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英文版
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电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法
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GBT 31486-2015
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标准编号: GB/T 31486-2015 (GB/T31486-2015)
中文名称: 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法
英文名称: Electrical performance requirements and test methods for traction battery of electric vehicle
行业: 国家标准 (推荐)
中标分类: T47
国际标准分类: 43.120
字数估计: 12,195
发布日期: 2015-05-15
实施日期: 2015-05-15
引用标准: GB/T 2900.41; GB/T 19596
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: 本标准规定了电动汽车用动力蓄电池(以下简称蓄电池)的电性能要求、试验方法和检验规则。本标准适用于装载在电动汽车上的锂离子蓄电池和金属氢化物镍蓄电池单体和模块, 其他类型蓄电池参照执行。
GB/T 31486-2015: 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法
GB/T 31486-2015 英文名称: Electrical performance requirements and test methods for traction battery of electric vehicle
1 范围
本标准规定了电动汽车用动力蓄电池(以下简称蓄电池)的电性能要求、试验方法和检验规则。
本标准适用于装载在电动汽车上的锂离子蓄电池和金属氢化物镍蓄电池单体和模块,其他类型蓄
电池参照执行。
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 2900.41 电工术语 原电池和蓄电池
GB/T 19596 电动汽车术语
3 术语和定义
GB/T 2900.41、GB/T 19596中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
单体蓄电池
直接将化学能转化为电能的基本单元装置,包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被设计成可
充电。
3.2
蓄电池模块
将一个以上单体蓄电池按照串联、并联或串并联方式组合,且只有一对正负极输出端子,并作为电
源使用的组合体。
3.3
额定容量
室温下完全充电的蓄电池以1I1(A)电流放电,达到终止电压时所放出的容量(Ah)。
3.4
额定能量
室温下完全充电的蓄电池以1I1(A)电流放电,达到终止电压时所放出的能量(Wh)。
3.5
初始容量
新出厂的动力蓄电池,在室温下,完全充电后,以1I1(A)电流放电至企业规定的放电终止条件时所
放出的容量(Ah)。
3.6
高能量蓄电池
室温下,最大允许持续输出电功率(W)和1C倍率放电能量(Wh)的比值低于10的蓄电池。
3.7
高功率蓄电池
室温下,最大允许持续输出电功率(W)和1C倍率放电能量(Wh)的比值不低于10的蓄电池。
3.8
容量恢复能力
完全充电的蓄电池在一定温度下储存一定时间后,再完全充电,其后放电容量与初始容量之比。
3.9
扫频循环
在规定的频率范围内往返扫描一次,例如:10Hz~55Hz~10Hz。
4 符号
下列符号适用于本文件。
5 要求
5.1 单体蓄电池
5.1.1 外观
单体蓄电池按6.2.1检验时,外观不得有变形及裂纹,表面无毛刺、干燥、无外伤、无污物,且宜有清
晰、正确的标志。
5.1.2 极性
单体蓄电池按6.2.2检验时,端子极性标识应正确、清晰。
5.1.3 外形尺寸及质量
单体蓄电池按6.2.3检验时,蓄电池外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。
5.1.4 室温放电容量
单体蓄电池按6.2.5试验时,其放电容量应不低于额定容量,并且不超过额定容量的110%,同时所
有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。
注:极差是所有样本的最大值和最小值之差。
5.2 蓄电池模块
5.2.1 外观
蓄电池模块按6.3.1检验时,外观不得有变形及裂纹,表面干燥、无外伤,且排列整齐、连接可靠、标
志清晰等。
5.2.2 极性
蓄电池模块按6.3.2检验时,端子极性标识应正确、清晰。
5.2.3 外形尺寸及质量
蓄电池模块按6.3.3检验时,外形尺寸及质量应符合企业提供的产品技术条件。
5.2.4 室温放电容量
蓄电池模块按6.3.5试验时,其放电容量应不低于额定容量,并且不超过额定容量的110%,同时所
有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的7%。
5.2.5 室温倍率放电容量(按照厂家提供电池类型分别进行试验)
高能量蓄电池模块按6.3.6.1试验时,其放电容量应不低于初始容量的90%。
高功率蓄电池模块按6.3.6.2试验时,其放电容量应不低于初始容量的80%。
5.2.6 室温倍率充电性能
蓄电池模块按6.3.7试验时,其放电容量应不低于初始容量的80%。
