电动汽车动力电池系统国标
GB/T 31484、GB/T 31485、GB/T 31486 是由 QC/T 743 标准演化而来,将 QC/T 743 标准的相关内容重新划分,并在此基础上进行升级,制订了更符合电 动汽车实际使用情况的三份独立的标准规范。
首先是标准不再局限于锂离子电池这一类型的动力电池,而是包括所有的动 力电池类型。其次,针对模组的定义进行修改,不再强调 5 个或以上的电池单体 进行串联,而是根据实际产品中的串并联组合形式。第三,增加了动力电池包和 动力电池系统的定义,将部分测试覆盖到系统这一层级,显然更具有实际参考价 值。第四,默认的充放电倍率由 C/3(I3)提高到 1C(I1),要求更严格。
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(能量型) 判定标准:计算容量不低于额定值的
90%
常温下以 C/3 充满电,以 4C 放电至截
常温倍率放电容量 止电压,计算放电容量
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/
(功率型) 判定标准:计算容量不低于额定值的
80%
常温下以 C/3 充满电后存储 28 天,以 3/C 放电至截止电压,计算放电容量/ 额定容量的比值,即为荷电保持能力
一、构建标准体系
电动汽车早期的发展过程中,GB 或 GB/T 国家标准的缺失在一定程度上造 成了行业的良莠不齐和鱼龙混杂。仅依靠汽车行业的 QC/T 推荐标准作为一种参 考,并不具有权威性和广泛性,整车企业和电池企业要么茫无头绪,要么各行其 是、各执一词,缺乏一个统一的衡量标准。
随着 2015 年新版 GB/T 国家推荐标准的陆续发布,我国电动汽车产业围绕 动力电池系统已基本上构建了完整的标准体系,形成了行业的准入门槛,有利于 行业的规范发展和优胜劣汰。
电动汽车动力电池系统国标
国标针对动力电池系统,建立了常规性能和功能要求——容量、能量、功率、 效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、 高低温性能等,建立了安全防护要求——操作安全、故障防护、人员触电防护、 滥用防护、环境适应性、事故防护、用户手册和特殊说明等,范围覆盖了电芯、 模组、动力电池包、动力电池系统这 4 个层级,产品类型包括混合动力、插电式 /增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车,已基本上了构成了一个完整的体系。
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法
7 GB/T 18384.1—2015 电动汽车 安全要求 第 GB/T 18384.1—2001
部分:车载储能装置
8 GB/T 18384.2—2015 电动汽车 安全要求 第 GB/T 18384.2—2001 电动汽车 安全要求 第 2
9 常温荷电保持与容 以 3/C 充满电,再以 3/C 放电至截止电
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量恢复能力 压,计算放电容量/额定容量的值,即
为容量恢复能力
判定标准:荷电保持能力不低于 80%, 容量恢复能力不低于 90%
常温下以 C/3 充满电,在 55℃温度下 存储 7 天,恢复至常温下保持 5 小时, 以 3/C 放电至截止电压,计算放电容量 /额定容量的比值,为荷电保持能力
电能和化学能的非正常释放所造成的危险,相关内容详见《动力电池系统安全分
析和防护设计》一文。新版国标则完整的围绕电能和化学能的防护做了严格的规
定,并明确了测试规范,形成了较为完整的体系,从这方面来讲,产品安全设计
与国标的检验要求,殊途同归。
标准 GB/T 31485 GB/T 31467 GB/T 18384 GB/T 18387
标准循环寿命(1C 充放 单体、模组
电循环)
(1)500 次循环后放电容量大于初始容量的 90%
5 混合动力乘用车功率型
电池工况循环寿命
模组、系统
6 混合动力商用车功率型
电池工况循环寿命
模组、系统
7 纯电动乘用车能量型电 模组、系统
池工况循环寿命
8 纯电动商用车能量型电 模组、系统
池工况循环寿命
9 插电式/增程式电动汽车
序号 检验项目
1 室温放电容量(Ah)
2 室温放电能量(Wh) 3 室温功率 4
适用范围
单体、模组、系统
单体、模组、系统 单体、模组、系统
判定条件 单体:实测容量在额定容量的 100%~110%之间, 单体容量差异不超过 5%(一致性要求)
模组或系统:实测容量在额定容量的 100%~110% 之间,样品容量差异不超过 7%(一致性要求) 要求同上 未明确规定(应满足产品规格书要求) 以下条件满足 1 个就算合格:
防护目标 化学能 化学能 电能 电磁能
层级 单体/模组
系统 系统 整车(涵盖电池系统)
本文将系统的论述各项标准所规定的内容,对比新标准与旧标准的差异等, 希望能够为动力电池企业或整车企业的同仁,在标准的理解和运用方面提供一些 帮助。
二、GB/T 31484、GB/T 31485、GB/T 31486 解读
旧标准
1 GB/T 31484-2015 电动汽车用动力蓄电池循环 QC/T 743-2006 电动车用锂离子蓄电池
寿命要求及试验方法
