标准搜索结果: 'GB/T 31467.2-2015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2部分：高能量应用测试规程
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GBT 31467.2-2015
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标准编号: GB/T 31467.2-2015 (GB/T31467.2-2015)
中文名称: 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分：高能量应用测试规程
英文名称: Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles -- Part 2: Test specification for high energy 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: 20,241
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 12405-2-2012, NEQ
起草单位: 中国汽车技术研究中心
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能量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, 主要以高能量应用为目的的锂离子动力蓄电池包和蓄电池系统, 以高能量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 31467.2-2015: 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分：高能量应用测试规程
GB/T 31467.2-2015 英文名称: Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles -- Part 2: Test specification for high energy applications
1 范围
GB/T 31467的本部分规定了电动汽车用高能量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,主要以高能量应用为目的的锂离子动力蓄电池包和蓄电池系统,
以高能量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(Wh)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(Wh)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1h。
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。
但是这些条件应前后统一,如循环性能测试过程的充电机制和放电机制应该和其他试验的规定相同。
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。
5.1.9 蓄电池包和蓄电池系统需要进行的测试项目、测试方法章条号、测试条件等信息见附录B。
5.1.10 蓄电池放电电流符号为正,充电电流符号为负。
5.2.1 测量仪器、仪表准确度的要求如下:
---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%。
5.2.2 测试过程中,控制值(实际值)和目标值之间的误差要求如下:
---电压:±1%;
---温度:±2℃。
5.3 数据记录和记录间隔
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
电池包制造商的要求和试验测试规程,测试平台检测和控制电池包的工作状态和工作参数,并保证主动
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
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。测试平台保证测试参数和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平台测试设备保证,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,蓄电池系统通过总线和测试平台通讯,
将蓄电池状态参数和工作限值实时传输给测试平台,再由测试平台根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。
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,则冷却液的质量也应计算在内。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
6.1.1 正式测试开始前,蓄电池包或系统需要先进行预处理循环。预处理循环在室温下进行,其步骤
如下:
b) 静置30min;
c) 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;
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
6.2.1 测试过程中按照本部分指定的测试步骤进行。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:
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 容量和能量
7.1.1 通用条件
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,放电过程在达到制造商制定的截止条件时停止。
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 室温下的容量和能量测试
7.1.2.1 在室温下按照表1的测试步骤进行。
7.1.2.2 步骤3的放电容量为测试对象的实际可用容量。
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。
蓄电池包和系统需要测试40℃环境温度下1C和Imax(T)的能量和容量。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
蓄电池包和系统需要测试0℃和-20℃下的1/3C,1C和Imax(T)能量和容量。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
7.2.1.1 蓄电池包或系统需要测试室温、高温和低温及不同SOC下的功率和内阻,某一具体环境温度
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。
7.2.2 功率和内阻测试工况
7.2.2.1 功率和内阻测试工况按照表4和图1进行,测试过程中需要记录的数据如表5和图2所示。
7.2.2.2 放电过程的放电电流保持为恒流,电流大小为蓄电池包或系统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。如
果放电过程蓄电池包或系统端电压或单体电压达到制造商指定的放电电压限值,停止放电,适当降低
I'max(SOC,T,t)后重新进行试验。
7.2.2.3 充电过程充电电流保持为恒流,电流大小为0.75I'max(SOC,T,t)。如果蓄电池包或系统的最
大允许脉冲充电电流小于0.75I'max(SOC,T,t),则充电过程按照制造商规定的最大允许脉冲充电电流
进行。如果充电过程中蓄电池包或系统端电压或单体电压达到制造商指定的充电电压限值,停止充电,
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90%(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
放电内阻计算按式(1)~式(12)计算:
7.2.3.2 充电内阻计算
充电内阻计算按式(13)~式(16)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(28)~式(31)计算:
7.2.4 测试步骤
室温、高温及低温下的功率和内阻测试分别按照表6、表7、表8进行,其中高温和低温下的测试在
环境箱内进行。
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。
7.3.5 无负载容量损失在两个不同温度下测得,分别为室温和40℃。
7.3.6 测试周期为168h(7天)、720h(30天)。
7.3.7 搁置结束后,测试无负载容量和能量损失。
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。
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℃。
7.4.7 存储结束,测试电池系统的剩余容量。确定电池系统的容量损失率。
7.5 能量效率
7.5.1 能量效率测试旨在测试电池系统在不同温度不同倍率充电时的性能以及能量循环效率。
7.5.2 该测试仅适用于蓄电池系统。
7.5.3 能量效率测试在三种不同温度下进行,分别为室温、0℃和Tmin(由制造商和客户商定)。
7.5.4 能量效率测试以二种不同倍率进行,分别为1C、Imax(T)。
7.5.5 具体测试步骤如表12所示。
7.5.6 根据公式η=
放电能量
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,电
附 录 B
(规范性附录)
蓄电池包和蓄电池系统的测试项目
高能量锂离子动力蓄电池包和系统需要进行的测试项目如表B.1所示。
GB/T 31467.2-2015
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 2. Test specification for high energy
applications
(ISO 12405-2.2012, Electrically propelled road vehicles - Test specification for
lithium-ion traction battery packs and systems - Part 2. High-energy
applications, NEQ)
ISSUED ON. MAY 15, 2015
IMPLEMENTED ON. MAY 15, 2015
Issued by. General Administration of Quality Supervision, Inspection and
Quarantine;
Standardization Administration Committee.
Table of Contents
Foreword ... 3
1 Scope ... 4
2 Normative references ... 4
3 Terms and definitions ... 4
4 Symbols and abbreviated terms ... 6
5 General requirements ... 6
6 Common test cycle ... 9
7 Basic performances ... 10
Appendix A ... 22
Appendix B ... 24
Foreword
GB/T 31467 " Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles"
consists of the following 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 the second part of GB/T 31467.
This Part was drafted in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009.
This Part uses redrafting method to modify and adopt ISO 12405-2.2012
"Electrically propelled road vehicles - Test specification for lithium-ion traction
battery packs and systems - Part 2. High-energy applications", and is non-
equivalent to ISO 12405-2.2012.
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 on
Road Vehicles of Standardization Administration of China (SAC/TC 114).
The drafting organizations of this Part. China Automotive Technology and
Research Center, 18th Institute of China Electronics Technology Group
Corporation, Tianjin Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd., Technical Center of
Shanghai Automotive Group Joint-stock Limited Corporation, Chongqing
Changan New Energy Automobile Co., Ltd., China North Vehicle Research
Institute, BYD Automobile Industry Co., Ltd., Chery New Energy Automobile
Technology Co., Ltd., Beijing Jiaotong University, Huizhou City Billion
Electronics Co., Ltd., Putian New Energy Co., Ltd., Harbin Guangyu Power Co.,
Ltd., Hefei Guoxuan High-tech Power Energy Co., Ltd, Shanghai Volkswagen
Automotive Co., Ltd, Guangdong Sophisticated Energy Limited, and Shanghai
Kanai Energy Co., Ltd.
Main drafters of this Part. Wang Fang, Xiao Chengwei, Liu Shiqiang, Meng
Xiangfeng, Zhang Na, Gao Hongbo, Jiang Jiuchun, Jiang Wenfeng, Lu Kewei,
Shao Zhehai, Xu Xingwu, Yuan Changrong, Liu Zhen, Wen Feng, Ruan Xusong,
Zeng Xiangbing, Wang Zhanguo, Yang Congjiao, Ma Lishuang, Wu Zhiqiang,
Zhang Caiping, and He Xiangyun.
Lithium-ion traction battery pack and system for
electric vehicles - Part 2. Test specification for high
energy applications
1 Scope
This Part of GB/T 31467 specifies test procedures for lithium-ion battery packs
and systems specially developed for electric vehicles.
This Part applies to lithium-ion traction battery pack and system that is loaded
on electric vehicles and for the purpose of high energy applications. Ni-MH
traction battery packs and systems of high energy applications may refer to this
Part.