5.2.7 低温放电容量
锂离子蓄电池模块按6.3.8试验时,其放电容量应不低于初始容量的70%。
金属氢化物镍蓄电池模块按6.3.8试验时,其放电容量应不低于初始容量的80%。
5.2.8 高温放电容量
蓄电池模块按6.3.9试验时,其放电容量应不低于初始容量的90%。
5.2.9 荷电保持与容量恢复能力
复应不低于初始容量的90%。
金属氢化物镍蓄电池模块按6.3.10试验时,其室温荷电保持率应不低于初始容量的85%,高温荷
电保持率应不低于初始容量的70%,容量恢复应不低于初始容量的95%。
5.2.10 耐振动性
蓄电池模块按6.3.11试验时,不允许出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳变形、电解液溢出等
异常现象,并保持连接可靠、结构完好。
5.2.11 储存
蓄电池模块按6.3.12试验时,其容量恢复应不低于初始容量的90%。
6 试验方法
6.1.1 环境条件
除另有规定外,试验应在温度为25℃±5℃,相对湿度为15%~90%,大气压力为86kPa~
106kPa的环境中进行。本标准所提到的室温,是指25℃±2℃。
6.1.2 测量仪器、仪表准确度
测量仪器、仪表准确度应满足以下要求:
---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%;
---质量测量装置:±0.1%。
6.2 单体蓄电池试验
6.2.1 外观
在良好的光线条件下,用目测法检查单体蓄电池的外观。
6.2.2 极性
用电压表检测单体蓄电池极性。
6.2.3 外形尺寸和质量
用量具和衡器测量单体蓄电池的外形尺寸及质量。
6.2.4 单体蓄电池充电
业提供的不大于1h的搁置时间),然后按企业提供的充电方法进行充电。
若企业未提供充电方法,则依据以下方法充电:
a) 对于锂离子蓄电池,以1I1(A)电流恒流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压时转恒压
充电,至充电电流降至0.05I1(A)时停止充电,充电后搁置1h(或企业提供的不高于1h的搁
置时间);
b) 对于金属氢化物镍蓄电池,以1I1(A)电流恒流充电1h,然后再以0.2I1 充电1h,充电后静置
1h(或企业提供的不大于1h的静置时间)。
6.2.5 室温放电容量(初始容量)
按照如下步骤测试室温放电容量:
b) 室温下,蓄电池以1I1(A)电流放电,直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压;
c) 计量放电容量(以Ah计),计算放电比能量(以 Wh/kg计);
d) 重复步骤a)~c)5次,当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%,可提前结束试验,取最
后3次试验结果平均值。
6.3 蓄电池模块试验
测试用蓄电池模块样品应满足如下条件:
---总电压不低于单体蓄电池电压的5倍;
---额定容量不低于20Ah,或者与整车用蓄电池系统额定容量一致。
注:测试用蓄电池模块可由实际模块串并联组成。
在良好的光线条件下,用目测法检查蓄电池模块的外观。
6.3.2 极性
用电压表检测蓄电池模块的极性。
6.3.3 外形尺寸及质量
用量具和衡器测量蓄电池模块的外形尺寸及质量。
6.3.4 蓄电池模块充电
室温下,蓄电池模块先以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压。搁置1h(或
企业提供的不高于1h的搁置时间),然后按企业提供的充电方法进行充电。
若企业未提供充电方法,则依据以下方法充电:
充电,至充电电流降至0.05I1(A)时停止充电,若充电过程中有单体蓄电池电压超过充电终止
电压0.1V时则停止充电。充电后搁置1h(或企业提供的不高于1h的搁置时间)。
b) 对于金属氢化物镍蓄电池,以1I1(A)电流恒流充电1h,然后再以0.2I1 充电1h,充电后静置
1h(或企业提供的不高于1h的静置时间)。
6.3.5 室温放电容量
按照如下步骤测试室温放电容量:
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压;
c) 计量放电容量(以Ah计)和放电比能量(以 Wh/kg计);
最后3次试验结果平均值。
6.3.6 室温倍率放电性能
6.3.6.1 能量型蓄电池模块
6.3.6.1.1 室温倍率放电性能按照如下步骤进行:
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 室温下,蓄电池模块以3I1(A)(最大电流不超过400A)电流放电,直至任意一个单体电压达
到放电终止电压;
c) 计量放电容量(以Ah计)。
6.3.6.1.2 比功率测试按照如下步骤进行:
b) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电30min后以企业规定的最大放电电流放电10s,然后
再静置30min,再以企业规定的最大充电电流充电10s;
c) 采用10s充放电的放电能量除以10s充放电时间的方法,计算10s充放电的平均比功率(以
W/kg计)。
6.3.6.2 功率型蓄电池模块
6.3.6.2.1 倍率放电性能测试按照如下步骤进行:
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 室温下,蓄电池模块以8I1(A)(最大电流不超过400A)电流放电,直至任意一个单体电压达
到放电终止电压;
6.3.6.2.2 比功率测试按照如下步骤进行:
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电30min后以企业规定的最大放电电流放电10s,然后
再静置30min,再以企业规定的最大充电电流充电10s;
