1 范圍
本標準規定了電動道路車輛用鋰離子蓄電池(以下簡稱蓄電池)的要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。
本標準適用于電動道路車輛用標稱電壓單體3.6V和模塊n×3.6V(n為蓄電池數量)的鋰離子蓄電池。
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的*新版本。凡是不注日期的引用文件,其*新版本適用于本標準。
GB/T2900.11 電工術語原電池和蓄電池(eqv IEC60050(482):2003)
3 術語、定義與符號
3.1術語和定義
GB/T2900.11確立的以及下列術語和定義適用于本標準。
3.1.1
能量型蓄電池 high energy densitybattery
以高能量密度為特點,主要用于高能量輸出的蓄電池。
3.1.2
功率型蓄電池 high power densitybattery
以高功率密度為特點,主要用于瞬間高功率輸出、輸入的蓄電池。
3.1.3
容量恢復能力 chargerecovery
蓄電池在一定溫度下,貯存一定時間后再行充電,其后放電容量與額定容量之比。
3.1.4
充電終止電流 end-of-chargecurrent
在指定恒壓充電時,蓄電池終止充電時的電流。
3.1.5
爆炸 explosion
蓄電池外殼破裂,內部有固體物質從蓄電池中沖出,并發出聲音。
3.1.6
起火 fire
蓄電池殼體中冒火。
3.1.7
I3放電能量 discharge energy atI3
蓄電池在20℃±5℃溫度下,以1I3(A)電流放電,達到終止電壓時所放出的能量(Wh)。此值可從電壓-容量曲線的覆蓋面積積分求得,要求至少50個等值時間間隔點,或用積分儀直接求得。
3.1.8
掃頻循環 sweep cycle
在規定的頻率范圍內往返掃描一次,例如:10Hz~55Hz~10Hz。
3.2 符號
C3——3小時率額定容量(Ah)。
I3——3小時率放電電流,其數值等于C3/3(A)。
4 分類
電動道路車輛用鋰離子蓄電池分為方形蓄電池和圓柱形蓄電池。
5 要求
5.1 單體蓄電池
5.1.1 外觀
蓄電池按6.2.1檢驗時,外觀不得有變形及裂紋,表面平整、干燥、無外傷、無污物等,且標志清晰。
5.1.2 極性
蓄電池按6.2.2檢驗時,端子極性應正確。并應有正負極的清晰標識。
5.1.3 外形尺寸及質量
蓄電池外形尺寸、質量應符合生產企業提供的技術條件。
5.1.4 20℃放電容量
蓄電池按6.2.5檢驗時,其容量不低于企業提供的技術條件中規定的額定值,同時容量不應高于企業提供的技術條件中規定額定值的110%。
5.1.5 -20℃放電容量
蓄電池按6.2.6試驗時,其容量應不低于額定值的70%。
5.1.6 55℃放電容量
蓄電池按6.2.7試驗時,其容量應不低于額定值的95%。
5.1.7 20℃倍率放電容量
對于能量型蓄電池按6.2.8.1試驗時,其容量應不低于額定值的90%。
對于功率型蓄電池按6.2.8.2試驗時,其容量應不低于額定值的80%。
5.1.8 常溫與高溫荷電保持與容量恢復能力
蓄電池按6.2.9試驗時,其常溫及高溫荷電保持率應不低于額定值的80%,容量恢復能力應不低于額定值的90%。
5.1.9 貯存
蓄電池按6.2.10試驗時,其容量恢復應不低于額定值的95%。
5.1.10 循環壽命
蓄電池按6.2.11試驗時,其循環壽命應不少于500次。
5.1.11 **性
a) 蓄電池按6.2.12.1進行過放電試驗時,應不爆炸、不起火、不漏液。
b) 蓄電池按6.2.12.2進行過充電試驗時,應不爆炸、不起火。
c) 蓄電池按6.2.12.3進行短路試驗時,應不爆炸、不起火。
d) 蓄電池按6.2.12.4進行跌落試驗時,應不爆炸、不起火、不漏液。
e) 蓄電池按6.2.12.5進行加熱試驗時,應不爆炸、不起火。
f) 蓄電池按6.2.12.6進行擠壓試驗時,應不爆炸、不起火。
g) 蓄電池按6.2.12.7進行針刺試驗時,應不爆炸、不起火。
5.2 蓄電池模塊
5.2.1 外觀
蓄電池按6.3.1檢驗時,外觀不得有變形及裂紋,表面平整干燥、無外傷,且排列整齊、連接可靠、標志清晰等。
5.2.2 極性
按6.3.2檢驗時,端子極性應正確。并應有正負極的清晰標識。
5.2.3 外形尺寸及質量
參見生產企業提供的技術條件。
5.2.4 20℃放電容量(要求每個模塊由5只或以上單體蓄電池串聯組成)
蓄電池按6.3.4檢驗時,其容量不低于企業提供的技術條件中規定的額定值,同時容量不應高于企業提供額定值的110%。
5.2.5 簡單模擬工況(要求每個模塊由5只或以上單體蓄電池串聯組成)
