T/CITSA 08.1-2021 轨道交通车载储能系统测试方法 第1部分:锂离子动力电池系统.pdf

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  • T/CITSA 08.1-2021  轨道交通车载储能系统测试方法 第1部分:锂离子动力电池系统

    由于内部或外部因素引起电池包或系统外壳的机械损伤,导致内部物质暴露或溢出。

    3.17泄漏leakage

    液体从电池中漏出。 主:以测试对象外部可见为准。

    铆钉标准3.18热失控thermalrunaway

    电体放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现

    系统表面应平整、干燥、无外伤、无污物、无腐蚀,外壳无变形及裂纹。锂离子动力电池系统应有 清晰和耐久性标志,标识至少包括: a)制造商名称或商标; b)型号或系列号; c)生产系列号、日期或代码。 这些信息宜标在铭牌上,标志应不易磨损,字迹清楚、易读

    5.1.2动力线和极性

    动力线应具有明显标识;动力锂离子电池包或系统的正负极应该标在接线端子附近,正确清 所用。

    6.1.3外形尺寸及重量

    子动力电池系统的外形尺寸及重量应符合制造商

    5.1.4室温放电容量

    测试对象按6.3.5进行室温放电容量试验时,锂离子电池包或系统常温放电容量与额定容量之差的 绝对值不应超过额定容量的5%

    5.1.5无负载容量损失

    测试对象按6.3.6进行无负载容量损失试验时,室温和高温下的荷电保持率均不低于初始容量85% 容量恢复均不低于初始容量的90%。

    6.1.6储存中容量损失

    5. 1. 7 IP 等级

    根据整车技术条件中的防护等级要求,电池包或系统的IP等级测试结果应符合GB/T4208一2017 的规定。

    根据整车技术条件中的电磁兼容要求,电池包或系统的电磁兼容测试结果应符合GB/T24338.4的 规定。

    包或系统的介电强度应符合GB/T21413.1的规定

    测试对象按6.4.1进行机械冲击试验时,锂离子电池包或系统无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸 保持连接可靠,结构完好。试验后电池与外壳的绝缘电阻值不应小于1002/V或整车技术条件 值

    5. 2. 2 耐振动

    测试对象按6.4.2进行耐振动试验时,锂离子电池包或系统功能及性能应符合GB/T21563规定 子电池包或系统无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸等现象,保持连接可靠,结构完好。试验后电池 的绝缘电阻值不应小于100Q/V或整车技术条件规定数值

    测试对象按6.4.3进行模拟碰撞试验时: 电池系统设计强度与紧固程度满足碰撞时的受力需求 电池系统不会因碰撞而发生重大位移或结构松动

    5. 2. 5温度冲击

    测试对象按6.4.5进行温度冲击试验时,锂离子电池包或系统无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸 验后电池与外壳的绝缘电阻值不应小于100Q/V或整车技术条件规定数值。

    测试对象按6.4.6进行湿热循环试验时,锂离子电池包或系统无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸 验后30min之内的绝缘电阻值不应小于100Q/V或整车技术条件规定数值

    测试对象按6.4.7进行外部火烧试验时,锂离子电池包或系统不应爆炸,若有火苗,应在火源 nin内熄灭。

    测试对象按6.4.8进行盐雾试验时,锂离子电池包或系统无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。

    测试对象按6.4.9进行高海拔试验时,锂离子电池包或系统无放电电流锐变、电压异常、泄露 破裂、起火或爆炸现象。试验后绝缘电阻不应小于100Q/V或整车技术条件规定数值。

    测试对象应具有过温保护功能,按6.4.10进行过温保护试验时,电池管理系统起作用,锂离子 池系统无泄露、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后电池与外壳的绝缘电阻值不应小于1002/V 技术条件规定数值。

    5.2.11过充电保护

    测试对象应具有过充电保护功能,按6.4.11进行过充电保护试验时,电池管理系统起作用,锂 力电池系统无泄露、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后电池与外壳的绝缘电阻值不应小于10 整车技术条件规定数值。

    5.2.12过放电保护

    测试对象应具有过放电保护功能,按6.4.12进行过放电保护试验时,电池管理系统起作用,锂离于 动力电池系统无泄露、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后电池与外壳的绝缘电阻值不应小于1002/ 或整车技术条件规定数值。