c) 采用10s充放电的放电能量除以10s充放电时间的方法,计算10s充放电的平均比功率(以
W/kg计)。
6.3.7 室温倍率充电性能
按照如下步骤测试室温倍率充电性能:
a) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压,静置1h;
到充电终止电压,或达到企业规定的充电终止条件,并且总充电时间不超过30min,静置1h;
c) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压;
d) 计量放电容量(以Ah计)。
6.3.8 低温放电容量
低温放电容量试验按照如下步骤进行:
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 蓄电池模块在-20℃±2℃下搁置24h;
c) 蓄电池模块在-20℃±2℃下,以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到企业提供的放
电终止电压(该电压值不低于室温放电终止电压的80%);
6.3.9 高温放电容量
高温放电容量试验按照如下步骤进行:
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 蓄电池模块在55℃±2℃下搁置5h;
c) 蓄电池模块在55℃±2℃下,以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到室温放电终止
电压;
d) 计量放电容量(以Ah计)。
6.3.10 荷电保持及容量恢复能力
6.3.10.1 室温荷电保持与容量恢复能力
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 蓄电池模块在室温下储存28d;
c) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压;
d) 计量荷电保持容量(以Ah计);
e) 蓄电池模块再按6.3.4方法充电;
f) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压;
g) 计量恢复容量(以Ah计)。
6.3.10.2 高温荷电保持与容量恢复能力
高温荷电保持与容量恢复能力试验按照如下步骤进行:
b) 蓄电池模块在55℃±2℃下储存7d;
c) 蓄电池模块在室温下搁置5h后,以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止
电压;
d) 计量荷电保持容量(以Ah计);
e) 蓄电池模块再按6.3.4方法充电;
f) 室温下,蓄电池模块以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压;
g) 计量恢复容量(以Ah计)。
6.3.11 耐振动
耐振动试验按照如下步骤进行:
b) 将蓄电池模块紧固到振动试验台上,按下述条件进行线性扫频振动试验:
---放电电流:1/3I1(A);
---振动方向:上下单振动;
---振动频率:10Hz~55Hz;
---最大加速度:30m/s2;
---扫频循环:10次;
---振动时间:3h。
c) 振动试验过程中,观察有无异常现象出现。
6.3.12 储存
a) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
b) 蓄电池模块室温下,以1I1(A)电流放电30min;
c) 蓄电池模块在45℃±2℃下储存28d;
d) 蓄电池模块室温下搁置5h;
e) 蓄电池模块按6.3.4方法充电;
f) 蓄电池模块室温下,以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压;
g) 计量放电容量(以Ah计)。
6.4 试验程序
6.4.1 按本程序进行的试验应连续进行。
6.4.3 蓄电池模块试验程序见表2。
7 检验规则
7.1 检验分类、检验项目、要求和样品数量
检验分类、检验项目、要求(章条号)和样品数量见表3。
7.2 出厂检验
7.2.1 每一批产品出厂前都应进行出厂检验,对出厂检验的室温放电容量检验项目,所有蓄电池样品
的1I1(A)放电容量差应不大于±5%。
7.2.2 在出厂检验中,若有一项或一项以上不合格时,应将该产品退回生产部门返工普检,然后再次提
交验收。若再次检验仍有一项或一项以上不合格,则判定该产品为不合格。
7.3.1 有下列情况之一应进行型式检验:
---新产品投产和老产品转产;
---转厂;
---停产超过一年后复产;
---结构、工艺或材料有重大改变。
7.3.2 判定规则:
在型式检验中,若有一项不合格时,应判定为不合格。
GB/T 31486-2015
GB
NATIONAL STANDARD OF THE
PEOPLE’S REPUBLIC OF CHINA
ICS 43.120
T 47
Electrical performance requirements and test
methods for traction battery of electric vehicle
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
Foreword ... 3
1 Scope ... 4
2 Normative references ... 4
3 Terms and definitions ... 4
4 Symbols ... 6
5 Requirements ... 6
6 Test methods ... 8
7 Inspection rules ... 16
Foreword
This Standard is drafted based on the rules given in GB/T 1.1-2009.
