電驅(qū)動(dòng)道路車輛 動(dòng)力鋰離子電池的試驗(yàn)和要求

文 | 上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 盧兆明 張 紅 忻 龍 王沈敏

電驅(qū)動(dòng)道路車輛 動(dòng)力鋰離子電池的試驗(yàn)和要求

文 | 上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 盧兆明 張 紅 忻 龍 王沈敏

本文介紹了電驅(qū)動(dòng)道路車輛動(dòng)力鋰離子電池的試驗(yàn)和要求。是環(huán)境試驗(yàn)、電性能試驗(yàn)、安全性試驗(yàn)等專題介紹的第一篇。供實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)產(chǎn)品的供需方參考。

鋰離子；動(dòng)力電池；電驅(qū)動(dòng)道路車輛；環(huán)境試驗(yàn)

1.離子動(dòng)力電池的一般介紹

電動(dòng)汽車電池的研發(fā)工作經(jīng)歷了從鉛酸電池、鎳氫電池到鋰電池的發(fā)展過程，每一種電池各有利弊。鉛酸電池的安全性能最好，但儲(chǔ)能效果相對(duì)不理想；鎳氫電池在存儲(chǔ)電能和功率的效果都比鉛酸電池理想，但是由于鎳氫電池在充電過程中產(chǎn)生的氫氣容易造成危險(xiǎn)；鋰電池存儲(chǔ)的電能是鉛酸電池的2～3倍，但是由于它含有的鋰離子活躍在金屬層表面，也存在一定的危險(xiǎn)因素需要防范和排除。在鋰電池的研發(fā)、使用和測(cè)試中，安全性和穩(wěn)定性也是重要的內(nèi)容。

由于鋰離子動(dòng)力電池能量密度相對(duì)較高，磷酸鐵鋰電池安全性又相對(duì)較好，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車采用磷酸鐵鋰電池漸成主流。此外，電動(dòng)汽車還采用鈷酸鋰電池和錳酸鋰電池等鋰離子電池。

鋰離子動(dòng)力電池，是通過上百個(gè)電池芯單體級(jí)聯(lián)成組，并集成系統(tǒng)后裝車使用的。盡管鋰離子動(dòng)力電池有較高的能量密度，而續(xù)駛150km公里以上的純電動(dòng)小汽車，其電池箱的重量也將達(dá)到200公斤以上。

鋰離子動(dòng)力電池的應(yīng)用除了純電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(BEVs,Battery-electric vehicles)外，還在燃油電動(dòng)車(FCEVs)和混合電動(dòng)車(HEVs)應(yīng)用。這三類應(yīng)用的電池應(yīng)用類別不同，使用的電池芯的類別不同；電池組或電池系統(tǒng)所配置設(shè)計(jì)的電池管理單元或系統(tǒng)也不盡相同；試驗(yàn)方法也有差異。

1.1.離子動(dòng)力電池芯

圖1示例了鋰離子動(dòng)力電池芯的結(jié)構(gòu)原理。圖中，磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池在充電時(shí)，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負(fù)極遷移；在放電過程中，負(fù)極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來回遷移而命名的。

一般講，LiFePO4電池的標(biāo)稱電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V。由于生產(chǎn)商采用的正、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料的質(zhì)量及工藝的差異，在具體性能上也會(huì)有些差異。就同一種封裝的標(biāo)準(zhǔn)電池，其電池的電壓、容量和性能可能會(huì)有些許差別。

1.2.用分類

由于車輛性能設(shè)計(jì)的需要，對(duì)電池儲(chǔ)能釋放的特性有不同的要求。一般將鋰離子電池分為“能量型”和“功率型”。按應(yīng)用要求設(shè)計(jì)的電池芯，在配方、結(jié)構(gòu)、電解質(zhì)等要素上都有差異；在以電池芯基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的電池組和系統(tǒng)，也有所區(qū)別；在實(shí)際應(yīng)用和性能檢測(cè)方面都會(huì)有所不同。

1.2.1.量應(yīng)用

典型能量型電池適用于純池電驅(qū)動(dòng)車，電池組和電池系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有BEVs應(yīng)用。電池、電池組或電池系統(tǒng)在室溫條件下的應(yīng)用的特性，最大允許輸出電功率（W）與輸出電能（Wh）的比率，典型1C放電的比率小于10。

