T/CI 391-2024 重型商用车车载低压锂离子电池起动电源系统
T/CI 391-2024 Heavy-duty commercial vehicle onboard low-voltage lithium-ion battery starter power system
基本信息
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-
2024年06月
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研制信息
- 起草单位:
- 骆驼集团襄阳蓄电池有限公司、中航锂电(洛阳)有限公司、郑州深澜动力科技有限公司、北京福田戴姆勒汽车有限公司、山东威能环保电源科技股份有限公司、三一专用汽车有限责任公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、安徽理士新能源发展有限公司、中通客车股份有限公司、武汉公合隆电力工程有限公司
- 起草人:
- 孙光忠、曹勇、张红涛、孟全国、张君楠、陈邵阳、杨浚蓬、江吉兵、董捷、张景涛、王晗文辰、娄勇刚、杨大鹏、王国强、马永孝、李成杰、鲍欢欢、惠跃、杨龙云、王晗文希、刘盼盼、王栋梁
- 出版信息:
- 页数:35页 | 字数:- | 开本: -
内容描述
ICS43.060.50
CCST47
团体标准
T/CI391—2024
重型商用车车载低压锂离子电池起动电
源系统
Requirementsandtestmethodsforstartingpowersystemsoflow-
voltagelithium-ionbatteriesforheavycommercialvehicles
2024 -6-24发布2024-6-24实施
中国国际科技促进会发布
I
目次
前言...............................................................................IV
引言.................................................................................VI
1范围..............................................................................1
2规范性引用文件....................................................................1
3术语和定义........................................................................1
4符号..............................................................................3
5技术要求..........................................................................3
6通用测试条件......................................................................5
6.1一般条件........................................................................5
6.2测试仪器准确度要求..............................................................6
6.3数据记录与记录间隔..............................................................6
7通用测试..........................................................................6
7.1预处理循环......................................................................6
7.2标准循环........................................................................7
7.3调整SOC至试验目标值的方法......................................................7
8基本性能测试......................................................................7
8.1外观检查........................................................................7
8.2极性确认........................................................................7
8.3外形尺寸和质量确认..............................................................7
8.4室温下的容量与能量..............................................................7
8.5低温放电容量(-20℃)...........................................................7
8.6高温放电容量(55℃)............................................................7
8.7低温充电能力(-18℃)...........................................................8
8.8室温起动能力....................................................................8
8.9低温起动能力(-18℃)...........................................................8
8.10低温起动能力(-29℃)..........................................................8
8.11室温荷电保持与容量恢复能力.....................................................8
8.12高温荷电保持与容量恢复能力.....................................................9
