量测试样品的外形尺寸,计算出测试样品的体积,单位L。用衡器测量测试样品的质量,
单位kg。如测试样品包含有强制冷却系统,则测量或计算其质量和体积时,应将冷却系统包括在内,如
冷却管路等。如果冷却系统使用液冷方式,则冷却液的重量也应计算在内。若测试样品的冷却系统和
整车或其他系统冷却集成在一起,则仅考虑和测试样品相关部分的质量和体积。难以测量时,可采用制
造商提供的数据和数据测试依据。
6 通用测试循环
6.1 预处理循环
能处于激活和稳定的状态。预处理循环在室温下进行,其步骤如下:
a) 以1C或按照制造商推荐的充电机制充电至制造商规定的充电截止条件;
b) 静置30min;
c) 使用2C或按照制造商推荐的放电机制放电至制造商规定的放电截止条件;
d) 静置30min;
e) 重复步骤a)~d)5次。
6.1.2 如果蓄电池包或系统连续两次的放电容量变化不高于额定容量的3%,则认为蓄电池包或蓄电
池系统完成了预处理,预处理循环可以中止。
6.2 标准循环
在室温下进行,按照先后顺序包括一个标准放电过程和标准充电过程,其步骤如下:
a) 标准放电:使用1C或按照制造商推荐的放电机制放电至制造商规定的放电截止条件,静置
30min;
b) 标准充电:使用1C充电至制造商规定的充电截止条件或按照制造商推荐的充电机制充电,静
置30min。
6.2.2 如果标准循环和一个新的测试之间时间间隔长于24h,则需要重新进行一次标准充电。
6.2.3 本部分所提到的“标准循环”的环境温度是室温(RT),而单独提到的“标准放电”和“标准充电”
的环境温度按具体条款的规定执行。
7 基本性能
7.1.1 通用条件
7.1.1.1 蓄电池包或系统宜测试室温、高温和低温下的容量和能量。
7.1.1.2 每次充电前测试样品将静置30min,或者达到室温。
7.1.1.3 测试过程使用恒流放电,放电过程在制造商制定的截止条件下停止。
7.1.1.4 放电电流对放电时间的积分为蓄电池包或系统的容量,放电电流和电压的乘积对放电时间的
积分为蓄电池包或系统的能量。
7.1.1.5 根据7.1.1.4计算1C、Imax(T)倍率下的放电容量和能量。
7.1.2 室温下的容量、能量测试
7.1.2.1 测试在室温下按照表1的测试步骤进行。
7.1.2.3 记录步骤3和步骤5结束时测试样品的最小监控单元的电压。
7.1.3 高温下的能量和容量测试
蓄电池包和系统应测试40℃环境温度下1C和Imax(T)的能量和容量。试验在环境箱内完成,按
照表2的测试步骤进行试验。
7.1.4 低温下的能量和容量测试
蓄电池包和系统应测试0℃和-20℃环境温度下1C和Imax(T)的能量和容量。试验在环境箱内
完成,按照表3的测试步骤进行试验。
7.2 功率和内阻
7.2.1 通用条件
和SOC下的功率和内阻测试工况见7.2.2,整个测试过程按照7.2.4进行。
7.2.1.2 按照表5给定的时间测量测试样品的端电压,按7.2.3计算充放电功率和内阻。
7.2.2 功率和内阻测试工况
7.2.2.1 功率和内阻测试工况如表4和图1所示,测试过程中需要记录的数据如表5和图2所示。
7.2.2.2 充放电脉冲过程的电流保持为恒流,其中放电电流为测试样品的最大允许脉冲放电电流I'max
(SOC,T,t)。不同环境温度和SOC下I'max(SOC,T,t)可以不同,I'max(SOC,T,t)由制造商提供。充
电过程的电流大小为0.75I'max(SOC,T,t)或者由制造商提供的其他电流值。
7.2.2.3 如果进行某温度和SOC下的功率和内阻测试过程中时,测试样品电压达到制造商指定的放电
电压限值,则停止放电,应适当降低I'max(SOC,T,t)后重新进行该温度和SOC下的功率和内阻测试,
7.2.2.4 功率和内阻测试分别在4个不同温度下进行,分别为40℃、室温、0℃、-20℃。
7.2.2.5 功率和内阻测试工况分别在3个不同SOC下进行,分别为80%(或制造商规定的最高允许状
态)、50%、20%(或制造商规定的最低允许状态)。
7.2.3 功率和内阻计算
7.2.3.1 放电内阻计算
7.2.3.3 放电功率计算
7.2.3.4 充电功率计算
充电功率计算按式(14)~式(16)计算:
7.2.4 测试步骤
环境箱内进行。
注1:如果制造商所允许的测试样品的最高SOC低于80%,则调整SOC至制造商所允许的最高SOC进行试验。
注2:如果制造商所允许的测试样品的最低SOC高于20%,则调整SOC至制造商所允许的最低SOC进行试验。
7.3 无负载容量损失
7.3.1 无负载容量损失是指蓄电池系统在车载状态下,长期搁置时的容量损失,包括可恢复容量损失
和不可恢复容量损失两部分。测试按照表9和表10进行。
7.3.2 该测试仅适用于蓄电池系统。
7.3.3 搁置过程中蓄电池管理系统由辅助电源供电,工作状态由制造商规定。
7.3.4 无负载容量损失测试中被测电池系统处于制造商规定的满电态。
7.3.6 测试周期为168h(7天)、720h(30天)。
7.3.7 搁置结束后,以1C测定无负载容量保持率和容量恢复率。
7.4 存储中容量损失
7.4.1 存储中容量损失是指蓄电池系统长期存储状态下的容量损失。测试在室温下按照表11进行。
5.1.5 RT
5 存储720h(30天) 7.4.6 45℃
6 环境适应 5.1.3 RT
7 1C放电 6.2.1a) RT
8 标准充电 6.2.1b) RT
7.4.2 该测试仅适用于电池系统。
7.4.3 存储过程中断开蓄电池系统的高压连接、低压连接,关闭冷却系统及其他必要的连接装置。
7.4.4 存储过程中,电池系统的SOC为50%(或由制造商和客户商定)。
7.4.5 存储温度为45℃。
7.4.6 存储周期为720h。
7.4.7 存储结束,测试电池系统的容量保持率和容量恢复率。
