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锂离子蓄电池总成通用要求(JB/T 11137-2011)
来源:新能源网
时间:2015-03-06 17:29:12
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锂离子蓄电池总成通用要求(JB/T 11137-2011)前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由机械科学研究总院归口。
本标准负责起草单位:机械科学研究总院、中国电子商会电源专业委员会。
本标准参加起草单位:机械科学研究总院先进制造技术研究中心、中信国安盟固利新能源科技有限公司、比亚迪股份有限公司、天空能源(洛阳)有限公司、咸阳威力克能源有限公司、中大汽车集团、北京神州巨电新能源技术开发有限公司、润峰电力有限公司、郑州日产汽车有限公司、凹凸科技(中国)有限公司、广州丰江电池新技术有限公司、广东猛狮电源科技股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、赛恩斯能源科技有限公司、北京电源行业协会。
本标准起草人:钱良国、刘正耀、吴光麟、程宝利、王晓功、李革臣、肖亚玲、马宪、林本瑜、侯晓华、林道勇、钟晓芳、郝永超、陈卫。
本标准为首次发布。
1范围
本标准规定了锂离子蓄电池总成的术语和定义、分类与型号、要求、试验方法、检验、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于容量大于或等于6A·h的锂离子蓄电池组成的系统。
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。凡是注口期的引用文件,仅所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 156-2007标准电压
GB 2893-2008安全色
GB 2894-2008安全标志及其使用导则
GB 4208-2008外壳防护等级(IP代码)
GB 4824-2004工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法
GB/T 5465.2-2008电气设备用图形符号第2部分:图形符号
GB/T 17626.2-2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验
GB/T 17626.3-2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T 17626.4-2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T 17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验
GB/T 17626.6-2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验
GB/T 18858.3-2002低压开关设备和控制设备控制器一设备接口(CDI)第3部分:DeviceNet
JB/T 11138-2011锂离子蓄电池总成接口和通信协议
JB/T 11139-2011锰酸锂蓄电池模块通用要求
JB/T 11140--2011磷酸亚铁锂蓄电池模块通用要求
JB/T 11141-2011锂离子蓄电池模块箱通用要求
JB/T 11142-2011锂离子蓄电池充电设备通用要求
SJ/T 11364-2006电子信息产品污染控制标识要求
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
锂离子蓄电池lithium-ion battery
基于锂离子在电解质中迁移及其在正负极材料中可逆嵌入/脱出的电化学储能装置的电化学电池,如锰酸锂、磷酸亚铁锂及其他类型锂离子蓄电池。
3.2
单体蓄电池battery cell
一个基本的电化学的能源储存装置,由正、负极及电解质等组成。其标称电压为组成正负极电位偶的标称电压。
3.3
锂离子蓄电池组lithium-ion battery pack
放在一个单独的机械电气单元内,由电路相连的若干个锂离子单体蓄电池的组合。
3.4
锂离子蓄电池模块lithium-ion battery module