1.2.2.率應(yīng)用

典型功率型電池適用于燃油電動(dòng)車(FCEVs)和混合電動(dòng)車(HEVs)，電池組和電池系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有HEVs和FCVs應(yīng)用。電池、電池組或電池系統(tǒng)在室溫條件下的應(yīng)用的特性，最大允許輸出電功率（W）與輸出電能（Wh）的比率，典型1C放電的比率等于或大于10。

1.3.離子動(dòng)力電池組（電池組件，Battery peck）

通過將若干電池芯按應(yīng)用需要連接起來，達(dá)到電池組和電池系統(tǒng)的電壓輸出要求。標(biāo)準(zhǔn)系定義了2種電壓（ISO 6469-3提供了進(jìn)一步的資料）：

—— A級(jí)電壓 電氣元件或電流的分級(jí)，最大工作電壓分別為小于等于30Va.c.或小于等于60Vd.c.；

—— B級(jí)電壓 電氣元件或電流的分級(jí)，最大工作電壓分別為(>30到≤1000)Va.c.或(>60到≤1500)Vd.c.。

圖2.a示例了電池組的典型結(jié)構(gòu)。

電池組已經(jīng)是一個(gè)可以裝車實(shí)用的能量?jī)?chǔ)存裝置。包括電池芯或電池芯組、配屬電子單元、B級(jí)電壓和過流斷路器（包括及其附屬連接）、冷卻接觸面、B級(jí)電壓、A級(jí)輔助電壓和通訊。電池組的B級(jí)電壓回路可以包括連接器。對(duì)一個(gè)B級(jí)電壓達(dá)到60Vd.c.或更高的電池組，供應(yīng)商在提供試驗(yàn)樣品或產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)包括一份關(guān)于斷路功能說明。所有元件應(yīng)布置在能抵御撞擊的特制的容器內(nèi)。

1.4.離子動(dòng)力電池系統(tǒng)（Battery system）

1.4.1.池控制單元

對(duì)電池系統(tǒng)的電特性和溫度進(jìn)行控制、管理、檢查、計(jì)算；能在電池系統(tǒng)和車內(nèi)其他控制器間提供通訊的電子裝置。有電池控制單元(BCU，Battery Control Unit)，是電池系統(tǒng)(Battery system);沒有電池控制單元的，就是電池組。

BCU是根據(jù)電池系統(tǒng)的充電狀態(tài)、健康/完好狀態(tài)來控制電池系統(tǒng)的工作狀態(tài)的車輛管理單元。在規(guī)定的條件下，如，過電流、過電壓、低電壓、高溫度等，BCU可以直接用電流接觸器斷開B級(jí)電壓的電流。BCU可以有不同的設(shè)計(jì)和執(zhí)行，可以作為單獨(dú)的電子單元整合在電池結(jié)構(gòu)內(nèi)；或置于電池結(jié)構(gòu)外，通過通訊線束或輸入/輸出線連接。BCU的功能性作為車輛功能中的一個(gè)或多個(gè)控制單元。

1.4.2.完整的電池控制單元

圖2.b示例了有完整電池控制單元的電池系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)。

電池系統(tǒng)是一個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置，包括電池芯或電池芯組、配屬電子單元、電池控制單元、B級(jí)電壓電路的連接器和過流斷路器及其互連電路、冷卻接觸面、B級(jí)電壓、A級(jí)輔助電壓和通訊。對(duì)一個(gè)B級(jí)電壓達(dá)到60 V d.c.或更高的電池系統(tǒng)，供應(yīng)商在提供試驗(yàn)樣品或產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)包括一份關(guān)于斷路功能以及相關(guān)電路/通訊協(xié)議的詳細(xì)說明。所有元件應(yīng)布置在能抵御撞擊的特制的容器內(nèi)。在本示例中，電池控制單元是在能抵御撞擊的特制的容器內(nèi)的，并對(duì)電池組遂行控制。

1.4.3.池控制單元外置

圖2.c示例了外置電池控制單元的電池系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)。

實(shí)際上是電池組外置BCU，或置于電池組殼體外部，通過通訊線束或輸入/輸出線連接，組成完整的電池系統(tǒng)。

2.離子動(dòng)力電池試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)系

為了適應(yīng)鋰離子動(dòng)力電池在各類電動(dòng)車上使用的性能和安全，在ISO/IEC近期的備忘錄中，改進(jìn)電動(dòng)汽車和汽車電子的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是重要的內(nèi)容之一。備忘錄認(rèn)為，由于電驅(qū)動(dòng)汽車的特殊性，車輛必然會(huì)有重大的改變，對(duì)有充電連接的供電部分，必須加強(qiáng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)可能的撞擊。當(dāng)車輛處于自主運(yùn)行模式時(shí)，車輛生產(chǎn)商有責(zé)任按照ISO的主體要求制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)與充電樁連接時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在車輛生產(chǎn)商和供電業(yè)者按IEC的有關(guān)要求基礎(chǔ)上達(dá)成協(xié)議。

