鉅大LARGE | 點擊量:1915次 | 2019年12月17日
工信部印發(fā)電動汽車動力電池系統(tǒng)熱擴散測試規(guī)范
11月12日,工信部發(fā)布關(guān)于實施《電動汽車用動力蓄電池系統(tǒng)熱擴散乘員保護測試規(guī)范(試行)》有關(guān)事項的通知,要求自2019年11月12日起,按本通知要求開展試行工作的車輛生產(chǎn)企業(yè),應(yīng)加強對相關(guān)新能源汽車產(chǎn)品的安全監(jiān)測。申請《公告》新能源汽車產(chǎn)品準(zhǔn)入時,企業(yè)可自愿按《熱擴散測試規(guī)范》增加熱擴散測試項目,提交由第三方檢測機構(gòu)出具的檢測報告。
測試規(guī)范指出電池包或系統(tǒng)在由于單個電池?zé)崾Э匾馃釘U散、進而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險之前5min,應(yīng)提供一個熱事件報警信號。測試規(guī)范還指定試驗對象為整車或電池包或系統(tǒng),并對測試環(huán)境以及刺針實驗中的刺針材料、刺針直徑、刺針?biāo)俣鹊茸隽司唧w定義。
以下為通知原文:
關(guān)于實施《電動汽車用動力蓄電池系統(tǒng)熱擴散乘員保護測試規(guī)范(試行)》有關(guān)事項的通知
各有關(guān)車輛生產(chǎn)企業(yè)及檢測機構(gòu):
為強化電動汽車用動力蓄電池系統(tǒng)安全技術(shù)要求,加強新能源汽車《公告》管理,現(xiàn)將《公告》管理中實施《電動汽車用動力蓄電池系統(tǒng)熱擴散乘員保護測試規(guī)范(試行)》(以下簡稱《熱擴散測試規(guī)范》)有關(guān)事項通知如下:
1、自2019年11月12日起,申請《公告》新能源汽車產(chǎn)品準(zhǔn)入時,企業(yè)可自愿按《熱擴散測試規(guī)范》增加熱擴散測試項目,提交由第三方檢測機構(gòu)出具的檢測報告。對于通過熱擴散測試的動力蓄電池產(chǎn)品,在按GB/T31485—2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》進行單體蓄電池及蓄電池模塊過充電試驗時,其充電截止條件可按照充電終止電壓的1.1倍或115%SOC進行。
2、有關(guān)檢驗檢測機構(gòu)應(yīng)盡快完善熱擴散測試相關(guān)檢測能力,并完成實驗室資質(zhì)認(rèn)定相關(guān)工作。
3、按本通知要求開展試行工作的車輛生產(chǎn)企業(yè),應(yīng)加強對相關(guān)新能源汽車產(chǎn)品的安全監(jiān)測,對其運行情況進行評估、總結(jié),如發(fā)現(xiàn)安全問題或隱患,應(yīng)及時向裝備中心匯報。
附件:電動汽車用動力蓄電池系統(tǒng)熱擴散乘員保護測試規(guī)范(試行)
1.要求
電池包或系統(tǒng)在由于單個電池?zé)崾Э匾馃釘U散、進而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險之前5min,應(yīng)提供一個熱事件報警信號。
2.制造商定義的熱事件報警信號說明
2.1觸發(fā)警告的熱事件參數(shù)(例如溫度、溫升速率、SOC、電壓下降、電流等)和相關(guān)閾值水平(通常明顯區(qū)別于制造商規(guī)定的工作狀態(tài))。
2.2警告信號說明:描述傳感器以及在發(fā)生熱事件時電池包或系統(tǒng)控制說明。
3.說明電池包或系統(tǒng)安全性文件
3.1在單個電池?zé)崾Э匾馃釘U散的情況下,在電池單體、電池包或系統(tǒng)或車輛中應(yīng)具有保護乘員的功能或特性。制造商應(yīng)提供3.2~3.5中說明電池包或系統(tǒng)安全性文件。
3.2風(fēng)險降低分析:使用適當(dāng)?shù)男袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法記錄單個電池?zé)崾Э貙?dǎo)致熱擴散所引起的對車輛乘員的風(fēng)險以及降低風(fēng)險所采用的緩解功能或特征(例如:GB/T34590、ISO26262、GB/T20438、IEC61508中的故障分析或類似的方法)。
3.3相關(guān)物理系統(tǒng)和組件的系統(tǒng)圖。相關(guān)系統(tǒng)和組件是指有助于保護乘員免受由單個電池?zé)崾Э赜|發(fā)的熱擴散所引起的危害影響的系統(tǒng)和組件。
3.4表示相關(guān)系統(tǒng)和組件的功能操作、確認(rèn)所有風(fēng)險緩解功能或特征的圖表。
3.5制造商應(yīng)提供電池包或系統(tǒng)安全性的風(fēng)險緩解功能或特征的驗證程序及結(jié)果文件,包括以下部分:
a)對其操作策略的描述;
b)實現(xiàn)功能的物理系統(tǒng)或組件的標(biāo)識;
c)說明風(fēng)險緩解功能技術(shù)文書:分析或模擬驗證的程序和結(jié)果數(shù)據(jù);