放在一个机械电气单元内的,由锂离子蓄电池组和电路模块(监测和保护电路,接日电路和通信接口及热管理装置等)组成的一个组合体。
3.5
锂离子蓄电池总成lithium-ion battery assembly
由一个或若干个锂离子蓄电池模块、电路设备(保护电路、锂离子蓄电池管理系统、电路和通信接口)等组成的,用来为用电装置提供电能的电源系统。
3.6
锂离子蓄电池总成控制器lithium-ion battery assembly controller
由嵌入式微控制器控制的电路和电路接口及通信接口组成的,用于蓄电池总成数据处理、充电管理、放电管理和为用户设备提供相关数据的短路单元,简称蓄电池总成控制器(BECU) 。
3.7
单体蓄电池电压监测电路voltage monitoring circuit unit for battery cell
与每个单体蓄电池相连接,用于对单体蓄电池最高工作电压和最低工作电压进行连续监测。
3.8
额定电能electric energy
埋离子蓄电池在环境温度为(20±5)℃条件下,以13的电流放电至规定的终止电压时所提供的电能数量,单位为kW·h。
3.9
内部接口(CANT接口)internal interface (CAN 1)
锂离子蓄电池总成控制器(BECU)与组成锂离子蓄电池总成的锂离子蓄电池模块和其他设备连接的电气、控制和通信接口电路的总称。
3.10
充放电设备接口(CAN2接口)interface of charge and discharge equipment(CAN2)
锂离子蓄电池总成控制器(BECU)与充电设备和用电设备连接,用于充电和放电控制的电气、控制和通信接口电路的总称。
3.11
用户设备通信接口(CAN3接口)communication interface for user equipment(CAN3)
锂离子蓄电池总成控制器(BECU)与用户系统通信网络的CAN通信接口,用于与用户设备的信息交换。
3.12
管理系统management system
管理系统是对蓄电池充电和放电过程进行安全管理,并为用户提供相关信息的电路系统的总称。它包括:锂离子蓄电池模块及总成中的电子电路;充放电设备中与锂离子模块和总成中相互连接的电子电路。
4分类与型号
4.1分类
4.1.1按组成锂离子蓄电池总成的蓄电池模块种类分为:
―锰酸锂蓄电池总成(代号M);
―磷酸亚铁锂蓄电池总成(代号F)。
4.1.2按蓄电池类型分为:
―能量(Energy)型锂离子蓄电池总成(代号E);
―功率(Power)型锂离子蓄电池总成(代号P)。
4.1.3按蓄电池管理系统(BMS)功能配置分为:
―标准型(代号B);
―均衡型(代号H);
―基本型(代号J);
―I/O型(代号1)U
锂离子蓄电池管理系统功能配置见附录A。
4.2型号
锂离子蓄电池总成的型号由类型代码、额定电能(单位为kW·h).锂离子蓄电池模块标称电压和
模块数量、额定放电电流、峰值放电电流倍数和电池模块箱结构代码组成。
锂离子蓄电池总成产品型号表示方法如图1所示。
示例:型一号为FEB 12.5-144/3-50/9---4009的锂离子蓄电池总成表示:
―FEB:标准配置(B)的能量型(E)磷酸亚铁锂(F)蓄电池总成;
―12.5:额定电能为12.5kW·h;
―144/3:由3个标称电压为48V的蓄电池模块组成,蓄电池组的标称电压为144V;
―50/9:额定放电电流为50A,最大放电电流为450A(50Ax9);
―4009:蓄电池模块采用类型代码为4009的标准型蓄电池模块箱。
4.2.1类型代码
锂离子蓄电池总成的类型代码由三个字符组成:
第一个字符(A):蓄电池模块种类,见4.1.1;
第二个字符(B):蓄电池类型,见4.1.2;
第三个字符(C):蓄电池管理系统(BMS)功能配置,见4.1.30
4.2.2额定电能
额定电能由三个有效阿拉伯数字表示,单位为千瓦·时(kW·h)。
当额定电能小于10kW·h时,保留2位小数,如9.85 kW·h;
当额定电能大于或等于10kW·h而小于100 kW·h时,保留1位小数,如13.7kW·h;
当额定电能大于或等于100kW·h时,用3位整数表示,如143kW·h。
4.2.3标称电压/模块数量
组成锂离子蓄电池总成的电池模块的标称电压(U),单位为V。
组成锂离子蓄电池总成的电池模块的数量(N)0
蓄电池总成的标称电压等于各模块标称电压的代数和。
4.2.4额定放电电流/峰值放电电流倍数
额定放电电流为锂离子蓄电池总成额定放电电流(1),单位为A。