7.5 高低温启动功率
7.5.1 高低温启动功率测试蓄电池系统在低温(或高温)和低SOC状态下的功率输出能力,测试按
表12进行。
制电池系统在此电压下恒压放电(可根据制造商提供的参数设定放电电流上限),同时BCU将保证各
单体参数在工作限值之内。恒压放电过程的采样时间应不大于50ms。
7.5.3 采集恒压放电过程中的测试样品端电压U 和电流I,按照式(17)~式(18)计算蓄电池系统的高
低温启动功率。测试报告中应给出放电电流和时间的对应关系曲线。
7.6 能量效率
7.6.1 能量效率测试旨在测试样品在不同SOC状态下的快速充放电效率,测试按表13进行。
7.6.2 RT
7.6.3 能量效率按下述步骤计算:
对步骤a)~c)中的电流和电压的乘积对时间积分,分别计算出蓄电池系统放电脉冲输出的能量E0
附 录 A
(资料性附录)
蓄电池包和蓄电池系统的典型结构
A.1 蓄电池包
蓄电池包是能量存储装置,包括单体或模块,通常还包括蓄电池电子部件、高压电路、过流保护装置
及与其他外部系统的接口(如冷却、高压、辅助低压和通讯等)。对于高于60Vd.c.的蓄电池包,宜包括
手动切断功能。所有部件应该被安装在常用防撞蓄电池箱内。图A.1是一个蓄电池包的典型结构。
A.2 蓄电池系统
蓄电池系统是能量存储装置,包括单体或模块或电池包,还包括电路和电控单元(如电池控制单元,
两种,分别是集成了电池控制单元的蓄电池系统和带外置电池控制单元的蓄电池系统,分别如图A.2
和图A.3所示。
附 录 B
(规范性附录)
蓄电池包和蓄电池系统的测试项目
高功率锂离子动力蓄电池包和系统的测试项目如表B.1所示
GB/T 31467.1-2015
GB
NATIONAL STANDARD OF THE
PEOPLE’S REPUBLIC OF CHINA
ICS 43.080
T 47
Lithium-ion Traction Battery Pack and System
for Electric Vehicles - Part 1. Test Specification
for High Power Applications
(ISO 12405-1.2011, Electrically Propelled Road Vehicles - Test Specification for Lithium-Ion
Traction Battery Packs and Systems - Part 1. High-Power Applications, NEQ)
ISSUED ON. MAY 15, 2015
IMPLEMENTED ON. MAY 15, 2015
Issued by. General Administration of Quality Supervision, Inspection
and Quarantine of the People’s Republic of China;
Standardization Administration of the People’s Republic of
China.
Table of Contents
1 Scope ... 4
2 Normative references ... 4
3 Terms and definitions ... 4
4 Symbols and abbreviated terms ... 6
5 General test conditions ... 6
5.1 General conditions ... 6
5.2 Accuracy requirements of test instruments ... 8
5.3 Data record ... 8
5.4 Preparation for testing ... 8
6 General test cycle ... 9
6.1 Pretreatment cycle ... 9
6.2 Standard cycle ... 10
7 Basic performances ... 10
7.1 Capacity and energy ... 10
7.2 Power and internal resistance ... 12
7.3 No-load capacity loss ... 17
7.4 Capacity loss during storage ... 18
7.5 High and low-temperature start-up power ... 19
7.6 Energy efficiency ... 20
Annex A (Informative) Typical Structure of Battery Pack and Battery System 22
Annex B (Informative) Test Items of Battery Pack and Battery System ... 24
Foreword
GB/T 31467 Lithium-ion traction battery pack and system for Electric vehicles is divided
into 3 parts.
— Part 1. Test specification for High power applications;
— Part 2. Test specification for High energy applications;
— Part 3. Safety requirements and test methods.
This Part is Part 1 of GB/T 31467.
This Part is drafted based on the provisions provided in GB/T 1.1-2009.