2 GB/T 31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全 QC/T 743-2006 电动车用锂离子蓄电池
要求及试验方法
3 GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性 QC/T 743-2006 电动车用锂离子蓄电池
基本要求 电池类型 样品级别 模组定义 默认充放电倍率 每项测试样品数量
QCT 743-2006 锂离子电池 单体,模组
5 个或以上的单体串联 3/C
单体 2 个,模组 1 个 20℃±5℃
GB/T 31484、GB/T 31485、GB/T 31486 未明确指定,包含各种类型动力电池 单体、模组、系统 1 个以上的单体串联、并联、串并联 1C 单体 2 个,模组或系统 1 个 25℃±5℃
商用车参照上述第 8 条
相比于 QC/T 743-2006,GB/T 31484-2015 在标准循环寿命和工况循环寿命 的测试要求方面都更为严格,相关对比总结如下:
检验项目 标准循环寿命
QCT 743-2006
GB/T 31484-2015
测试方法:3/C 充电,C/2 放电,放 测试方法:1C 充电,1C 放电,放电深度为 100%
2 部分:操作安全和故障防护
部分:功能安全和故障防护
9 GB/T 18384.3—2015 电动汽车 安全要求 第 GB/T 18384.3—2001 电动汽车 安全要求 第 3
3 部分:人员触电防护
部分:人员触电防护
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QC/T 897-2011 电动汽车用电池管理系统技术
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条件
在本人的另外一篇文章中,曾论述过动力电池系统的安全防护主要在于如何防止
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-20℃放电容量 计算放电容量
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判定标准:计算容量不低于额定值的 70%
常温下以 C/3 充满电,在 55℃温度下
存储 5 小时,以 3/C 放电至截止电压,
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55℃放电容量 计算放电容量
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判定标准:计算容量不低于额定值的 95%
常温下以 C/3 充满电,以 1.5C 放电至
常温倍率放电容量 截止电压,计算放电容量
2. GB/T 31485-2015 解读
GB/T 31485-2015 主要考核动力电池单体和模组的安全指标,围绕化学能的 防护,给出了一系列滥用情况以及极端情况下的安全要求和检验规范。
相比于 QC/T 743-2006,GB/T 31485-2015 增加了单体海水浸泡、单体温度 循环、单体低气压、模组跌落、模组海水浸泡、模组温度循环、模组低气压等 7 项新的检验要求。针对大部分检验项目,GB/T 31485-2015 均做了提高或强化, 并要求测试结束后,必须观察 1 小时,才能确定检验是否合格,而 QC/T743 标 准并无此要求。相关测试项目的对比如下:
尺寸和质量
用量具检测电池的尺寸和质量,应符合 用量具检测电池的尺寸和质量,应符合
企业提供的产品技术条件
企业提供的产品技术条件
检测方法:C/3 充电至截止电压,C/3 1C 充电至截止电压,1C 放电至截止电
放电至截止电压,计算放电容量
压,计算放电容量
如果计算值低于规定值,可重复 5 次 重复 5 次测试,取平均值数据
序号 1 2 3
单体检测项目 QCT 743-2006
GB/T 31484-2015
外观
目测检查,不得有变形及裂纹,表面平 目测检查,不得有变形及裂纹,表面干 整,干燥,无外伤,无污染,标志清晰 燥无外伤,排列整齐,连接可靠,标志
清晰
极性
用电压表检测电池极性,标示正确 用电压表检测电池极性,标示正确
电深度为 80% DOD
DOD(或企业所规定条件)
判定标准:容量衰减到初始值的 80%时,循环测试>500 次
判定标准:容量衰减到初始值的 80%时,循环测 试>1000 次,或容量衰减到初始值的 90%时,循 环测试>500 次
样品级别:仅适用于单体测试
样品级别:适用于单体、模组、系统
工况循环寿命
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判定标准:计算容量在企业所规定额定 判定标准:(1)计算容量在企业所规 常温放电容量
值的 100%~110%之间
定额定值的 100%~110%之间
(2)所有样品的计算容量极差(最大 和最小容量差)不得超过 5%(一致性 要求)
常温下以 C/3 充满电,在-20℃温度下 存储 20 小时,以 3/C 放电至截止电压,
能要求及试验方法
4 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
5 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
6 GB/T 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