最大放电电流为额定放电电流值与峰值放电电流倍数(K)的乘积,单位为A。
4.2.5模块箱结构代码
锂离子电池模块箱结构代码应符合JB/T 11141-2011的规定。
4.3锂离子蓄电池总成的组成
锂离子蓄电池总成的组成应符合附录B的规定。
5技术要求
5.1外观
组成锂离子蓄电池总成的所有设备外壳不得有变形及裂纹,且无污物、干燥,标志清晰。
5.2技术要求
5.2.1锂离子蓄电池模块
组成锂离子蓄电池总成的锂离子蓄电池模块应符合JB/T 11140-2011和JB/T 11139-2011的要求。
5.2.2锂离子蓄电池一致性
5.2.2.1概述
锂离子蓄电池一致性是指组成锂离子蓄电池模块和总成的单体蓄电池性能的一致性特性。这些性能主要包括实际电能、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性差异、衰变速度等多种复杂因素。这些因素的差异,将直接影响运行过程中输出电参数的差异。
组成锂离子蓄电池模块和总成的蓄电池的一致性特性应在规定的负荷条件和荷电状态下进行试验。
锂离子蓄电池的一致性特性分为充电状态一致性特性和放电状态一致性特性。
若没有具体规定,应以放电状态测试的一致性特性为理离子蓄电池模块或总成的一致性特性。
若需要对充电状态的一致性特性有具体要求,应在相关合同中提出具体要求。
5.2.2.2要求
锂离子蓄电池一致性划分为5个等级(见表1)。一致性指数超过5级的为不合格产品。
5.2.3正极和负极输出连接
组成锂离子蓄电池总成的锂离子蓄电池模块正极和负极连接可采用螺栓联接方式或可插拔连接器连接方式。
正极和负极连接处应有清晰的极性标志。正极采用红色标志和红色电缆,负极采用黑色标志和黑色电缆。具体要求由相关行业技术规范作出具体规定。
5.2.4接口和协议
组成锂离子蓄电池总成的蓄电池管理系统的接日和协议(以下简称蓄电池总成的接日和协议)包括:
a)电路接口和接口协议:
1)充电控制导引接口和接口协议;
2)单体蓄电池电压监测电路接口和接口协议;
3)充放电控制电路接口和接日协议;
4)I/O充放电接日电路和接日协议。
b)通信接口和通信协议:
1)包括内部通信接口和通信协议;
2)充放电通信接口和通信协议;
3)用户通信接口和通信协议。
蓄电池总成的接日和通信协议应符合JB/T 11138-2011的规定。
5.2.5符合性和可靠性
5.2.5.1符合性
接日和通信协议的符合性要求包括:
a)电路接口和接口协议符合性要求:
1)充电控制导引电路接口和接口协议应符合JB/T 11138-2011中4.3.2的规定;
2)单体蓄电池电压监测电路接口和接口协议应符合JB/T 11138-2011中4.2.3的规定;
3)充电控制电路接日和接口协议应符合JB/T 11138-2011中4.3.3的规定;
4)放电控制电路接口和接口协议应符合JB/T 11138-2011中4.4的规定;
5)I/O充电控制电路接口和接口协议应符合JB/T 11138-2011中4.3.4的规定;
6) I/O放电控制电路接口和接口协议应符合JB/T 11138-2011中4.4的规定。
7)电路接口和接口协议应符合通信接口和通信协议JB/T 11138-2011中第4章的规定。
b)通信接口和通信协议符合性,包括:
1)内部通信接口和通信协议应符合JB/T 11138-2011中5.5的规定;
2)充放电通信接日和通信协议应符合JB/T 11138-2011中5.6的规定;
3)用户通信接口和通信协议应符合JB/T 11138-2011中5.7的规定。
5.2.5.2可靠性
锂离子蓄电池总成电路接日和接口协议及通信接日和通信协议的可靠性应符合表2的规定。
5.2.6额定电能
当采用标称电压相同的锂离子蓄电池模块组成钾离子蓄电池总成时,蓄电池总成的额定电能(单位为kW·h)值等于组成动力锂电池总成中电能最小的蓄电池模块的电能与模块数量的乘积。
当采用不同标称电压的蓄电池模块组成蓄电池总成时,蓄电池总成的额定电能等于由蓄电池模块的额定电能除以蓄电池模块标称电压最小值与蓄电池总成标称电压的乘积。
当制造厂商在产品技术文件中有规定时,应符合制造厂商提供的产品技术文件的规定。
5.2.7电源功率消耗
特指组成锂离子蓄电池总成的蓄电池管理系统电路消耗的峰值功率(单位为W),应符合制造厂商提供的产品技术文件的规定。
5.2.8标称电压
锂离子蓄电池总成标称电压应符合GB/T 156-2007中4.6的规定。