蓄電池按6.3.6試驗時承受脈沖數不低于四個。此項目只用作數據積累。根據數據進行蓄電池模塊的一致性分析。蓄電池模塊的一致性分析方法參見附錄A。
5.2.6 耐振動性(要求每個模塊由5只或以上單體蓄電池串聯組成)
蓄電池按6.3.7試驗時,不允許出現放電電流銳變、電壓異常、蓄電池殼變形、電解液溢出等現象,并保持連接可靠、結構完好,不允許裝機松動。
5.2.7 **性(要求每個模塊由5只或以上單體蓄電池串聯組成)
a) 蓄電池按6.3.8.1進行過放電試驗時,應不爆炸、不起火、不漏液。
b) 蓄電池按6.3.8.2進行過充電試驗時,應不爆炸、不起火。
c) 蓄電池按6.3.8.3進行短路試驗時,應不爆炸、不起火。
d) 蓄電池按6.3.8.4進行加熱試驗時,應不爆炸、不起火。
e) 蓄電池按6.3.8.5進行擠壓試驗時,應不爆炸、不起火。
f) 蓄電池按6.3.8.6進行針刺試驗時,應不爆炸、不起火。
6 試驗方法
6.1 試驗條件
6.1.1 環境條件
除另有規定外,試驗應在溫度為15℃—35℃、相對濕度25%~85%,大氣壓力86kPa~106kPa的環境中進行。
6.1.2 測量儀器、儀表準確度
a) 電壓表測量裝置:準確度不低于0.5級,其內阻至少為1kΩ/V;
b) 電流測量裝置:準確度不低于0.5級;
c) 溫度測量裝置:具有適當的量程,其分度值不大于l℃,標定準確度不低于0.5℃;
d) 計時器:按時、分、秒分度,準確度為±0.l%;
e) 測量尺寸的量具:分度值不大于lmm;
f) 秤量質量的衡器:準確度為±0.05%以上。
6.2 單體蓄電池試驗
6.2.1 外觀
在良好的光線條件下,用目測法檢查蓄電池的外觀。
6.2.2 極性
用電壓表檢測蓄電池極性。
6.2.3 外形尺寸和質量
用量具和衡器測量蓄電池的外形尺寸及質量。
6.2.4 蓄電池充電
按廠家提供的專用規程進行充電。若廠家未提供充電器,在20℃±5℃條件下,蓄電池以1I3(A)電流放電,至蓄電池電壓達到3.0V(或企業技術條件中規定的放電終止電壓)時停止放電,靜置1h,然后在20℃±5℃條件下以1I3(A)恒流充電,至蓄電池電壓達4.2V(或企業技術條件中規定的充電終止電壓)時轉恒壓充電,至充電電流降至0.1I3時停止充電。充電后靜置1h。
6.2.5 20℃放電容量
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。。
c) 用1I3(A) 的電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計)。
d) 如果計算值低于規定值,則可以重復a)~c)步驟直至大于或等于規定值,允許5次。
6.2.6 -20℃放電容量
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在-20℃±2℃下貯存20h。
c) 蓄電池在-20℃±2℃下,以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓2.8V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
d) 用c)電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),并表達為額定容量的百分數。
6.2.7 55℃放電容量
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在55℃±2℃下貯存5h。
c) 蓄電池在55℃±2℃下,以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
d) 用c)電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),并表達為額定容量的百分數。
6.2.8 20℃倍率放電容量
6.2.8.1 能量型蓄電池
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下,以4.5I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
c) 用b)放電電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),并表達為額定容量的百分數。
6.2.8.2 功率型蓄電池
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下,以12I3(A)電流放電,直到放電終止電壓2.8V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