8.13储存...........................................................................9
8.14室温循环寿命...................................................................9
8.15振动...........................................................................9
8.16机械冲击......................................................................10
8.17湿热循环......................................................................10
8.18温度冲击......................................................................10
8.19盐雾..........................................................................10
8.20高海拔........................................................................10
8.21全国团体标准信息平台过温保护......................................................................10
8.22过流保护......................................................................10
8.23过充电保护....................................................................10
8.24过放电保护....................................................................10
8.25外部短路保护..................................................................11
II
8.26浸水..........................................................................11
8.27外部火烧......................................................................11
8.28热扩散........................................................................11
8.29低压传导发射(电压法).......................................................11
8.30低压传导发射(电流法).......................................................12
8.31电磁辐射发射(RE)............................................................13
8.32瞬态传导发射(CTE)...........................................................15
8.33辐射抗扰度(ALSE)............................................................16
8.34大电流注入传导抗扰度测试(BCI)...............................................17
8.35瞬态传导抗扰度(TSOP-test)...................................................18
8.36瞬态耦合抗扰度(TOL-test)....................................................19
8.37静电放电抗扰度................................................................21
9检验规则.........................................................................24
9.1检验项目、要求.................................................................24
9.2抽样规则.......................................................................25
9.3判定规则.......................................................................25
10标志、包装、运输、贮存..........................................................25
10.1标志..........................................................................25
10.2包装..........................................................................26
10.3运输..........................................................................26
10.4储存..........................................................................26
附录A(资料性附录)锂电池系统典型结构................................................27
附录B(规范性附录)锂电池系统绝缘电阻测试方法........................................28
附录C(规范性附录)锂电池系统起动电流、规格及外形尺................................30
III