This Standard was proposed by Ministry of Industry and Information Technology of the
People’s Republic of China.
This Standard shall be under the jurisdiction of National Technical Committee of Auto
Standardization (SAC/TC 114).
Drafting organizations of this Standard. China Automotive Technology & Research
Center, No.18 Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,
China North Vehicle Research Institute, Shenzhen BYD Auto Co., Ltd., Shanghai
Motor Vehicle Inspection Center, Technology Center of Shanghai Automotive Group
Co., Ltd., Beiqi Foton Motor Co., Ltd., Chongqing Changan New Energy Automobile
Co., Ltd., Putian New Energy Co., Ltd., Harbin Coslight Rower Co., Ltd.,
Contemporary Amperex Technology Ltd. Headquarters (NingDe), Huizhou Epower
Electronic Co., Ltd., Citic Guoan MGL Power Source Technology Co., Ltd., Heter
Electronics Group Co., Ltd., Shanghai CENAT Energy Company Limited, Zhejiang
Godsend Power Technology Co., Ltd., Jiangsu Chunlan Clean Energy Research
Institute Co., Ltd., Beijing Institute of Technology, Beijing Jiaotong University,
HuaChen Group Auto Holding Co., Ltd., Fujian Nebula Electronics Co., Ltd., Hunan
Copower EV Battery Co., Ltd. AND Pan Asia Technical Automotive Center Co., Ltd.
Main drafters of this Standard. Wang Fang, Meng Xiangfeng, Xiao Chengwei, Fan Bin,
Hu Daozhong, Jiang Wenfeng, Xu Jinmei, Wang Zhenpo, Jiang Jiuchun, Shao Zhehai,
Wang Zhanguo, Ruan Xusong, Miao Wenquan, Ma Lishuang, Wen Feng, Yang Tao,
Yang Congjiao, Sun Jianping, Zhao Shuhong, Yuan Changrong, Wu Ningning, Liu
Zhengyao, Liu Zhen, Liu Lei, Shan Chong, Wang Yong, Qiu Jie, Xu Guochang, He
Xiangyun and Wang Xin.
Electrical Performance Requirements and Test
Methods for Traction Battery of Electric Vehicle
1 Scope
This Standard specifies the electrical performance requirements, test methods, and
inspection rules for traction battery of electric vehicle (hereinafter referred as “traction
battery”).
This Standard is applicable to lithium-ion battery and metal hydride nickel battery
which are used in electric vehicle. For other traction batteries, this Standard is served
as reference.
2 Normative references
The following documents are indispensable for the application of this document. For
the dated reference documents, only dated versions apply to this document. For the
undated reference documents, the latest versions (including all amendments) apply to
this document.
GB/T 2900.41 Electrotechnical terminology - Primary and secondary cells and
batteries
GB/T 19596 Terminology of electric vehicles
3 Terms and definitions
The following terms and definitions and those specified in GB/T 2900.41 and GB/T
19596 apply to this Standard.