c) 用b)放電電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),并表達為額定容量的百分數。
6.2.9 常溫、高溫荷電保持能力及容量恢復能力
6.2.9.1 常溫荷電保持與容量恢復能力
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下貯存28天。
c) 蓄電池在20℃±5℃下,以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
d) 用c)的電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),荷電保持能力可以表達為額定容量的百分數。
e) 蓄電池再按6.2.4方法充電。
f) 蓄電池在20℃±5℃下,以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
g) 用f)的電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),容量恢復能力可以表達為額定容量的百分數。
6.2.9.2 高溫荷電保持與容量恢復能力
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在55℃±2℃下貯存7天。
c) 蓄電池在20℃±5℃下恢復5h后,以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
d) 用c)的電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),荷電保持能力可以表達為額定容量的百分數。
e) 蓄電池再按6.2.4方法充電。
f) 蓄電池在20℃±5℃下,以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
g) 用f)的電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),容量恢復能力可以表達為額定容量的百分數。
6.2.10 貯存
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下,以1I3(A)電流放電2h。
c) 蓄電池在20℃±5℃下貯存90天。
d) 蓄電池按6.2.4方法充電。
e) 蓄電池在20℃±5℃下;以1I3(A)電流放電,直到放電終止電壓3.0V或企業技術條件中規定的放電終止電壓。
f)用e) 的電流值和放電時間數據計算容量(以Ah計),容量恢復能力可以表達為額定容量的百分數,如果容量低于5.1.9中的規定值,可重復d)和e)二個步驟,*多可以重復5次。
6.2.11 循環壽命
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±2℃下,以1.5I3(A)電流放電,直至放電容量達到額定容量的80%。
c) 蓄電池按6.2.4方法充電。
d) 蓄電池按b)~c)步驟連續重復24次。
e) 按6.2.5方法檢查容量。如果蓄電池容量小于額定容量的80%終止試驗。
f) b)~e)步驟在規定條件下重復的次數為循環壽命數。
6.2.12 **性
所有**試驗均在有充分環境保護的條件下進行。
6.2.12.1 過放電
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下;以1I3(A)電流放電,直至蓄電池電壓0V(如果有電子保護線路,應暫時除去放電電子保護線路)。蓄電池應符合5.1.11.a)規定。
6.2.12.2 過充電
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 可按兩種充電方式進行試驗
1) 以3I3(A)電流充電,至蓄電池電壓達到 5V 或充電時間達到90min(其中一個條件優先達到即停止試驗)
2) 以9I3即停止試驗。(A)電流充電,至蓄電池電壓達到10V
蓄電池應符合5.1.11.b)規定。
6.2.12.3 短路
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 將蓄電池經外部短路10min,外部線路電阻應小于5mΩ。蓄電池應符合5.1.11.c)規定。
6.2.12.4 跌落
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下,從1.5m高度處自由跌落到厚度為20mm的硬木地板上,每個面1次。蓄電池應符合5.1.11.d)規定。
6.2.12.5 加熱