    测试对象应具过流保护功能,按6.4.13进行过流保护试验时,电池管理系统起作用,锂离子动力电 池系统无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻值不小于100Q/V或整车技术条件规定 数值。

    测试对象应具有短路保护功能,按6.4.14进行短路保护试验时,保护装置起作用,锂离子动力电池 系统无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后电池与外壳的绝缘电阻值不应小于1002/V或整车技 术条件规定数值。

    测试对象按6.4.15进行短路试验时,无起火、

    5.2. 16 热失控

    测试对象按6.4.16进行热失控试验时,触发对象发生热失控,但不应发生外部起火或爆炸

    5.3.1不同温度及倍率下放电性能

    测试对象按6.5.1进行不同温度及倍率 下放电性能试验时,实际测试放电容量不应低于厂家规 定温度及倍率下锂离子电池或系统放电容量需求指标,

    5.3.2不同温度及倍率下充电性能

    测试对象按6.5.2进行不同温度及倍率下充电性能试验时,实际测试有效充电容量不应低于厂家规 定的特定温度及倍率下锂离子电池包或系统充电容量需求指标。

    5.3.3特征工况下的温升及温场分布

    测试对象按6.5.3进行特征工况下的温升及温场分布试验时,测试得到的最高温度及温差数据小于 厂家规定的最高温度及温差指标。

    .3.4充放电功率需求

    测试对象按6.5.4进行充放电功率需求验证试验时,系统中最低单体电压不应低于放电终止电压, 最高单体电压不应高于充电终止电压,最高单体温度不应高于65℃或厂家规定的最高温度

    5. 3. 6 容量及 SOC 不一致性

    测试对象按6.5.6进行容量及SOC。 环后锂离子电池包或系统的容量不一 OC不一致性不应高于厂家规定的最大容量不一致性和SOC不一致性指标。

    除另有规定外,试验应在温度25℃土5℃、相对湿度15%~90%、大气压力为86kPa~106kPa环境 中进行。本标准要求所提到的室温,是指25℃±5℃。

    6.1.2样品交付要求

    测试样品交付时需要包括必要的操作文件,以及和测试设备相连所需的接口部件,如连接器、插头; 包括冷却接口,锂离子电池包和系统的典型结构。制造商需要提供锂离子电池包或系统的工作限值,以 保证整个测试过程的安全

    6.1.3环境适应要求

    当测试的目标环境温度改变时 完成环境适应过程:在低温下静置不少 于24h:在高温下静置不小于16h: 值不超过2℃

    6.1.4绝缘电阻要求

    锂离子电池包或系统在安全试验前进行绝缘电阻测试。测试位置为:止极和外壳,负极和外壳。要 求绝缘电阻不应小于100Q/V

    6.1.5测试样品要求

    如果电池包或系统由于某些原因(如尺寸或重量)不适合进行某些测试,供需双方协商一致后可以 用电池包或电池系统的子系统代替作为测试样品,进行全部或部分试验,但是作为测试样品的子系统应 亥包含和试验要求相关的所有部分 注:供需双方是指锂离子动力电池的供应商和应用企业。 对锂离子电池包或系统的电子部件的状态参数测量准确度应满足表1的要求

    表1状态参数测量准确度要求(FS表示满量程)

    6. 1. 6 SOC 调整要求

    T/CITSA 08.1L2021

    6.1.7测试电流要求

    6. 1. 8 测试状态要求

    除有特殊规定,测试对象均以制造商规定的 念进行测试

    6. 2. 1测量精度

    测量仪器、仪表准确度要求如下: a)电压测量装置:准确度不低于0.5级; b) 电流测量装置:准确度不低于0.5级; 温度测量装置:土0.5℃; d) 时间测量装置:±0.1%; e)尺寸测量装置;±0.1%; f 重量测量装置:±0.1%。

    6. 2. 2 控制精度

    测试过程中,对充放电装置、温控箱等控制仪器的控制精度要求如下: a)电压:±1% b)电流:±1% c)温度: ±2℃

    测试过程中,对充放电装置、温控箱等控制仪器的控制精度要求如下: a)电压:±1% b)电流:±1% c)温度: ±2℃

    测试对象为锂离子动力电池系统。 在良好的光线条件下,用目测法检查锂离子动力电池系统的外观及标志

    6.3.2动力线和极性

    创试对象为锂离子动力电池系统。 主良好的光线条件下,用目测法检查锂离子动力电池系统动力线,并用电压表检测系统极性

    6. 3. 3 外形尺寸及重量

    测试对象为锂离子动力电池系统。 用量具和衡器测量锂离子动力电池系统的外形尺寸及重量

    寸象为锂离子动力电池系统。 具和衡器测量锂离子动力电池系统的外形尺寸及

    6.3.4锂离子电池充电

    室温下,锂离子电池包或系统先以1I1(A)或制造商规定的额定电流放电至技术条件申规定的放 电终止电压,搁置1h(或制造商提供的不大于1h的搁置时间),然后按制造商提供的充电方法进行充 若制造商未提供充电方法,则依据表2步骤充电:

    充电后搁置1h(或制造商提供的不高于1h的搁置时间)。

    6.3.5室温放电容量

    测试对象为锂离子电池包或系统,可根据实际应用带散热系统。 试验步骤如下: a) 锂离子电池包或系统按6.3.4方法充电; b 室温下充分静置,直至电池恢复至室温; C 室温下,测试对象以1I1(A)或制造商规定的额定电流放电,至系统中任一单体电压达到技 术条件中规定的放电终止电压; d 计量放电容量(以Ah计)和放电能量(以Wh计),并记录放电过程系统中所有温度监测点 的温升; e 重复步骤a)~d)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。 注:极差是所有样本的最大值和最小值之差。

    6.3.6无负载容量损失

    6. 3. 6. 1测试对象

    6.3.6.2室温下无负载容量损失

    试验步骤如下: a)测试对象按6.3.4方法充电; b)测试对象在室温下储存28d; c)室温下,测试对象以1I(A)或制造商规定的额定电流放电至任一单体电压达到放电终止电压; d)计量荷电保持容量(以Ah计); e)测试对象再按6.3.4方法充电; f)室温下,测试对象以11(A)或制造商规定的额定电流放电至任一单体电压达到放电终止电压; )计量恢复容量(以Ah计)

    .3.6.3高温下无负载容量损失

    a)测试对象按6.3.4方法充电; b)测试对象在40±2℃℃下储存7d; C 测试对象在室温下充分搁置,直至|所有监测点温度一环境温度≤2℃,以适应环境温度,测 试对象以1I(A)电流放电至任一单体电压达到放电终止电压; d)计量荷电保持容量(以Ah计); e)测试对象再按6.3.4方法充电; f)室温下,测试对象以1I(A)或制造商规定的额定电流放电至任一单体电压达到放电终止电压

    g)计量恢复容量(以Ah计)

    6. 3.7 储存中容量损失

    T/CITSA 08.1L2021

    测试对象为锂离子电池包或系统。 试验步骤如下: a)测试对象按6.3.4方法充电; b)测试对象室温下,以1I(A)或制造商规定的额定电流放电30min(或供需双方商定的时间); 测试对象断开高压连接、低压连接,关闭冷却系统及其他必要的连接装置,在45℃C2C下储 存30d; 测试对象室温下充分搁置,直至「所有监测点温度一环境温度≤2℃,以适应环境温度; e 测试对象按6.3.4方法充电; 测试对象在室温下,以1I1(A)或制造商规定的额定电流放电至任一单体电压达到放电终止电 压; g 计量恢复容量(以Ah计)。

    测试对象为锂离子电池包或系统。 按照整车技术条件规定防护等级,按照GB/T4208—2017进行试验

    按照GB/T24338.4进行试验,试验条件和测试对象由供需双方协商确定

    6.3. 10 绝缘电阻

    测试对象为锂离子电池包或系统 使用兆欧表测量主回路和控制回路的绝缘电阻

    6. 3. 11介电强度

    测试对象为锂离子电池包或系统, 按照GB/T21413.1进行试验

    安全试验均在有充分安全保护的环境条件下进行

    6. 4. 1机械冲击

    测试对象为锂离子动力电池系统。如果锂离子动力电池系统由于某些原因(如尺寸或重量等) 进行机械冲击测试,供需双方协商一致后可以用电池包或电池系统的子系统代替作为测试样品。 包含系统原有成套接插件以及与外部有固定关系的电气设备。 机械冲击测试按照GB/T21563的规定进行试验。