按備忘錄的指引，ISO 12405的的擴(kuò)充和改版，將提供鋰離子電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的試驗(yàn)規(guī)范，ISO 15118則對(duì)電驅(qū)動(dòng)車和充電樁的界面，包括信息鏈和協(xié)議。ISO 6469的擴(kuò)充和改版，是為了保障電動(dòng)車操作的安全。針對(duì)的是電池驅(qū)動(dòng)車輛和混合驅(qū)動(dòng)車輛的電危險(xiǎn)、車載充電能儲(chǔ)存系統(tǒng)和失效保護(hù)等要素。

電驅(qū)動(dòng)道路車輛用動(dòng)力鋰離子電池的試驗(yàn)規(guī)范，ISO 12405系列對(duì)應(yīng)的是動(dòng)力鋰離子電池組和鋰離子電池系統(tǒng)；IEC 62660系列則針對(duì)動(dòng)力鋰離子電池芯。

2.1.SO 12405標(biāo)準(zhǔn)系

標(biāo)準(zhǔn)本次改版，作為一次紀(jì)實(shí)性修訂，由ISO/TC22/SC21(秘書處:德國(guó))起草。在“電驅(qū)動(dòng)道路車輛-動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)范”標(biāo)題下，第1部分為功率型動(dòng)力鋰離子電池組和系統(tǒng)；第2部分為能量型動(dòng)力鋰離子電池組和系統(tǒng)。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別完整地描述了兩種類型電池組和系統(tǒng)的性能、環(huán)境和加嚴(yán)(安全)試驗(yàn)的方法和要求。ISO 12405系列2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已完成投票，應(yīng)在年內(nèi)可以發(fā)布。

2.2.EC 62660標(biāo)準(zhǔn)系

在“用于電驅(qū)動(dòng)道路車輛的二次鋰離子電池芯”標(biāo)題下，第1部分為性能試驗(yàn)；第2部分為可靠性和加嚴(yán)試驗(yàn)。IEC 62660系列的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在2010年12月已經(jīng)發(fā)布，都是1.0版，首次發(fā)布。

3.用試驗(yàn)過程

ISO 12405和IEC 62660系標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了通用試驗(yàn)。包括標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)（SC）、標(biāo)準(zhǔn)放電（SDCH）、標(biāo)準(zhǔn)充電（SOC）等試驗(yàn)過程。對(duì)于電池芯、電池組/系統(tǒng)按不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)，試驗(yàn)過程的參數(shù)有所不同。電池芯的通用試驗(yàn)還包括外形尺寸的測(cè)量。

通用試驗(yàn)可以獲得關(guān)于受試樣品的基本情況；也可以作為一個(gè)過程，包括溫度的穩(wěn)定，獲得樣品的穩(wěn)定狀態(tài)。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的通用試驗(yàn)過程后，試驗(yàn)和測(cè)量的數(shù)據(jù)具有可比性。因此，在性能測(cè)量的前后、功能檢查和試驗(yàn)的前后多用通用試驗(yàn)作為預(yù)處理或恢復(fù)。

4.性能試驗(yàn)

電性能試驗(yàn)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容較多，這里僅作概覽。具體細(xì)節(jié)將另文介紹。

4.1.池組/系統(tǒng)電性能試驗(yàn)分布

電池組/系統(tǒng)電性能試驗(yàn)按能量型和功率型應(yīng)用的不同要求，試驗(yàn)的內(nèi)容和程序都有所不同。

表1.