采用锂离子蓄电池模块组成的锂离子蓄电池总成的标称电压见表3。
5.2.9使用寿命
钾离子蓄电池总成的使用寿命分为标准循环使用寿命和工况循环使用寿命。
5.2.9.1标准循环使用寿命
磷酸亚铁钾蓄电池标准循环使用寿命大于或等于1200次;锰酸钾蓄电池标准电循环使用寿命应大于或等于800次。
5.2.9.2工况循环使用寿命
工况循环使用寿命根据工况不同,可采用以下一单位:
a)累计使用年数,如不间断电源(UPS)、通信机站及其类似应用;
b)累计小时数,如舰船风能发电、光伏发电及其类似应用;
c)充放电循环次数,如电动叉车、移动电源及其类似应用;
d)行驶里程数,如电动车辆及其类似应用。
具体要求在相关产品标准中做出具体规定。
5.2.10充电设备
用于锂离子蓄电池的充电设备应符合以下要求:
a)具有与蓄电池模块和总成连接的控制电路接日和通信接日,并符合JB/T 11138-2011的规定;
b)具有防止发生单体蓄电池充电电压、充电电流和电池模块内温度超过允许值的技术措施;
c)电池的一致性处于任意状态下时,不应发生单体蓄电池充电电压超过规定值而导致使用寿命缩短或安全性下降等问题;
d)当蓄电池电压低于最低允许值时启动充电设备,应自动进入预充电状态。预充电的具体要求在相关行业技术规范中做出具体规定;
e)当采用数字控制充电设备时,必须有防止因单体蓄电池电压检测失调或失效而造成单体蓄电池充电电压超过允许值的技术措施;
f)充电设备与蓄电池模块或总成的连接之间应有电路断开设备,蓄电池模块和总成在必要时一应能通过接日电路控制电路断开设备,立即切断蓄电池与充电设备的连接;
S)充电设备的具体要求应符合JB/T 11142-2011的规定。
5.2.11用电设备
与锂离子蓄电池连接的用电设备,应符合以下要求:
a)具有与蓄电池模块和总成连接的控制电路接口和通信接日,并符合JB/T 11138-2011的规定;
b)具有防止发生单体蓄电池放电电压低于允许值,放电电流和电池模块内工作温度超过允许值的技术措施;
c)电池的一致性处于任意状态时,不应发生单体蓄电池放电电压低于规定值而导致使用寿命缩短或安全性下降等问题;
d)当蓄电池电压等于最低允许值时,应自动限制放电电流,使最低单体蓄电池电压等于或高于最低允许值;
e)当采用数字控制的放电设备时,必须有防止因单体蓄电池电压检测失调或失效而造成单体蓄电池放电电压低于允许值的技术措施;
f)放电设备与蓄电池模块或总成之间应有电路断开设备,蓄电池模块和总成在必要时应能通过接日电路控制电路断开设备,立即切断蓄电池与放电设备的连接;
g)用电设备的电路接日和接口协议及通信接口和通信协议应符合JB/T 11138-2011中4.4和5.6的规定。
5.2.12互换性
组成锂离子蓄电池总成的产品的互换性应符合以下要求:
a)除蓄电池模块外的其他组成蓄电池总成的电路产品可以互换。
b)同一型号的动力锂电池模块可以互换。
c)组成锂离子蓄电池总成的产品[锂离子蓄电池模块、总成控制器(BECU)、显示器等],应经过国家或行业指定的机构进行产品互连符合性试验。符合性试验包括接口和通信协议的符合性试验和接日和互操作的可靠性试验。
d)试验合格的产品,在人员接近时在可看见的位置应有符合性试验合格标识。
5.2.13通信网络
5.2.13.1物理层特性
物理层包括收发器、错线保护器、隔离电源、传输介质和隔离线路。
错线保护器,是防止电源电压正极和负极连接设置错误的保护电路。
锂离了蓄电池总成通信网络物理层特性见表4。
5.2.13.3终端电阻
通信网络终端电阻的安装应符合JB/T 11138-2011的规定。
5.2.13.4连接器
用于锂离子蓄电池总成的连接器可以是开放性的或者是密封性的。连接器的接点和电气规范应符合表8、表9的规定。
5.3安全性要求
5.3.1绝缘电阻
采用金属箱的锂离子蓄电池模块和总成,正极和负极与金属外壳之间的绝缘电阻应大于100sV。
采用非金属箱锂离子蓄电池模块和总成,正极和负极与电底盘之间的绝缘电阻应大于1000w。
5.3.2爬电距离
本条不适用于在使用过程中不会发生绝缘下降(外部裹敷绝缘层)的导电体。
导电体与电底盘之间的爬电距离d(单位为mm)如图2所示。
5.3.3外壳防护等级
户内使用的设备,外壳防护等级应不低于GB 4208-2008中规定的1P200
户外固定使用的设备,外壳防护等级应不低一于GB 4208-2008中规定的1P54。
户外移动使用和机载设备,外壳防护等级应不低于GB 4208-2008中规定的IP55。