d)說明風(fēng)險緩解功能技術(shù)文書:驗證試驗的程序和結(jié)果數(shù)據(jù)。包括以下部分:
1)試驗時間、地點及產(chǎn)品技術(shù)參數(shù);
2)試驗程序:包括試驗方法、試驗對象、觸發(fā)對象、監(jiān)控點布置方案、熱失控觸發(fā)判定條件以及對試驗對象所做的改動清單等,制造商可自行提供試驗程序,也可參考5所述程序;
3)試驗結(jié)果:包括試驗關(guān)鍵事件(熱失控觸發(fā)開啟、熱失控觸發(fā)停止、熱事件報警信號、外部煙、火、爆炸等)的照片、數(shù)據(jù)和時間等。
4.驗證與資料提供說明
4.1檢測機構(gòu)依據(jù)制造商提供的技術(shù)文書、試驗程序進行結(jié)果驗證,并提供試驗報告。
4.2熱擴散乘員保護分析與驗證報告應(yīng)包含表1所列3項報告,其中第1項和第2項為制造商提供,第3項由檢測機構(gòu)出具。
注:3.5d)與4所述的驗證試驗可為在相同檢測機構(gòu)進行的同一試驗。
表1熱擴散乘員保護分析與驗證報告詳細(xì)內(nèi)容
5.熱擴散乘員保護驗證試驗程序
5.1試驗對象
試驗對象為整車或電池包或系統(tǒng)。
5.2試驗條件
試驗應(yīng)在以下條件進行:
a)本試驗在溫度為0℃以上,相對濕度為10%~90%,大氣壓力為86kPa~106kPa的環(huán)境中進行;
b)試驗開始前,對試驗對象的SOC進行調(diào)整。對于設(shè)計為外部充電的電池包或系統(tǒng),SOC調(diào)至不低于制造商規(guī)定的正常SOC工作范圍的95%;對于設(shè)計為僅通過車輛能源進行充電的電池包或系統(tǒng),SOC調(diào)至不低于制造商工作范圍的90%;
c)熱擴散試驗可能需要在測試開始前對電池包或系統(tǒng)進行一定程度的改動,導(dǎo)致可能無法進行充電,需在試驗開始前確認(rèn)試驗對象的SOC滿足要求;
d)試驗開始前,所有的試驗裝置正常運行;
e)試驗盡可能少地對測試樣品進行改動,制造商需提交所做改動的清單;
f)試驗在室內(nèi)環(huán)境或者風(fēng)速不大于2.5km/h的環(huán)境下進行。
5.3試驗方法
5.3.1推薦5.3.3或5.3.4作為熱擴散試驗的可選方法,制造商可以選擇其中一種方法,也可自行選擇其他方法來觸發(fā)熱失控。
5.3.2熱失控觸發(fā)對象:試驗對象中的電池單體。選擇電池包內(nèi)靠近中心位置,或者被其他電池單體包圍的電池單體。
5.3.3推薦的針刺觸發(fā)熱失控方法如下:
a)刺針材料:鋼;
b)刺針直徑:3mm~8mm;
c)針尖形狀:圓錐形,角度為20°~60°;
d)針刺速度:0.1mm/s~10mm/s;
e)針刺位置及方向:選擇能觸發(fā)電池單體發(fā)生熱失控的位置和方向(例如,垂直于極片的方向)。
5.3.4推薦的加熱觸發(fā)熱失控方法:使用平面狀或者棒狀加熱裝置,并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層。對于尺寸與電池單體相同的塊狀加熱裝置,可用該加熱裝置代替其中一個電池單體,與觸發(fā)對象的表面直接接觸;對于薄膜加熱裝置,則應(yīng)將其始終附著在觸發(fā)對象的表面;加熱裝置的加熱面積都應(yīng)不大于電池單體的表面積;將加熱裝置的加熱面與電池單體表面直接接觸,加熱裝置的位置應(yīng)與5.3.5中規(guī)定的溫度傳感器的位置相對應(yīng);安裝完成后,應(yīng)在24h內(nèi)啟動加熱裝置,以加熱裝置的最大功率對觸發(fā)對象進行加熱;加熱裝置的功率要求見表2;當(dāng)發(fā)生熱失控或者5.3.5定義的監(jiān)測點溫度達(dá)到300℃時,停止觸發(fā)。
表2加熱裝置功率選擇
5.3.5推薦的監(jiān)控點布置方案如下:
a)監(jiān)測電壓或溫度,應(yīng)使用原始的電路或追加新增的測試用電路。監(jiān)測溫度定義為溫度A(測試過程中觸發(fā)對象的最高表面溫度)。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應(yīng)小于1s,準(zhǔn)確度要求為±2℃。
b)針刺觸發(fā)時,溫度傳感器的位置應(yīng)盡可能接近短路點,也可使用針的溫度(如圖1)。
c)加熱觸發(fā)時,溫度傳感器布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè),即安裝在加熱裝置的對側(cè)(如圖2)。
圖2加熱觸發(fā)時溫度傳感器的布置位置示意圖
5.3.6推薦的熱失控觸發(fā)判定條件:
a)觸發(fā)對象產(chǎn)生電壓降,且下降值超過初始電壓的25%;
b)監(jiān)測點溫度達(dá)到制造商規(guī)定的最高工作溫度;
c)監(jiān)測點的溫升速率dT/dt≥1℃/s,且持續(xù)3s以上。
當(dāng)a)和c)或者b)和c)發(fā)生時,判定發(fā)生熱失控。如果采用推薦的方法作為熱失控觸發(fā)方法,且未發(fā)生熱失控,為了確保熱擴散不會導(dǎo)致車輛乘員危險,需證明采用如上兩種推薦方法均不會發(fā)生熱失控。