電池組/系統(tǒng)的電性能試驗(yàn)是帶專用連接進(jìn)行試驗(yàn)的。因此，在試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)應(yīng)有樣品-測(cè)試儀間合適的連接；有通信的，還要準(zhǔn)備接口和協(xié)議。

測(cè)試設(shè)備的精度應(yīng)小于下列范圍：

- 電壓 ± 0.5 %;

- 電流 ± 0,5 %;

- 溫度 ± 1 K。

電池組/系統(tǒng)的電性能測(cè)量中，外形控制、測(cè)量值、相關(guān)規(guī)定或?qū)嶋H值，整體上精度容差應(yīng)小于：

-電壓 ± 1 %；

-電流 ± 1 %；

- 溫度 ± 2 K；

-時(shí)間 ± 0.1 %；

-質(zhì)量 ± 0.1 %；

- 尺寸 ± 0.1 %。

電池組/系統(tǒng)在測(cè)試中，除了連接的電池芯集合，還包括了圖2中的所有功能模塊和連接。在試驗(yàn)結(jié)果分析中，應(yīng)注意甄別因果歸屬。

應(yīng)該明確，電池組是通過電池組級(jí)聯(lián)而成的。電池芯特性的差異，需要通過平衡電路/單元協(xié)調(diào)；BCU則進(jìn)行系統(tǒng)集成的管理。這些電路/單元作為元件本身也有性能和可靠性的前期檢驗(yàn)，在這里重要的是對(duì)協(xié)調(diào)、管理的效果。

采用合格的電池芯，當(dāng)電池芯通過串/并聯(lián)成電池組，電池芯的性能一致直接性影響到效率。電池芯間0.1V的差異，可能導(dǎo)致并聯(lián)組內(nèi)的互充/放電；串聯(lián)組內(nèi)的功率分配差異。較輕的結(jié)果是效率下降、充放電次數(shù)減少；較嚴(yán)重的結(jié)果是溫度升高，并可能導(dǎo)致危險(xiǎn)。

表2.

電池芯間平衡電路/單元和BCU的作用和效果在本試驗(yàn)中可以暴露出來。電池芯的一致性問題卻在電池芯的電性能檢測(cè)中無法體現(xiàn)。在使用中，由于某電池芯的過渡疲勞或失效損壞，影響整個(gè)電池組/系統(tǒng)的運(yùn)行是可能的。在試驗(yàn)結(jié)果分析中應(yīng)考慮這一點(diǎn)。

4.2.池芯電性能試驗(yàn)分布

電池芯電性能試驗(yàn)包括：

——容量；

—— SOC調(diào)節(jié)；

——功率；

——能量；

——儲(chǔ)存試驗(yàn)；

——壽命周期試驗(yàn)，分為BEV應(yīng)用和HEV應(yīng)用兩種試驗(yàn)；

——能效試驗(yàn)。

電池芯的電性能測(cè)量中，外形控制、測(cè)量值、相關(guān)規(guī)定或?qū)嶋H值，整體上精度容差與電池組/系統(tǒng)測(cè)量要求基本相同，不同的是，電壓容差為 ± 0.1% 。

由于電池芯沒有溫度、過充電、過放電等傳感器和參數(shù)信息，試驗(yàn)中應(yīng)考慮布置測(cè)量。避免因過載和高溫的出現(xiàn)，防止可能出現(xiàn)的電池芯樣品發(fā)生爆裂，甚至爆炸，造成設(shè)備和人員的損壞或傷害。在可能出現(xiàn)高溫的試驗(yàn)環(huán)節(jié)，應(yīng)預(yù)先設(shè)置防護(hù)措施，如防護(hù)罩或防護(hù)網(wǎng)。

5.靠性試驗(yàn)

在本標(biāo)準(zhǔn)系中內(nèi)，可靠性試驗(yàn)的內(nèi)容著重于在設(shè)定的環(huán)境條下，電池芯、組和系統(tǒng)能夠保持所需的技術(shù)狀態(tài)和功能。而試驗(yàn)的技術(shù)手段是環(huán)境試驗(yàn)。大部分環(huán)境試驗(yàn)的方法，直接采用了IEC 60068-2_GB/T2423系列標(biāo)準(zhǔn)。部分試驗(yàn)在嚴(yán)酷等級(jí)和試驗(yàn)曲線有所修改，但試驗(yàn)的程序和試驗(yàn)的一般要求還是必須遵循該系標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

在可靠性試驗(yàn)中，采用的環(huán)境試驗(yàn)方法，可以分為氣候環(huán)境試驗(yàn)和力學(xué)（機(jī)械）環(huán)境試驗(yàn)。電池芯與組/系統(tǒng)的試驗(yàn)方法有所不同；能量型和功率型電池組/系統(tǒng)的試驗(yàn)要求基本相同，但在于處理、加載和恢復(fù)環(huán)節(jié)有差異。在試驗(yàn)中或試驗(yàn)后，對(duì)受試樣品的加載模式和性能評(píng)價(jià)，采用的是ISO 16750-1的有關(guān)定義或規(guī)范；電池芯由IEC 62660直接定義。