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 將蓄電池置于85℃±2℃恒溫箱內,并保溫120min。蓄電池應符合5.1.11.e)規定。
6.2.12.6 擠壓
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 按下列條件進行試驗。蓄電池應符合5.1.11.f)規定。
1) 擠壓方向:垂直于蓄電池極板方向施壓。
2) 擠壓頭面積:不小于20cm2。
3)擠壓程度:直至蓄電池殼體破裂或內部短路(蓄電池電壓變為0V)。
6.2.12.7 針刺
a) 蓄電池按6.2.4方法充電。
b) 用φ3mm~φ8mm的耐高溫鋼針、以10-40mm/s的速度,從垂直于蓄電池極板的方向貫穿(鋼針停留在蓄電池中)。蓄電池應符合5.1.11.g)規定。
6.3 蓄電池模塊試驗
6.3.1 外觀
在良好的光線條件下,用目測法檢查蓄電池的外觀。
6.3.2 極性
用電壓表檢測蓄電池極性。
6.3.3 外形尺寸及質量
用量具和衡器測量蓄電池模塊的外形尺寸及質量。
6.3.4 蓄電池模塊充電
按廠家提供的專用規程進行充電。若廠家未提供充電器,在20℃±5℃條件下,蓄電池以1I3(A)電流放電,至蓄電池電壓達到n×3.0V時或單體蓄電池電壓低于2.5V時停止放電,然后在20℃±5℃條件下以1I3(A)恒流充電,至蓄電池電壓達到n×4.2V時轉恒壓充電,充電電流降至0.1I3時停止充電,若充電過程中有單體蓄電池電壓達到4.3V時則停止充電。充電后靜置1h。
6.3.5 20℃放電容量
a) 蓄電池模塊按6.3.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃溫度下,以1I3(A)電流放電,至蓄電池電壓達到n×3.0V時或單體蓄電池電壓低于2.5V時停止試驗,計算放電容量(以Ah計)。
6.3.5.1 試驗過程中記錄單體蓄電池的電壓、溫度變化情況。
6.3.6 簡單模擬工況
a) 蓄電池組按6.3.4方法充電。
b) 按附錄B進行試驗。
6.3.7 耐振動
6.3.7.1 蓄電池模塊按6.3.4方法充電。
6.3.7.2 將蓄電池模塊緊固到振動試驗臺上,按下述條件進行線性掃頻振動試驗:
a) 放電電流:1I3(A);
b) 振動方向:上下單振動;
c) 振動頻率:10~55Hz;
d) *大加速度:30m/s2;
e) 掃頻循環:10次
f) 振動時間:2h。
振動試驗過程中,按6.3.5放電觀察有無異?,F象出現。
6.3.8 **性
所有**試驗均在有充分環境保護的條件下進行。
6.3.8.1 過放電
a) 蓄電池按6.3.4方法充電。
b) 蓄電池在20℃±5℃下;以1I3(A)電流放電(如果有電子保護線路,應暫時除去放電電子保護線路),直至某一單體蓄電池電壓達到0V結束試驗,蓄電池應符合5.2.7.a)規定。
6.3.8.2 過充電
a) 蓄電池按6.3.4方法充電。
b) 可按兩種充電方式進行試驗
1) 以3I3(A)電流充電,至某一單體蓄電池電壓達到5V或充電時間達到90min(其中一個條件優先達到即停止試驗)。
2)以9I3某一單體蓄電池電壓達到10V即停止試驗。(A)電流充電,至
蓄電池應符合5.2.7.b)的規定。
6.3.8.3 短路
a) 蓄電池按6.3.4方法充電。
b) 將蓄電池經外部短路10min,外部線路電阻應小于5mΩ。蓄電池應符合5.2.7.c)的規定。
6.3.8.4 加熱
a) 蓄電池按6.3.4方法充電。
b) 將蓄電池置于85℃±2℃恒溫箱內,并保溫120min。蓄電池應符合5.2.7.d)的規定。
6.3.8.5 擠壓
a) 蓄電池按6.3.4方法充電。
b) 按下列條件進行試驗。蓄電池應符合5.2.7.e)的規定。
擠壓板形式見圖1:一側是平板,一側是異形板,異形板的半圓柱形擠壓頭的典型直徑為75mm,擠壓頭間的典型間距為30mm。擠壓板外廓尺寸300×150(mm)。
1) 擠壓方向:垂直于蓄電池排列方向施壓。
2) 擠壓程度:擠壓至蓄電池模塊原始尺寸的85%,保持5min后再擠壓至蓄電池模塊原始尺寸的50%。
圖1 擠壓板
6.3.8.6 針刺
a) 蓄電池按6.3.4方法充電。
b) 用φ3mm~φ8mm的耐高溫鋼針、以10-40mm/s的速度,從垂直于蓄電池極板的方向至少貫穿3個蓄電池單體(鋼針停留在蓄電池中)。蓄電池應符合5.2.7.f)的規定。
6.4 試驗程序
6.4.1 按本程序進行的試驗應連續進行。
6.4.2 單體蓄電池試驗程序見表1。
6.4.3 蓄電池模塊試驗程序見表2。
表1 單體蓄電池試驗程序
序號 | 檢驗項目 | 檢驗方法章條號 | 單體蓄電池編號 |
1 | 外觀 | 6.2.1 | 1#~24# |