This Part uses re-drafting method by referring to ISO 12405-1.2011 “Lithium-ion Traction
Battery Pack and System for Electric Road Vehicles - Part 1. High Power Applications”;
the consistent degree is not equivalent to ISO 12405-1.2011.
This Part was proposed by Ministry of Industry and Information Technology of the
People's Republic of China.
This Part shall be under the jurisdiction of National Technical Committee of Auto
Standardization (SAC/TC 114).
Drafting organizations of this Part. Beijing CATARC Technology Center, Beijing Institute of
Technology, China Electronics Technology Group Corporation No.18 Research Institute,
China North Vehicle Research Institute, China FAW Group Co., Ltd., Dongfeng Motor
Group Co., Ltd. Technology Center, Ningde New Energy Technology Co., Ltd, Tianjin
Lishen Battery Co., Ltd., CITIC Guoan MGL Power Source Technology CO., LTD., Hubei
Camel Storage Battery Research Institute Co., Ltd., Beiqi Foton Motor Co., Ltd., Shanghai
Motor Vehicle Inspection Center, Qoros Automotive Co., Ltd., Zhejiang Godsend Power
Technology Co., Ltd., Jiangsu Chunlan Clean Energy Research Institute Co., Ltd., Pan
Asia Technical Automotive Center Co., Ltd. and Shanghai CENAT Energy Co., Ltd.
Main drafters of this Part. Meng Xiangfeng, Wang Zhenpo, Wang Cheng, Xiao Chengwei,
Wang Fang, Cai Yi, Hu Daozhong, Pei Xiaojuan, Zhang Na, Zhang Jianhua, Liu Shiqiang,
Liu Xiaokang, He Xiangyun, Liu Zhengyao, Zhao Shuhong, Zhu Shunliang, Wang
Honggmei, Zhu Cheng, Sun Jianping, Wang Bei, Kong Lingguo, Qiu Jie and Guo Yan.
Lithium-ion traction battery pack and system for electric
vehicles - Part 1. Test specification for high power
applications
This Part of GB/T 31467 specifies the test methods for electrical performance of
high-power lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles.
This Part applies to lithium-ion traction battery pack and system that are mounted on
electric vehicles and that are mainly for the purpose of high-power applications; Ni-MH
traction battery pack and system for the purpose of high power applications may refer to
this Part for implementation.
2 Normative references
The following documents are indispensable for application of this document. For the dated
documents so quoted, only the dated versions apply to this document. For the undated
document.
GB/T 19596 Terminology of electric vehicles
3 Terms and definitions
For the purpose of this Part, the terms and definitions given in GB/T 19596 AND the
following apply.
3.1
battery electronics
Electronic device that collects and possibly monitors thermal or electric data of cells or cell
assemblies; it may contains electronics for cell balancing, if necessary.
controlled by the cell electronics or it can be controlled by the BCU.
3.2
high energy traction battery
Traction battery that is designed for the purpose of high energy application.
3.9
high power traction battery
Traction battery that is designed for the purpose of high power application.
3.10
high voltage
lower than or equal to 1000 V a.c.(r.m.s.); or greater than 60 V d.c. AND lower than or
equal to 1500 V d.c.
3.11
low voltage
A voltage of which the maximum working voltage is not greater than 30 V a.c.(r.m.s.), or
not greater than 60 V d.c.
4 Symbols and abbreviated terms
For the purpose of this document, the following symbols and abbreviated terms apply.
nC. discharging rate. equal to n time(s) of discharge capacity for 1h;
environment temperature T and pulse duration t;
Imax (T). Maximum permissible continuous discharge current under specified test
environment temperature;
η. Efficiency;
RT. room temperature;
SOC. state of charge.
5 General test conditions
5.1 General conditions
shall be served as the test results or the basis for calculation.
The high voltage cells, low voltage cells, cell assemblies, cooling devices and the BCU of
battery system shall be connected to the test bench equipment. The active and passive
protections of battery pack shall be activated. The test parameters and conditions of the
test bench equipment shall fulfill the requirements prescribed in the test procedure; the
working parameters of battery system shall be within the reasonable limit range. The
value limits shall be transmitted to the test bench equipment by the BCU via bus
communication. The cooling device shall be operational according to the controls of the
BCU. If necessary, the BCU program shall be adapted by the manufacturer of battery
system for the requested test procedure. During the test of battery system, the battery
equipment via bus communication; then the test bench equipment controls the test
process according to the battery state and working limits. The current, voltage, capacity or
energy parameters detected by the test bench equipment shall be served as the test
results or the basis for calculation. The uploaded parameters of battery system shall not
be taken as the test result or the basis for test.
5.4.3 Mass and volume of test samples
Use measuring tool to measure the appearance dimensions of test samples; calculate the
volume of test samples in L. Use weighing apparatus to measure the mass of test
samples in kg. If test samples contain forced cooling system, then measurement or
etc. If cooling system uses liquid cooling mode, then the weight of coolant shall be
counted. If cooling system of test samples integrates with the vehicle or other systems
after cooling, then only the mass and volume related with test samples are taken into
account. When it is difficult to measure, the data and data test basis provided by the
manufacturer ma...
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