5.1.候環(huán)境試驗(yàn)和要求

5.1.1.池組/系統(tǒng)的氣候環(huán)境試驗(yàn)

5.1.1.1.露（溫度變化）

本試驗(yàn)采用IEC 60068-2-30_GB/T2423.4 試驗(yàn)Db:交變濕熱試驗(yàn)方法 的規(guī)范。對(duì)試驗(yàn)曲線作了修改，最高溫度在80℃±3K時(shí)，相對(duì)濕度達(dá)到98%±2%。對(duì)試驗(yàn)箱裝備有較高的要求。試驗(yàn)過程中受試樣品有明顯可見的凝露，試驗(yàn)相當(dāng)嚴(yán)酷。試驗(yàn)以300分鐘為1個(gè)周期，共經(jīng)歷5個(gè)周期。

5.1.1.2.度沖擊循環(huán)

受試樣品周圍的環(huán)境溫度在-40℃到85℃或Tmax間（環(huán)境溫度應(yīng)在靠近受試樣品測(cè)量）溫度循環(huán)。到達(dá)設(shè)定溫度的時(shí)間應(yīng)為30min或更短，溫度變化率為3.8℃/min或更快。在極端溫度條下至少保持1個(gè)小時(shí)。一共需要進(jìn)行5個(gè)溫度循環(huán)。

5.1.2.池芯的氣候環(huán)境試驗(yàn)

5.1.2.1.高溫

將電池芯放置在有空氣流通的試驗(yàn)箱內(nèi)，在室溫下穩(wěn)定。然后，試驗(yàn)相溫度以5K/min上升到130℃±2K。電池芯在此溫度下保持30 min后，試驗(yàn)結(jié)束。為了防止變形，在不違反試驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，電池芯可以在留在試?yàn)箱內(nèi)。

5.1.2.2.度循環(huán)

——樣品在試驗(yàn)中不工作。按ISO 16750-4溫度曲線，最低溫度- 40℃或 Tmin，最高溫度85℃或 Tmax，30 個(gè)循環(huán)；

——樣品在試驗(yàn)中工作。按給出能量型和功率型不同的工作狀態(tài)曲線，按ISO 16750-4溫度曲線，最低溫度-20℃，最高溫度65℃，30個(gè)循環(huán)。

5.2.學(xué)（機(jī)械）環(huán)境試驗(yàn)和要求

電池芯、電池組/系統(tǒng)力學(xué)（機(jī)械）環(huán)境試驗(yàn)，包括振動(dòng)試驗(yàn)和機(jī)械沖擊試驗(yàn)。

5.2.1.動(dòng)試驗(yàn)

——電池組或電池系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn) 試驗(yàn)按照IEC 60068-2-64_GB/T2423.56試驗(yàn)Fh:試驗(yàn)方法 的規(guī)范。振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)在三個(gè)軸向依次進(jìn)行。按樣品質(zhì)量，分兩種情況：

適用于完整的電池組或電池系統(tǒng)振動(dòng)試驗(yàn)。對(duì)大質(zhì)量的電池組/系統(tǒng)，試驗(yàn)頻率上限到200 Hz。

適用于電池組或電池系統(tǒng)上使用的小質(zhì)量（相應(yīng)通常用于車輛上的電氣和電子裝置）且分離安裝的電氣和電子裝置振動(dòng)試驗(yàn)。參照ISO 16750-3中，安裝在彈性質(zhì)量（車身）的試驗(yàn)條件。

兩種情況的試驗(yàn)譜等試驗(yàn)參數(shù)是不同的。

——電池芯的振動(dòng)試驗(yàn)也按照IEC 60068-2-64_GB/T2423.56試驗(yàn)Fh:試驗(yàn)方法的規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)。電池芯的每個(gè)面試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為8h，試驗(yàn)頻率上限到2000 Hz，加速度均方根值應(yīng)為27.8 m/s2。

5.2.2.械沖擊試驗(yàn)

電池芯、電池組或電池系統(tǒng)機(jī)械沖擊試驗(yàn)所提供的加速度應(yīng)該在與裝車實(shí)際出現(xiàn)的方向上。如果實(shí)際裝用的方向未知，則應(yīng)在受試樣品的3個(gè)軸向6個(gè)方向進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)采用半正弦波形，加速度500 m/s2，脈寬6 ms，每個(gè)方向10次。