    6. 4. 2 耐振动

    测试对象为锂离子动力电池系统。如果锂离子动力电池系统由于某些原因(如尺寸或重量)不适合 进行耐振动测试,供需双方协商一致后可以用电池包或电池系统的子系统代替作为测试样品,但需要包 含系统原有成套接插件以及与外部有固定关系的电气设备。测试开始前,将测试对象的SOC状态调至 不低于制造商规定的正常SOC工作范围的50%。 耐振动测试按照GB/T21563的规定进行试验,试验后观察2h。

    根据机车质量、设计运行速度、车体结构及材料刚性、强度和电池系统安装结构、材料和强度等对

    锂离子动力电池系统进行模拟碰撞的仿真计算,分析锂离子动力电池系统在碰撞时的受力情况,并提供 分析报告。

    测试对象为锂离子电池包或系统。 试验步骤如下: a)挤压板形式:选择以下两种挤压板中的一种: 1)半径75mm的半圆柱体,半圆柱体的长度(L)大于试验对象的高度,但不超过1m,如 图1所示; 2)挤压板如图2所示,外廓尺寸为600mmx600mm或更小,三个半圆柱体半径为75mm,半 圆柱体间距30mm。 b 挤压方向和挤压程度根据锂离子电池在整车布局确认,并提供电池箱在整车的布局图及受力分 析报告; 保持10min; d)观察1h。 注:车辆行驶方向为x轴,另一垂直于行驶方向的水平方向为y轴

    图1挤压板形式一示意图

    图2挤压板形式二示意图

    技术交底6. 4. 6 交变湿热

    测试对象为锂离子电池包或系统。 交变湿热测试按照GB/T251192010中12.2.5的规定进行试验

    T/CITSA 08.1L2021

    测试对象为锂离子动力电池系统。锂离子动力电池系统由于某些原因不适合进行外部火烧测试,供 需双方协商一致后可以用电池包或电池系统的子系统代替作为测试样品,测试样品外部可增加测试用箱 体及其他附件,但需证明测试用箱体或其他附件的材料与电池系统箱体或其他附件的材料相同且结构类 同。 试验步骤如下: a 盛放汽油的平盘尺寸超过测试对象尺寸20cm,不超过50cm。平盘高度不高于汽油表面8cm。 测试对象应居中放置,汽油液面与测试对象的距离设定为50cm,平盘底层注入水; b 0℃以上,风速不大于2.5km/h的试验环境下,在离被测对象至少3m远的地方点燃汽油,经 过60s预热,将油盘置于被测对象下方。如果油盘无法移动,可以移动被测对象或支架; 测试对象直接暴露在火焰下70s; d 用盖板盖住油盘,测试对象在该状态下测试60s。或经双方协商同意,继续直接暴露在火焰中 60S; e)将油盘移走,观察2h或测试对象外表温度降至45℃以下

    测试对象为锂离子动力电池系统。锂离子动力电池系统由于某些原因(如尺寸或重量)不适合进行 盐雾测试防水标准规范范本,供需双方协商一致后可以用电池包或电池系统的子系统代替作为测试样品,测试样品外部可 曾加测试用箱体及其他附件,但需证明测试用箱体或其他附件的材料与电池系统箱体或其他附件的材料 相同且结构类同。 盐雾测试按照GB/T25119一2010中12.2.10的规定进行试验

    测试对象为锂离子电池包或系统。 试验步骤如下: a)根据整车技术条件确定测试环境海拨高度或同等高度的气压条件,温度为室温; b)电池包或系统在测试环境下搁置5h,然后进行电流为111恒流放电,至放电截止条件; c)观察2h

    测试对象为锂离子动力电池系统。试验应在20℃土10℃的环境温度或更高温度(如果电池系统制 造商要求)下进行。在试验开始时,影响试验对象功能并与试验结果相关的所有保护设备都应处于正常 运行状态,冷却系统除外。 试验步骤如下: a)通过外部充放电设备对测试对象进行持续充电和放电,使电流在电池系统制造商规定的正常工 作范围内尽可能快地升高电池的温度: b 测试对象温度逐渐升高,至电池系统制造商定义的过热保护措施的工作温度阈值或电池系统制 造商规定的最高工作温度,然后保持在等于或高于此温度,直到试验结束; C 当符合以下任一条件时,结束试验: 1)试验对象自动终止或限制充电或放电: 2 试验对象发出终止或限制充电或放电的信号: 3)试验对象的温度稳定,温度变化在2h内小于4℃。 注:为保护试验操作安全,制造商应提供试验上限参数(如温度上限等),采用此上限参数强制终止的试验判定为

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