应在易于连接的位置设置安全接地端子,并设置明显的接地符号。装有电气元器件的门应有安全接地端子,并与柜体用导线连接。连接地线的螺钉和接地点不应用作其他任何机械紧固用途。
5.3.4热管理设备
组成锂离子蓄电池总成的锂离子蓄电池模块中电池的最高温度有可能超过60℃,或最低温度有可能低于-10℃时,应有热管理设备,使电池温度控制在(-10—60)℃之间。
5.3.5过电流断开设备
5.3.5.1在串联的锂离子蓄电池模块之间,应至少安装一个快速熔断器(见图3)或其他过电流保护设备。熔断器的熔断电流应小于蓄电池模块最大允许电流的80%。熔断器的型号和规格由制造厂商在产品技术文件中作出具体规定。
5.3.5.2锂离子蓄电池总成与用电设备和放电设备之间应安装过电流断开设备。过电流断开设备的型号和规格应根据与锂离子蓄电池总成连接的用电设备需求确定,但断开电流值应不大于5.3.5.1规定的快速熔断器额定电流的80%。
5.3.5.3过电流断开设备在下列任一情况下应立即断开蓄电池与充电设备和放电设备的连接:
a)流经过电流断开设备的电流超过规定值;
b)锂离子蓄电池总成与电底盘之间发生超过一个短路点,且通过过电流断开设备的短路电流超过规定值时。
5.3.6有害物质
构成锂离子蓄电池总成的电子产品,应符合SJ/T 11364-2006中的规定。
在发生意外事故或其他事故条件下,可能会释放出较多的有害物质时,锂离子蓄电池总成的设计和安装应采取相应的技术措施,使其危险降低到最低程度,尤其应保证人身不会受到伤害。
5.4环境要求
除另有规定外,锂离子蓄电池总成应在符合以下环境条件中运行。
5.4.1海拔
海拔不超过1000m。
在海拔超过1000m时,电力电子设备按以下规定进行修正,修正内容见表11,锂离子蓄电池的修正数据在制造厂商的技术文件中做出具体规定。
5.4.2温度
大气环境温度为(一10-35)℃时,锂离子蓄电池总成应能正常工作。当大气温度超过35℃时,应安装散热设备。当大气温度低于一10℃时,可以安装加温设备。
5.4.3气压
气压应为(86-106)kPao当大气压力低于86kPa时,电力电子设备按以下规定进行修正,见表12,锂离子蓄电池的修正数据在制造厂商的技术文件中作出具体规定。
5.4.4湿度
相对湿度应为25%一85%之间,并且不产生结露。
5.5电磁兼容性(EMC)
5.5.1概述
所有抗扰度和发射特性试验是型式试验,并且应在典型的条件下进行:操作条件和环境条件。使用推荐的配线方法,包括所有连接到网络电缆上进行通信和数据传输所必需的设备。
基本配置(J)和I/O (I)配置的锂离子蓄电池模块和总成不要求满足本条要求。
其余钾离子蓄电池模块和总成,及组成钾离子蓄电池模块和总成的所有设备应满足本条要求。
5.5.2抗扰度
5.5.2.1执行标准
抗扰度执行标准有:
a)标准A:当按要求使用该设备时,除了允许的规定以外,没有性能的退化,见表13。
b)标准B:不允许实际操作状态或存储数据的变化。在测试期间允许性能的退化。测试完成后,在按要求使用该设备时,除了允许的指定限度以外,不允许性能的退化或功能的损坏。抗扰度 执行标准见表13。
5.5.2.2静电放电(ESD)抗扰度
按GB/T 17626.2-2006的要求,每个极应施加10次放电,方法如下:
a)对于非金属外壳用空气隙放电方法施加±8kV;
b)对金属设备外壳用空气隙放电方法施加±4kV
执行标准B(见5.5.2.1)。
5.5.2.3射频电磁场辐射抗扰度
按GB/T 17626.3-2006的要求:
频率范围80MHz-1000MHz强度为10V/m的调幅波。
执行标准A(见5.5.2.1)。
5.5.2.4电快速瞬变/脉冲群抗扰度
按GB/T 17626.4-2008的要求:
a) 5kHz的±1000V最大测试电压施加在包含CDI通信介质的电缆;
b) 5kHz的±2 000V最大测试电压施加在其他所有电缆和端日。
执行标准L(见5.5.2.1)。
5.5.2.5浪涌抗扰度
按GB/T 17626.5-2008的要求:
a)在AC电源和DC控制电源与电底盘之间施加5次最大电压为±2000V浪涌;
b)在AC电源之间和DC控制电源之间施加5次最大电压为±1000V浪涌。
执行标准L.(见5.5.2.1)。
5.5.2.6射频场感应的传导骚扰的抗扰度
按GB/T 17626.6-2008的要求:
a)在150kHz-80MHz频率范围内10V(rms)调幅波;
b)在AC电源之间和DC控制电源之间施加5次最大电压为±1000V浪涌。
执行标准A(见5.5.2.1)