6.嚴(yán)試驗(yàn)

加嚴(yán)試驗(yàn)實(shí)際上是檢查受試樣品在極端情況下，各保護(hù)功能的作用情況。保護(hù)樣品和莊裝用車輛，以免引發(fā)爆炸、燃燒等安全事故。

對(duì)于電池組/系統(tǒng)和電池芯的電加嚴(yán)試驗(yàn)的具體要求和目的有所不同，試驗(yàn)類型基本相同：

——短路保護(hù)試驗(yàn) 對(duì)于電池組/系統(tǒng)的目的是檢查過電流保護(hù)裝置，保護(hù)受試樣品免受更大電流的傷害；電池芯的試驗(yàn)?zāi)康膭t是檢驗(yàn)外部短路的結(jié)果。

——過充電保護(hù)試驗(yàn) 檢查過充電保護(hù)功能，應(yīng)能中斷過充電電流，使防止受試樣品造成相關(guān)更嚴(yán)重的事件，僅適用于電池系統(tǒng)；電池芯的試驗(yàn)?zāi)康膭t是檢驗(yàn)過充電產(chǎn)生的結(jié)果。

--過放電保護(hù)試驗(yàn) 檢查過放電保護(hù)功能。該功能應(yīng)能中斷過放電電流，使防止受試樣品造成相關(guān)更嚴(yán)重的事件，僅適用于電池系統(tǒng)；電池芯的試驗(yàn)?zāi)康膭t是檢驗(yàn)過放電產(chǎn)生的結(jié)果。

--電池芯的碾壓試驗(yàn) 將電池芯應(yīng)放置在絕緣的平面上，用規(guī)定直徑的半圓棒，或半球形，或球形工具對(duì)電池芯樣品按規(guī)定的方向和力，進(jìn)行碾壓，并持續(xù)規(guī)定的時(shí)間。電池組/系統(tǒng)沒有此項(xiàng)試驗(yàn)。

7.述

7.1.標(biāo)準(zhǔn)系引用的IEC60068-2環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)系列，與GB2423是IDT等同采標(biāo)的關(guān)系?？赡茉诎姹旧嫌植粚?duì)應(yīng)，但涉及本文標(biāo)準(zhǔn)系的內(nèi)容全部適用。需要指出的是， GB2423.22/IEC60068-2-14試驗(yàn)N:溫度變化，要求的溫度變化速率容差有新的要求，參考文獻(xiàn)1有較為詳細(xì)的介紹。

7.2.準(zhǔn)系引用的ISO16750系列標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)標(biāo)轉(zhuǎn)化已經(jīng)報(bào)批。ISO16750-3 機(jī)械負(fù)荷 規(guī)定的振動(dòng)試驗(yàn)，要求疊加溫度變化試驗(yàn)，參考文獻(xiàn)6有較為詳細(xì)的介紹。

7.3.離子電池的電化學(xué)特性，在受壓和過流狀態(tài)下容易發(fā)熱；在過熱的狀態(tài)下可能爆炸。 加嚴(yán)試驗(yàn)，實(shí)質(zhì)是為了防止外來物理?yè)p傷引發(fā)次生安全問題。

7.4.有BCU的電池系統(tǒng)和帶有供受電分離功能的鋰離子電池組/系統(tǒng)，電磁兼容（EMC）實(shí)驗(yàn)室不可或缺的。EMC除了影響電池組/系統(tǒng)的工作狀態(tài)外，可能導(dǎo)致電池含意上的安全；對(duì)車輛而言還可能影響行駛安全。ISO 12405和ISO16750系標(biāo)準(zhǔn)，不包括電磁兼容（EMC）技術(shù)內(nèi)容。

7.5.系標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)含蓋了裝車使用條件的要求。并沒有對(duì)電池芯、電池組/系統(tǒng)在產(chǎn)品狀態(tài)的儲(chǔ)存、搬運(yùn)和運(yùn)輸作明確的規(guī)定和考慮。在航空、運(yùn)輸行業(yè)對(duì)鋰離子電池產(chǎn)品也有專門的的安全性試驗(yàn)要求，有些試驗(yàn)比本標(biāo)準(zhǔn)系嚴(yán)厲，如參考文獻(xiàn)3。