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
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专利的责任。
本文件由骆驼集团襄阳蓄电池有限公司提出。
本文件由中国国际科技促进会归口。
本文件起草单位:骆驼集团襄阳蓄电池有限公司、中航锂电(洛阳)有限公司、郑州深澜动力科技
有限公司、北京福田戴姆勒汽车有限公司、山东威能环保电源科技股份有限公司、三一专用汽车有限责
任公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、安徽理士新能源发展有限公
司、中通客车股份有限公司、武汉公合隆电力工程有限公司。
本文件主要起草人:孙光忠、曹勇、张红涛、孟全国、张君楠、陈邵阳、杨浚蓬、江吉兵、董捷、
张景涛、王晗文辰、娄勇刚、杨大鹏、王国强、马永孝、李成杰、鲍欢欢、惠跃、杨龙云、王晗文希、
刘盼盼、王栋梁。
IV
引言
本引言旨在介绍本标准的要求所依据的原则,理解这些原则对重型商用车车载低压锂离子电池起
动电源系统的设计和应用是很有必要的。
随着技术和工艺的进一步发展将会要求修订本标准。
在本标准范围内对重型商用车车载低压锂离子电池起动电源系统导致的危险是指:
泄漏,可能导致电池系统高压、绝缘失效间接造成人员电击、电池系统起火等危险;
起火,直接烧伤人体;
爆炸,直接危害人体,包括高温烧伤、冲击波伤害和爆炸碎片伤害等;
电击,由于电流流过人体而引起的伤害。
重型商用车车载低压锂离子电池起动电源系统的安全性与其材料选择、设计及使用条件有关。其中
使用条件包含了正常使用条件、可预见的误用条件和可预见的故障条件,还包括影响其安全的环境条件
诸如温度、海拔等因素。
V
重型商用车车载低压锂离子电池起动电源系统
1范围
本文件规定了重型商用车车载低压锂离子电池起动电源系统(以下简称锂电池系统)的技术要求、
测试条件、测试规范、检验规则和标志、包装、运输、存储内容。
本文件适用于系统电压为不高于24V的商用车辆,车载低压锂离子电池起动电源系统。
注:此类锂电池系统主要功能满足内燃机和纯电动、混动车辆发动机起动,同时兼顾一定的负载供电。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T2900.41电工术语原电池和蓄电池
GB18655用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法
GB/T19596电动汽车术语
GB/T21437.2道路车辆电气/电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法第2部分:沿电源线
的电瞬态传导发射和抗扰性
GB/T21437.3道路车辆电气/电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法第3部分:对耦合
到非电源线电瞬态的抗扰性
GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求
GB/T38661电动汽车用电池管理系统技术条件
BSEN60342—1—2015铅酸起动蓄电池第1部分:一般要求和试验方法
3术语和定义
GB/T2900.41、GB/T19596中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
额定容量Ratedcapacity
在制造商规定条件下测得的,并由制造商标明的锂电池系统容量值。
3.2
初始容量 Initialcapacity
新出厂的锂电池系统,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)。
3.3
1
荷电状态Stateofcharge;SOC
当前可用剩余容量占当前完全充电后放电容量的百分比。
3.4
容量恢复能力Capacityrecoveryability
完全充电的锂电池系统,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。
3.5
爆炸Explosion
锂电池系统外壳猛烈破裂,伴随激烈响声,且有主要成分(固态物质)抛射出来。
3.6
起火Fire
锂电池系统任何部位发生持续燃烧(持续时间长于1s)。火花及拉弧不属燃烧。
3.7
泄漏Leakage
锂电池系统内部液体泄漏到壳体外部。
3.8
锂电池系统lithiumionbattery
指不仅包含电芯本身,还包括用于监控和保护锂电池的电池管理系统以及辅助组件的整体装置。
3.9
容量保持率Capacityretentionratio
完全充电的锂电池系统,在一定温度下储存一定时间后完全放电,其放电容量与初始容量之比。
3.10
寿命初期Beginningoflife;BOL
指新鲜电池(生产下线后贮存时间不大于30天的锂电池系统)。
3.11
寿命终止Endoflife;EOL
循环次数达到寿命值且不能正常低温起动或SOH降至65%。
注:指老化电池,EOL条件的定义一般由制造商与车厂进行技术约定。
3.12
电池健康状态stateofhealth;SOH
SOH分为两种:循环寿命和日历寿命。
循环寿命:在指定的充放电终止条件下,以特定的充放电制度进行充放电,锂电池系统在不能满足
寿命终止标准前所能进行的循环数。
2
日历寿命:锂电池系统在不能满足寿命终止标准前能够接受指定操作的时间。
3.13
工作模式Workingmode
模式1:关机模式,电气连接为无负载状态。
模式2:上电模式,CAN正常开启,数据采样正常,继电器闭合,带20Ω负载放电。
4符号
以下符号适用于本文件
C1:1小时率额定容量(Ah)
I1:1小时率放电电流,其数值等于C1(A)
Cn1:1小时率实际放电容量(Ah)
In1:1小时率实际放电电流,其数值等于Cn1(A)
nC:电流倍率,等于1h放电容量的n倍[单位为安(A)]
RT:室温
ICC:-18℃低温起动电流,数值见附录A,单位为安培(A)
ICC.L:-29℃低温起动电流,数值为0.6ICC,单位为安培(A)
5技术要求
5.1外观
外观表面干燥、无外伤、标志清晰,不得有变形及裂纹,且箱体结合处排列整齐、连接可靠,应符
合表1的规定。
表1外观检查项目
标号描述
1箱体外观无变形、渗漏、污垢
2表面涂层无剥落、剥落、开裂、气泡等缺陷
3无明显色差
4无明显机械划痕
5连接、配合处无明显松动
6盒子标签内容清晰准确
7锂电池系统的正负极端子应标记清楚,便于连接
8通信端口插座未变形或损坏
5.2极性
端子极性应与标识正确对应。
5.3外形尺寸及质量
外形尺寸、质量应符合制造商提供的产品技术条件。
5.4室温下的容量与能量
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%(极差是所有样本的最大值和最小值之差)。