5.5.3发射
5.5.3.1无线发射
按GB 4824-2004中组1、A级的规定进行。
5.5.3.2传导发射
按GB 4824-2004中组1、A级的规定进行。
6试验方法
6.1试验条件
6.1.1环境条件
除另有规定外,试验应在温度为(5一35)℃、相对湿度为(25-85) %、气压为(86-106)kPa的环境中进行。
6.1.2测量仪器仪表的准确度
检验测试的所有仪器仪表(包括监控和监测实验参数的实验设备和仪器)应在有效期内,按国家有关计量检验规程或有关标准经鉴定或计量合格。所有测试仪表、设备应具有足够的准确度和稳定度。其准确度应高于被测指标准确度一个数量级或误差小于被测参数允许误差的1/3。
6.2外观
在良好的光线条件下,用目测的方法检查组成锂离子蓄电池总成的所有设备的外观,应符合5.1的规定。
6.3锂离子蓄电池一致性试验
组成锂离子蓄电池模块和总成的蓄电池的一致性试验参见附录D规定的方法进行。
6.4接口和通信协议试验
接口和通信协议的试验分为以下两种试验:
a)符合性试验;
b)可靠性试验。
6.4.1符合性试验
锂离子蓄电池模块和总成的符合性试验是试验受试设备的接口和通信协议与JB/T 11138-2011中规定的符合性,分为:
a)电路接口和协议的符合性试验;
b)通信接口和通信协议的符合性试验。
6.4.1.1电路接口和协议的符合性试验
将受试设备连接在试验系统中,用电压表、示波器测试接口电平和波形,应符合JB/T 11138-2011中第4章的规定。
6.4.1.2通信接口和通信协议的符合性试验
将受试设备通过专用连接电缆与动力锂离子电池系统接口和通信协议试验系统连接(见图4),按试验系统规定的试验程序和方法试验接口和通信协议的符合性。
通信接口应符合5.2.13的规定,通信协议应符合JB/T 11138-2011中第6章的规定。
6.4.2可靠性试验
6.4.2.1总则
可靠性试验总则有:
a)可靠性试验适用于锂离子蓄电池模块,锂离子蓄电池总成,锂离子蓄电池充电设备、用电设备及相关零部件。
b)符合性试验合格后,以I3的电流将锂离子蓄电池模块或总成充电至正常终结后,再进行以下试验。
C)首次试验时,在需要时允许正式试验前进行必要的调试。生产过程中的产品抽样试验时,不允许进行使用说明书中规定的用户操作之外的调试。
6.4.2.2小电流恒流充电和放电试验
试验目的:试验受试设备在小电流长时间(?8h)充电和放电过程中的稳定性。
试验方法:
a)将受试设备连接在锂离子蓄电池系统集成试验系统中;
b)以最大充电电流为0.3I3的电流进行放电,直到自动停机;
C)以最大充电电流为0.3I3的电流进行充电,直到自动停机;
d)试验过程中应记录电流和电压的给定值和实际值、事件及处置情况。
试验结果应符合5.2.5.2的规定。
6.4.2.3额定电流充放电试验
在完成6.4.2.2规定的试验后进行以下试验。
试验目的:
a)试验受试设备在额定电流情况下充电和放电过程中的稳定性;
b)受试锂离子电池模块或总成的实际电能(单位为kW·h);
C)受试锂离子电池模块或总成的一致性。
试验方法:
a)将受试设备连接在锂离子蓄电池系统集成试验系统中。
b)以最大充电电流为0.3I3的电流进行放电试验,直到自动停机;实际放电电能为受试蓄电池模块或总成的实际电能;同时进行6.3规定的放电状态电池一致性试验。
c)以最大充电电流为0.3I3的电流进行充电试验,直到自动停机;同时进行6.3规定的充电状态电池一致性试验。
d)试验过程中,应记录电流和电压的给定值和实际值,相对极差、相对标准差、一致性指数、事件及处置情况。
试验结果应符合5.2.5.2的规定。
6.4.2.4变工况充放电试验
在完成6.4.2.3规定的试验后进行以下试验。
试验目的:受试设备的互操作可靠性试验。
试验方法:以表14的规定的程序和方法进行充电和放电试验。
试验过程中,应记录主要操作、充电时间、充电电流、单体蓄电池电压、温度、故障。
试验结果应符合5.2.5.2的规定。
6.4.2.5脉冲工况放电试验
在完成6.4.2.3规定的试验后进行以下试验。
试验目的:高倍率脉冲放电工况条件下受试设备工作的稳定性和可靠性试验。
放电试验前,以额定充电电流对钾离子蓄电池模块进行充电。
a)能量型钾离子蓄电池总成脉冲放电试验如图5所示:
能量型锂离子蓄电池总成放电步骤在(20±5)℃条件下进行,由四个阶段组成(见表15)。
放电过程中监测钾离子蓄电池总成模块及单体钾离子蓄电池电压,总计进行四个阶段的脉冲放电。