7.6.備裝車實(shí)用的電池組/系統(tǒng)，僅靠本標(biāo)準(zhǔn)系的試驗(yàn)結(jié)論是不夠充分的。系列環(huán)境試驗(yàn)的順序/程序可以參考ISO16750-1和參考文獻(xiàn)4。ISO16750-4除了潮濕和溫度試驗(yàn)外，給出了防腐蝕等一系列試驗(yàn)；ISO20653還列出了外來物防護(hù)的試驗(yàn)方法和要求。本標(biāo)準(zhǔn)系雖未涉及，但供需雙方應(yīng)該考慮，車輛生產(chǎn)商更應(yīng)留意。

7.7.系標(biāo)準(zhǔn)及引用標(biāo)準(zhǔn)一般都給出了試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)的采集范圍或范例，供試驗(yàn)人員參照使用。

7.8.文就文章標(biāo)題內(nèi)容作了概覽。對(duì)各試驗(yàn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的和驗(yàn)證，將分別詳細(xì)介紹。

[1]車載電子電器設(shè)備的溫度變化試驗(yàn) 環(huán)境技術(shù)(雙月) 2009第5期;

[2]道路車輛 電子電器設(shè)備的凝露試驗(yàn) 環(huán)境技術(shù)(雙月) 2011第1期；

[3]鋰電池運(yùn)輸安全性試驗(yàn)--解讀聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸建議書（UN 38.3部分）上海標(biāo)準(zhǔn)化(月) 2008第7期；

[4]道路車輛 電子設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)順序的方案設(shè)計(jì) 上海標(biāo)準(zhǔn)化(月) 2010第4期；

[5] GB/T2423（相關(guān)部分）電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) (IEC60068-2, IDT)；

[6] ISO16750（相關(guān)部分）道路車輛-電子和電氣設(shè)備環(huán)境條件和試驗(yàn)環(huán)境技術(shù)(雙月) 2007第1-6期；(國(guó)標(biāo)轉(zhuǎn)化制訂項(xiàng)目編號(hào):20068337-341)

[7] ISO/DIS 12405-1 Electrically propelled road vehicles — Test specification for lithium-Ion traction battery systems —Part 1: High power applications

[8] ISO/DIS 12405-2 Electrically propelled road vehicles — Test specification for lithium-Ion traction battery systems —Part 2: High energy applications

[9] IEC 62660-1:2010 Ed1.0 Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 1: Performance testing

[10] IEC 62660-1:2010 Ed1.0 Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles- Part 2: Reliability and abuse testing

[11] 鋰離子電池-應(yīng)用與實(shí)踐 化學(xué)工業(yè)出版社 吳宇平 戴曉兵 馬軍旗 程預(yù)江

[12]鋰離子電池 中南大學(xué)出版社 郭炳焜 徐 徽 王先友 肖立新

Electrically Propelled Road Vehicles—Testing Conditions and Requirements for Lithium-Ion Traction Batterys

This paper describes the testing conditions and requirements for lithium-Ion traction batteries used in electrically propelled road vehicles. It sets a precedent to make a special introduction on environmental,electric performance and safety tests of lithium-Ion traction batteries. This paper can serve as references for supplying or demanding parties including laboratories and related producers.

lithium-Ion；traction battery；electrically propelled road vehicles,EV；environmental testing

盧兆明 全國(guó)環(huán)境條件與環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（環(huán)標(biāo)委）機(jī)械分技會(huì)（SAC/TC8/SC1_IEC/TC104）、全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電子與電磁兼容分技委(SAC/TC114/SC29_ISO/TC22/SC3)委員、高級(jí)工程師；GB/T 2424.26、GB/T2423 系列標(biāo)準(zhǔn)第 5、10、15、39、43、48、55、56、57、58、101等部分制修訂和ISO16750系列和ISO 20653標(biāo)準(zhǔn)國(guó)標(biāo)轉(zhuǎn)化制訂項(xiàng)目的主要起草人。著有《道路車輛 電氣及電子裝備的環(huán)境試驗(yàn)和要求》中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)版。

張 紅 全國(guó)小型電力變壓器、電抗器、電源裝置及類似產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC418）委員、國(guó)家認(rèn)監(jiān)委強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證（CCC認(rèn)證）技術(shù)專家組TC07工作組專家，高級(jí)工程師。

忻 龍 工程師 安全試驗(yàn)室副主任

王沈敏 工程師 EMC測(cè)試