2 | 極性 | 6.2.2 |
3 | 外形尺寸和質量 | 6.2.3 |
4 | 20℃放電容量 | 6.2.5 |
5 | -20℃放電容量 | 6.2.6 | 1#~2# |
6 | 55℃放電容量 | 6.2.7 | 1#~2# |
7 | 20℃倍率放電容量 | 6.2.8 | 1#~2# |
8 | 常溫、高溫荷電保持能力及容量恢復能力 | 6.2.9 | 3#~6# |
9 | 貯存 | 6.2.10 | 7#~8# |
10 | 循環壽命 | 6.2.11 | 9#~10# |
11 | **性 | 6.2.12 | 11#~24# |
表2 蓄電池模塊試驗程序
序號 | 檢驗項目 | 檢驗方法章條號 | 蓄電池編號 |
1 | 外觀 | 6.3.1 | 1#~8# |
2 | 極性 | 6.3.2 |
3 | 外形尺寸及質量 | 6.3.3 |
4 | 20℃放電容量 | 6.3.5 |
5 | 簡單模擬工況 | 6.3.6 | 1#~2# |
6 | 耐振動 | 6.3.7 |
7 | **性 | 6.3.8 | 3#~8# |
7 檢驗規則
7.1 檢驗分類、檢驗項目、要求章條號、樣品數量和試驗周期見表3。
表3 檢驗規則
序號 | 檢驗分類 | 檢驗項目 | 要求章條號 | 樣品數量 | 試驗 周期 |
1 | 出廠檢驗 | 外觀、極性(單體蓄電池、蓄電池模塊) | 5.1.1,5.1.2 5.2.1,5.2.2 | 100% | - |
2 | 外形尺寸及質量(單體蓄電池、蓄電池模塊) | 5.1.3,5.2.3 | 2% | - |
3 | 20℃放電容量(單體蓄電池、蓄電池模塊) | 5.1.4,5.2.4 | 500只內(含500只)抽5只,500只以上抽10只 | |
4 | 型式檢驗 | -20℃低溫放電容量 | 5.1.5 | 每項2只 共24只單體蓄電池和8組蓄電池模塊 | 每年一次 |
5 | 55℃放電容量 | 5.1.6 |
6 | 20℃倍率放電容量 | 5.1.7 |
7 | 常溫與高溫荷電保持與容量恢復能力 | 5.1.8 |
8 | 貯存 | 5.1.9 |
9 | 循環壽命 | 5.1.10 |
10 | **性 | 5.1.11 |
11 | 簡單模擬工況 | 5.2.5 |
12 | 耐振動 | 5.2.6 |
13 | **性 | 5.2.7 |
注: 共需抽樣28只單體蓄電池、10組蓄電池模塊,其中4只為備份單體蓄電池、2組為備份蓄電池模塊。 |
7.2 出廠檢驗
7.2.1 每一批產品出廠前應在該批產品中隨機抽樣進行出廠檢驗,對出廠檢驗的20℃放電性能檢驗項目,所有蓄電池樣品的1I3(A)放電容量差應不大于±5%。
7.2.2 在出廠檢驗中,若有一項或一項以上不合格時,應將該產品退回生產部門返工普檢,然后再次提交驗收。若再次檢驗仍有一項或一項以上不合格,則判定該產品為不合格。
7.3 型式檢驗
7.3.1 有下列情況之一必須進行型式檢驗:
a)新產品投產和老產品轉產;
b)轉廠;
c)停產后復產;
d)結構、工藝或材料有重大改變;
e)合同規定。
7.3.2 判定規則
在型式檢驗中,若有一項不合格時,應判定為不合格。
8 標志、包裝、運輸、貯存
8.1 標志
8.1.1 蓄電池產品上應有下列標志:
a) 制造廠名;
b) 產品型號或規格;
c) 制造日期;
d) 商標;
e) 極性符號;
f) 蓄電池**注意事項及警示。
8.1.2 包裝箱外壁應有下列標志:
a) 產品名稱、型號規格、數量、制造廠名、廠址、郵編;
b) 產品標準編號;
c) 每箱的凈重和毛重;
d) 標明防潮、不準倒置、輕放等標志。
8.2 包裝
8.2.1 蓄電池的包裝應符合防潮防振的要求。
8.2.2 包裝箱內應裝入隨同產品提供的文件:
a) 裝箱單(指多只包裝);
b) 產品合格證;
c) 產品使用說明書。
8.3 運輸
8.3.1 蓄電池運輸荷電狀態應低于40%,在運輸中不得受劇烈機械沖撞、暴曬、雨淋,不得倒置。
8.3.2 蓄電池在裝卸過程中,應輕搬輕放,嚴防摔擲、翻滾、重壓。
8.4 貯存
8.4.1 蓄電池應貯存在溫度5—40℃干燥、清潔及通風良好的倉庫內。
8.4.2 蓄電池應不受陽光直射,距離熱源不得少于2m。
8.4.3 蓄電池不得倒置及臥放,并避免機械沖擊和重壓。
放電過程中監測蓄電池模塊及單體蓄電池電壓,總計進行4個階段的脈沖放電。放電過程中記錄單體蓄電池電壓。在某個脈沖放電階段內若有單體蓄電池電壓低于2.5V則停止放電。同時進行蓄電池模塊的一致性分析。
放電過程中監測蓄電池模塊及單體蓄電池電壓,總計進行2個階段的脈沖放電。在某個脈沖放電階段內若有單體蓄電池電壓低于2.5V則停止放電。同時進行蓄電池模塊的一致性分析。