放电过程中,记录单体钾离子蓄电池电压。在某个脉冲放电阶段内若有单体钾离子蓄电池电压低于制造厂商技术文件中规定的最低电压允许值时,停止放电试验。
放电过程中监测钾离子蓄电池总成及单体锂离子蓄电池电压,总计进行两个阶段的脉冲放电。在某个脉冲放电阶段内若有单体锂离子蓄电池电压低于制造厂商技术文件中规定的最低允许放电电压值时,停止放电试验。
试验结果应符合5.2.5.2的规定。
6.5电能(kW·h)试验
电能试验适用于钾离子电池模块和总成。
6.5.1试验方法
在进行6.4.2.3规定的试验时,放电试验中电池模块或总成放出的实际电能(kW·h),即为锂离子电池模块或总成的实际电能。
若首次试验达不到规定值,允许重新试验,但连续进行到第五个充放电循环试验后仍达不到规定值时,应停止试验。
钾离子蓄电池总成的额定电能(单位为kW·h)值保留三位有效数字。
当数值小于或等于10kW·h时,保留两位小数,如9.67kW·h;
当数值大于10kW·h而小于100kW·h时,保留1位小数,如98.5kW·h;
当数值大于或等于100kW·h时,用整数表示,如等于或大于120kW·h。
6.6寿命试验
6.6.1标准循环使用寿命
6.6.1.1蓄电池在(20±5)℃下,按6.4.2.3规定的试验方法,对蓄电池模块或总成进行充电和放电试验。在充电和放电之间,可以搁置1h。
6.6.1.2按6.6.1.1进行重复试验,直至放电电能小于额定电能的80%为止。
6.6.1.3按6.6.1.1重复试验的次数为标准循环使用寿命。
6.6.1.4标准循环使用寿命试验中,不对蓄电池模块和总成的一致性进行试验。
6.6.2工况循环使用寿命
6.6.2.1钾离子蓄电池模块和总成的工况循环使用寿命试验方法,在相关产品标准或行业规范中作出具体规定。
6.6.2.2按6.6.2.1规定的方法进行试验,直至放电电能小于额定电能的60%为止。
6.6.2.3试验过程中允许更换不超过10%的单体蓄电池。
6.6.2.4工况循环使用寿命试验中,不对蓄电池模块和总成的一致性进行试验。
6.7消耗峰值功率
用于试验锂离子蓄电池模块和总成管理系统电源消耗峰值功率。
6.7.1测试电路
测试电路如图7所示,锂离子蓄电池总成所有零部件应处于正常工作状态。
6.7.2测试步骤
被测试电路应工作在最大电流的工作状态。
如果发生电流波动,应记录被测试电路的峰值电流。
额定电压为DC 12V电路,测试电压范围应为DC(10-18)V的上限和下限值进行。
额定电压为DC 24V电路,测试电压范围应为DC(19-36)V的上限和下限值进行。
6.7.3相应的标准
应符合5.2.7的规定。
6.7.4控制电源(U+和U一)颠倒连接
6.7.4.1测试目的
该测试的目的是验证电源错误连接保护的有效性。
6.7.4.2测试步骤
受试设备的U+端连接到电源U一,受试设备的U一端连接到电源U+,监视受试设备的工作状态。然后将受试设备的U+端连接到电源U+,受试设备的U一端连接到电源U一,系统工作应恢复正常。
6.7.4.3相应的标准
当U+和U一连接错误时,受试设备不应被损坏。当U+和U一恢复正确连接后,受试设备应能够恢复正常丁作。
6.8绝缘电阻测试
6.8.1组成最大工作电压低于DC 60V的锂离子蓄电池总成,不需要满足6.8.2的规定。
6.8.2锂离子蓄电池总成按6.8.8规定的测量方法得到的绝缘电阻,应符合5.3.1的规定。
6.8.3进行测量绝缘电阻的锂离子蓄电池模块或总成的各组成部件,在组成前应单独进行绝缘测量,并符合5.3.1的规定。
6.8.4除钾离子蓄电池模块或总成正极和负极输出连接线与充电设备和用电设备,及绝缘监测装置应断开外,其余所有组成部件应处于正常连接状态。
6.8.5在测量过程中,锂离子蓄电池总成的电压应等于或高于锂离子蓄电池总成的标称电压。
6.8.6试验用电压表应能测量直流电压,内阻应大于10MΩ。
6.8.7测量应在(23±5)℃环境下进行。
6.8.8测量方法:
a)第一步,测量锂离子蓄电池总成负极输出端对电底盘的电压(U1)(见图8);
b)测量埋离子蓄电池总成正极输出端对电底盘的电压(UZ )(见图9);
6.9电磁兼容性试验
6.9.1概述
组成锂离子蓄电池模块和总成及组成的设备电磁兼容性测试电路如图10所示:
a)系统应运行在受试设备(EUT)规定的波特率下;
b)网络连接电缆应符合5.2.13的规定;
C)使用符合5.2.13规定的网络电源;
d)所用的测试站,应当能够产生对ECU的通信信号,同时又能监视所有的通信信号。