5.5低温放电容量(-20℃)
3
低温放电容量应不低于初始容量的70%。
5.6高温放电容量(55℃)
高温放电容量应不低于初始容量的90%。
5.7低温充电能力(-18℃)
低温放电容量应不低于初始容量的70%。
5.8室温起动能力
在25℃下条件下,放电过程中最低电压≥14.4V。
5.9低温起动能力(-18℃)
在-18℃下条件下,放电过程中最低电压≥14.4V。
5.10低温起动能力(-29℃)
在-29℃下条件下,放电过程中最低电压≥14.4V。
5.11室温荷电保持与容量恢复能力
室温容量保持率应不低于初始容量的85%,容量恢复率应不低于初始容量的90%。
5.12高温荷电保持与容量恢复能力
高温容量保持率应不低于初始容量的85%,容量恢复率应不低于初始容量的90%。
5.1345℃储存
容量恢复率应不低于初始容量的90%。
5.14室温循环寿命
室温循环1000次容量保持率≥90%;循环2000次容量保持率≥80%,且满足-18℃低温起动能力要求。
5.15振动
锂电池系统按8.15进行振动试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象,无故障信息,且锂电
池系统所有参数无异常。试验后的绝缘电阻应不小于100Ω/V。
5.16机械冲击
锂电池系统按8.16进行机械冲击试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电
阻应不小于100Ω/V。
5.17湿热循环
锂电池系统按8.17进行湿热循环试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后30min之
内的绝缘电阻应不小于100Ω/V。
5.18温度冲击
锂电池系统按8.18进行温度冲击试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电
阻应不小于100Ω/V。
5.19盐雾
锂电池系统按8.19进行盐雾试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应
不小于100Ω/V。
5.20高海拔
锂电池系统按8.20进行高海拔试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象,且不触发异常终止
条件。试验后的绝缘电阻应不小于100Ω/V。
5.21过温保护
锂电池系统按8.21进行过温保护试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象,且不触发异常终
止条件。试验后的绝缘电阻应不小于100Ω/V。
5.22过流保护
锂电池系统按 8.22进行过流保护试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象,且不触发异常终
止条件。试验后的绝缘电阻应不小于100Ω/V。
5.23过充电保护
4
锂电池系统按8.23进行过充电保护试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象,且不触发异常
终止条件。试验后的绝缘电阻应不小于100Ω/V。
5.24过放电保护
锂电池系统按8.24进行过放电保护试验后,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘
电阻应不小于100Ω/V。
5.25外部短路保护
锂电池系统按8.25进行外部短路保护试验,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘
电阻应不小于100Ω/V。
5.26浸水
锂电池系统按8.26进行浸水试验要求如下:
a)按方式一进行,应不起火、不爆炸;
b)按方式二进行,试验后需满足IPX7要求,应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘
电阻应不小于100Ω/V。
5.27外部火烧
锂电池系统按8.27进行火烧试验,火烧后应无爆炸现象。
5.28热扩散
锂电池系统按8.28进行热扩散试验,锂电池系统在由于单体电池热失控引起热扩散、进而导致乘员
舱发生危险之前5min,应提供一个热事件报警信号。
5.29低压传导发射(电压法)
锂电池系统按8.29进行试验,如整车厂和制造商无特殊规定,试验结果功能状态要求应符合GB/T
38661中5.10.3的规定。
5.30低压传导发射(电流法)
锂电池系统按8.30进行试验,如整车厂和制造商无特殊规定,干扰注入后,样品能正常工作,被监
控的参数值不得因干扰而超出预期值范围。
5.31电磁辐射发射(RE)
锂电池系统按8.31进行试验,整车厂和制造商无特殊规定,试验结果功能状态要求见按GB/T18655-
20186.5章节。
5.32瞬态传导发射(CTE)
锂电池系统按8.32进行试验,具体限制由汽车制造商和设备供应商确定的值,整车厂和制造商无特
殊规定详见表15。
5.33辐射抗扰度(ALSE)
锂电池系统按8.33进行试验,如整车厂和制造商无特殊规定,试验结果功能状态要求应符合GB/T
38661中5.10.6的规定。
5.34大电流注入传导抗扰度(BCI)
锂电池系统按8.34进行试验,整车厂和制造商无特殊规定,试验结果功能状态要求应符合
GB/T33014.4的规定。
5.35瞬态传导抗扰度(TSOP-test)
锂电池系统按8.35进行试验,整车厂和制造商无特殊规定,试验结果功能状态要求应符合GB/T
21437.2规定的试验严酷等级为III。
5.36瞬态耦合抗扰度(TOL-test)
锂电池系统按 8.36进行试验,整车厂和制造商无特殊规定,试验结果功能状态要求应符合GB/T
21437.3的规定。
5.37静电放电抗扰度
锂电池系统按8.37进行试验,如整车厂和制造商无特殊规定,试验结果功能状态要求应符合GB/T
386615.10.7的要求。
5
6通用测试条件
6.1一般条件
6.1.1除另有规定外,试验应在相对湿度为10%~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测试目标环境温度改变时,在进行测试前试验对象应完成环境适应过程:如果在1h内没有主动
冷却且电池单体温度与目标温度之间的差值不超过2℃,则完成环境适应。
6.1.3除有特殊规定,试验对象均以制造商规定的完全充电状态进行测试。
6.2测试仪器准确度要求
6.2.1测量仪器、仪表应满足以下要求:
——电压测量装置:±0.5%FS;
——电流测量装置:±0.1%FS;
——温度测量装置:±1℃;
——尺寸测量装置:±0.1%FS;
——质量测量装置:±0.1%FS;
——时间测量装置:±0.1%s。
6.2.2测试过程,对充放电装置、温箱等控制仪器的精度应符合以下要求:
——电压:±1%;
——电流:±1%;
——温度:±2℃;
——湿度:±3%;
——距离:±10%;
——长度:±10%;
——功率:±1%;
——场强:±3dB。
6.3数据记录与记录间隔要求如下,测试另有说明的除外:
a)电压
——持续:1Hz(1s)
——脉冲:
<1s:1kHz(1ms)
>1s,<10s:100Hz(10ms)
>10s:50Hz(20ms)
b)电流
——持续:1Hz(1s)
——脉冲:
<1s:1kHz(1ms)
>1s,<10s:100Hz(10ms)
>10s:50Hz(20ms)
c)温度:0.2Hz(5s)
7通用测试
7.1预处理循环
7.1.1正式测试开始前,锂电池系统需要先进行预处理循环,以确保测试时锂电池系统的性能处于激
活和稳定的状态。预处理循环在室温下进行,其步骤如下:
6
a)以1C恒流充电至制造商规定的充电截止条件;
b)静置30min;
c)使用1C恒流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。
7.1.2如果锂电池系统连续两次的放电容量变化不高于额定容量的3%,则认为完成了预处理,预处
理循环可以中止。
7.2标准循环
7.2.1标准循环按照指定的测试步骤进行,以确保锂电池系统在测试时处于相同的状态。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:以1C恒流放电至制造商规定的放电截止条件,静置30min;
b)标准充电:以1C恒流充电至制造商规定的充电截止电压再转恒压充电至电流降至0.05C截止,
静置30min。
7.2.2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。
7.2.3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。
7.3调整SOC至试验目标值的方法
7.3.1室温下以7.2.1的方法进行4次室温标准循环,取最后3次标准放电容量的均值为蓄电池室温
放电容量Cn1。
7.3.2测定锂电池系统当前室温放电容量Cn1后,将室温下标准充电的电池以1C恒流放电,以放电容
量达到(100-N)%Cn1截止即为调整电池至N%SOC。每次SOC调整后,新的测试开始前测试样品需要静置
30min。
8基本性能测试
8.1外观检查
在良好的光线条件下,用目测法检测锂电池系统的外观。
8.2极性检验
用电压表检测锂电池系统极性。
8.3外形尺寸和质量检验
用量具和衡器测量锂电池系统的外形尺寸及质量。
8.4室温下的容量与能量检验
a)样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
b)锂电池系统按7.2.1方法充电;
c)使用1C恒流放电至制造商规定的放电截止条件;
d)静置30min;
e)计量步骤c)的放电容量(以Ah计)。
8.5低温放电容量(-20℃)检验
a)样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
b)锂电池系统按7.2.1方法充电;
c)锂电池系统在-20±2℃环境下搁置24h,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
d) 锂电池系统在-20±2℃下,以1I1(A)恒流放电至制造商规定的放电截止条件;
e)计量放电容量(以Ah计)。
8.6高温放电容量(55℃)检验
a)样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
7
b)锂电池系统按7.2.1方法充电;
c)锂电池系统在55±2℃环境下搁置5h,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
d)锂电池系统在55±2℃下,以1I1(A)恒流放电至制造商规定的放电截止条件;
e)计量放电容量(以Ah计)。
8.7低温充电能力(-18℃)检验
a)样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
b)锂电池系统按7.2.1方法进行标准循环;
c)按照7.3调整至制造商规定的SOC;
d)锂电池系统在-18±2℃环境下搁置24h,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
e)在-18±2℃温箱环境中,以1C恒流充电至制造商规定的充电截止电压再转恒压充电至电流降
至0.05C截止;
f)锂电池系统在25±2℃环境下搁置12h,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
g)锂电池系统在25±2℃下,以1I1(A)恒流放电至制造商规定的放电截止条件;
h)计量放电容量(以Ah计)。
8.8室温起动能力检验
a)样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
b)锂电池系统按7.2.1方法进行标准循环;
c)按照7.3调整至制造商规定的SOC;
d)静置30min;
e)以ICC电流放电5s;
f)静置2min;
g)重复步骤e)~f)3次。
8.9低温起动能力(-18℃)检验
a)样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
b)锂电池系统按7.2.1方法进行标准循环;
c)按照7.3调整至制造商规定的SOC;
d)锂电池系统在-18±2℃环境下搁置24h,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
e)以ICC电流放电5s;
f)静置2min;
g)重复步骤e)~f)3次。
8.10低温起动能力(-29℃)检验
a)样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
b)锂电池系统按7.2.1方法进行标准循环;
c)按照7.3调整至制造商规定的SOC;
d)锂电池系统在-29±2℃环境下搁置24h,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
e)以ICC.L电流放电5s;
f)静置2min;
g)重复步骤e)~f)3次。
8.11室温荷电保持与容量恢复能力检验
a) 样品在室温下静置30min,或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃;
b)锂电池系统按7.2.1方法充电;
c)锂电池系统在室温下储存28d;
d)室温下,锂电池系统以
定制服务
推荐标准
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