3.1
A basic unit device composed of electrode, membrane, electrolyte, case, and terminal
which can directly transform chemical energy into power energy and be charged.
3.2
battery module
A power supply combination of one or more secondary cell(s) which are connected in
series or in parallel or both series and parallel with only one pair of positive and
negative output terminals.
3.3
rated capacity
discharged at the current of 1I1 (A) TO the time when it reaches to the final voltage
under room temperature.
3.4
rated energy
The energy (Wh) released FROM the time when fully charged traction battery is
discharged at the current of 1I1 (A) TO the time when it reaches to the final voltage
under room temperature.
3.5
initial capacity
which is fresh from the factory, is discharged at the current of 1I1 (A) under room
temperature TO the time when it reaches to the terminal discharging condition as
specified by factory.
3.6
high energy traction battery
The traction battery with the ratio of the maximum allowable continuous output electric
power (W) to 1C rate-discharge energy (Wh) lower than 10 under room temperature.
3.7
high power traction battery
power (W) to 1C rate-discharge energy (Wh) no lower than 10 under room
temperature.
3.8
capacity recovery
The ratio of the discharge capacity of the fully charged traction battery which is fully
recharged after being put under certain temperature for a while to initial capacity.
- Time measuring device. ± 0.1%;
- Dimension measuring device. ± 0.1%;
- Mass measuring device. ± 0.1%.
6.2.1 Appearance
Under good light condition, visually check the appearance of secondary cell.
6.2.2 Polarity
USE voltmeter to detect the polarity of secondary cell.
6.2.3 External dimension and mass
USE measuring apparatus and weighing apparatus to measure the external
dimension and mass of secondary cell.
6.2.4 Secondary cell charging
Under room temperature, the secondary cell is discharged at the current of 1I1 (A)
PUT it aside for 1 h (or less than 1 h as specified by the manufacturer); CHARGE it
according to the charging method provided by the manufacturer.
If the manufacturer does not provide charging method, the following method can be
adopted.
a) As to the lithium ion battery, charge it at the constant current of 1I1 (A) and then
change to constant-voltage charge when it reaches to the final voltage specified
in the technical conditions of manufacturer. When the charging current falls to
0.05I1 (A), stop charging. After charging, put it aside for 1 h (or less than 1 h as
specified by the manufacturer);
for 1 h and then charge it at the constant current of 0.2I1 (A) for 1 h. After
charging, put it aside for 1 h (or less than 1 h as specified by the manufacturer).
6.2.5 Discharge capacity under room temperature (initial capacity)
TEST discharge capacity under room temperature according to the following
procedures.
a) CHARGE the secondary cell according to the method in 6.2.4;
b) Under room temperature, the secondary cell is discharged at the current of 1I1
(A) until it reaches to the final voltage specified in the technical conditions of
manufacturer;
energy (in Wh/kg);
d) REPEAT a) ~ c) for 5 times. When the range of 3 continuous test results is lower
than 3% of the rated capacity, the test can be ended. TAKE the last 3 test results
to calculate the average.
6.3 Battery module test
The battery module sample used for test shall conform to the following conditions.
- Total voltage not lower than 5 times of voltage of secondary cell;
- Rated capacity not lower than 20 Ah or consistent with the rated capacity of battery
system for whole vehicle.
parallel.
6.3.1 Appearance
Under good light condition, visually check the appearance of battery module.
6.3.2 Polarity
USE voltmeter to detect the polarity of battery module.
6.3.3 External dimension and mass
USE measuring apparatus and weighing apparatus to measure the external
dimension and mass of battery module.
6.3.4 Battery module charging
until the voltage of any one of secondary cells reaches to the final discharge voltage.
PUT it aside for 1 h (or less than 1 h as specified by the manufacturer); CHARGE it
according to the charging method provided by the manufacturer.
If the manufacturer does not provide charging method, the following method can be
adopted.
a) As to the lithium ion traction battery, charge it at the constant current of 1I1 (A)
and then change to constant-voltage charge when it reaches to the final charge
voltage specified in the technical conditions of manufacturer. When the charging
current falls to 0.05I1 (A), stop charging. If one of secondary cells exceeds the
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