The following referenced document is indispensable for the application of this
document. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any
amendments) applies.
GB/T 19596 Terminology of electric vehicles
3 Terms and definitions
Terms and definitions defined in GB/T 19596 and the following ones are
applicable to this document.
3.1 Battery electronics
of batteries or battery assemblies, and contains electronics for cell balancing, if
necessary.
NOTE The battery electronics may include a battery controller. The functionality of
battery balancing may be controlled by the battery electronics or it may be controlled by
the BCU.
3.2 Battery control unit. BCU
3.11 Low voltage
The voltage of which the maximum working voltage is not greater than 30 V a.c.
(rms) OR is not greater than 60 V d.c.
The following symbols and abbreviated terms apply to this document.
n C current rate equal to n times the one hour discharge capacity
expressed in ampere
(SOC, T, t) maximum continuous charge current of a SOC, at test ambient
temperature T, in pulse duration time t
Imax(T) maximum continuous charge current at a test ambient temperature
η efficiency
RT room temperature
SOC state of charge
5.1 General conditions
5.1.1 If not otherwise specified in certain specific test projects, the test shall be
conducted at RT of 25°C±2°C and of which the humidity is 15%~90%.
5.1.2 The necessary documentation for operation and needed interface parts
for connection to the test equipment (i.e. connectors, plugs including cooling)
shall be delivered, and the typical structure of battery pack and system refers
to Appendix A. Manufacturer needs to provide operating limits of battery pack /
system, so as to ensure the security of the entire testing process.
5.1.3 When test target ambient temperature changes, test sample needs to
it at low temperature for not less than 24h; at high temperature for not less than
16h; or temperature difference between cell ambient temperature and target
temperature shall not exceed 2°C. If test sample contains BCU, it needs to turn
it off during environment adaption.
5.1.4 If battery pack or system is not suitable for some tests due to reasons like
size or weight, etc., it shall use subsystem of battery pack or battery system as
test sample after agreed by both parties for all or some tests. However, this
subsystem shall contain all parts related to vehicle requirements.
5.1.5 The method of adjusting SOC to test target value n%. charge battery pack
for 1h and discharge constant current at 1C discharge rate at (100-n)/100h.
After each SOC adjustment, place test sample for 1h before new test starts.
5.1.6 During the test, test sample needs placing for a certain of time between
some test procedures for equilibration between internal reaction of battery pack
or system and temperature. During the placement, low-voltage electronic
control unit of battery pack or system shall work as usual, e.g., battery electronic
component and BCU; cooling system shall work according to manufacturer’s
provisions or BCU orders.
5.1.7 The discharge rate during the test shall be in accordance with the
discharging shall be provided by the manufacturer. However, these conditions
shall be unified, for example, charging mechanism and discharging mechanism
during cycle performance test shall be same with the provisions of other tests.
5.1.8 Rated capacity of battery pack or system has an important influence on
the testing process. If absolute difference between actual available capacity of
battery (7.1.2.2) and battery rated capacity exceeds 5% of rated capacity, it
shall be clearly stated in the test report, and replace rated capacity by actual
available capacity, as the reference to calculation of charge and discharge
current, and SOC.
and system are shown in Appendix B.
5.1.10 Battery discharge current sign is positive while charge current sign is
negative.
5.2 Accuracy requirements
5.2.1 The accuracy of measuring instruments and meters shall be within the
following tolerances.
- Voltage measuring device. not less than Grade 0.5;
- Current measuring device. not less than Grade 0.5;
- Temperature measuring device. ± 0.5°C;
- Size measuring device. ±0.1%;
test bench shall be able to control the testing process based on battery state
and operating limits. Detect battery system current, voltage, capacity, or energy
by test bench which shall be regarded as detection result and calculation
reference. Parameters uploaded by battery system shall not be regarded as
test result or test reference.
5.4.3 Mass and volume of test sample
Use measuring tool to measure dimensions of test sample. Calculate test
sample’s volume, in L. Use weighing apparatus to measure test sample’s mass,
cooling circuit when measuring or calculat...
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