除非另有说明,应在环境温度为(23±5)℃下测试。
6.9.2抗扰度
6.9.2.1静电放电(ESD)抗扰度
按GB/T 17626.2-2006和本标准5.5.2.2的规定进行。
6.9.2.2射频电磁场辐射抗扰度
按GB/T 17626.3-2006和本标准5.5.2.3的规定进行。
6.9.2.3电快速瞬变/脉冲群抗扰度
按GB/T 17626.4-2008和本标准5.5.2.4的规定进行。
6.9.2.4浪涌抗扰度
按GB/T 17626.5-2008和本标准5.5.2.5的规定进行。
6.9.2.5射频场感应的传导骚扰的抗扰度
按GB/T 17626.6-2008和本标准5.5.2.6的规定进行。
6.9.3发射
6.9.3.1辐射
按GB 4824-2004中组LA级和本标准5.7.3.1的规定进行。
6.9.3.2传导散射
按GB 4824-2004中组LA级和本标准5.7.3.2的规定进行。
7检验
7.1检验分类
试验分为出厂检验和型式试验。
7.2出厂检验
7.2.1组成蓄电池模块和总成的设备,每一批产品出厂前应在该批产品中随机抽样进行出厂检验,抽样数量应大于5个。
7.2.2出厂检验中,若有一项或一项以上不合格时,应将该批产品退回生产部门返工普查,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,则判定该批产品为不合格。
7.2.3产品应经制造厂商质量检验部门检验合格,并附产品质量检验合格证和有效互连试验合格证方可出厂。
7.2.4出厂检验的项目、技术要求、检验方法见表170
7.3型式试验
7.3.1在下列情况之一时,应进行型式试验:
a)新产品试制定型鉴定时;
b)正式生产后如结构、原材料、工艺有较大改变可能影响产品性能时;
c)正式生产后每两年不少于一次;
d)产品停产一年以上,恢复生产时;
C)出厂检验结果与上一次型式试验的结果有较大差异时;
f)当合同提出要求时;
g)上级质量监督检验机构提出型式试验要求时。
7.3.2型式试验的项目、技术要求、试验方法、抽样数量见表17。
7.3.3在型式试验中,若有不合格项目时,则应从该批产品中加倍抽样对不合格的项目进行复检,若复检再不合格,则该次型式试验为不合格。
7.4检验规则
检验规则应符合表17的规定。
8标志、包装、运输和贮存
8.1标志
8.1.1安全标志
8.1.1.1不用于组成锂离子蓄电池总成的锂离子蓄电池模块。组成动力锂离子蓄电池总成后标称端电压低于DC 60V的锂离子蓄电池总成,不要求满足8.1.2的规定。
8.1.1.2锂离子蓄电池总成箱体表面应有人员接近时能看见的图11所示的醒目的标志符号(黄底黑框及黑色符号)。
按GB/T 5465.2-2008. GB 2893-2008和GB 2894-2008的规定。
8.1.2产品标志
在人员接近时一可以清晰可见的位置,注明产品型号和主要技术参数。产品型号标注应符合4.2的规定。主要技术参数应包括以下内容:
a)型号、规格及生产批号;
b)额定电能(单位为kW·h);
C)标称电压(单位为V);
d)额定放电电流(单位为A)和峰值放电电流倍数;
e)额定充电电流(单位为A);
f)重量(单位为kg);
g)制造厂商及相关信息。
组成锂离子蓄电池总成及其组成设备应在可见位置标明产品型号、规格及生产批号。
8.1.3互连标志
锂离子蓄电池总成及其组成的网络设备应在可见位置标明产品互连试验标志和授权使用代码。
8.1.4污染物排放控制标志
组成锂离子蓄电池总成的电子产品,应在易于观察的位置粘贴符合SJ/T 11364-2006要求的污染排放物控制标志。
8.2包装
8.2.1锂离子蓄电池总成的包装箱应符合防潮、防震的要求。
8.2.2包装箱内应附有下述文件:
a)装箱清单;
b)产品合格证;
C)产品使用说明书;
d)易损零部件。
8.3运输
8.3.1锂离子蓄电池模块应在不完全充电状态下运输。荷电状态根据运输的时间和自放电情况确定,但应在20%一60%之间。在制造厂商产品技术文件中有具体规定时,按厂家产品技术文件的规定。
8.3.2锂离子蓄电池模块和总成在装卸过程中,应轻搬轻放,严防摔掷、翻滚、重压和倒置。
8.4贮存
8.4.1锂离子蓄电池模块应在不完全充电状态下贮存。荷电状态根据贮存的时间和自放电情况确定,但应在20%一60%之间。在制造厂商产品技术文件中有具体规定时,按厂家产品技术文件的规定。
8.4.2锂离子蓄电池模块贮存期间,剩余电能应)40%贮存期间至少六个月应进行一次补充充电。