电池及管理系统设计技术规范.docx

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电池及管理系统设计技术规范

电池及管理系统设计技术规范

1编制：

2校对：

3审核：

4批准：

5有限公司

62015年9月

7前言

动力电池作为纯电动汽车的唯一能量来源，动力电池的匹配对整车动力性和经济性都有较大影响。

动力电池的容量、比功率等参数选择越大，汽车储能能力就越强，纯电动行驶里程越大。

但是参数选择越大，势必使得电池质量增大，而又影响了整车性能且大大增加了成本，因此动力电池匹配优化非常重要。

本规范将指导在本公司纯电动汽车设计中使用的动力蓄电池及电池管理系统的技术要求、试验方法，试验规则、标志、包装、运输、储存的方法。

本技术条件由有限公司提出。

本技术条件由技术中心起草。

一、锂离子电池选型

1、范围

本标准规定了本公司对电动汽车用动力蓄电池及管理系统的寿命、安全性、新能的要求和规范。

2、规范性引用文件

GB/T31484—2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法

GB/T31485—2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法

GB/T31486—2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

GB/T2900.41电工术语原电池和蓄电池

GB/T19596电动汽车术语

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。

1.1能量型蓄电池：

以高能量密度为特点，主要用于高能量输出的蓄电池。

1.2功率型蓄电池：

以高功率密度为特点，主要用于瞬间高功率输出、输入的蓄电池。

1.3容量恢复能力：

蓄电池在一定的温度条件下，储存一段时间后再充电，其后放电容量与额定容量之比。

1.4充电终止电流：

在指定恒压充电时，蓄电池终止充电时的电流。

1.5爆炸：

蓄电池外壳破裂，内部有固体物质从蓄电池中冲出，并发出声音

1.6起火：

蓄电池壳体中冒火

1.7I3放电能量：

蓄电池在20°C±5°C温度下，以1I3（A）电流放电，达到终止电压是所放出的能量（（Wh）。

）此值可从电压-容量曲线的覆盖面积分求得，要求至少50个等值时间间隔点，或用积分仪直接求得。

4、符号

C1——1小时额定容量（Ah）

I1——1小时放电电流其数值等于C3/3（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）。

5、动力蓄电池循环寿命要求

5.1室温放电容量（初始容量）

5.1.1蓄电池单体按照GB/T31484-2015中6.2试验时，其放电容斡应不低于额定容皱，并且不超过额定容110%，同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。

5.1.2蓄电池模块和系统按照GB/T31484-2015中6.2试验时，其放电容量应不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%，同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的7%。

5.2标准循环寿命

测试样品按照GB/T31484-2015中6.4进行标准循环寿命测试时，循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量的90%，或者循环次数达到100。

次时放电容量应不低于初始容量的80%。

5.3工况循环寿命

5.3.1合动力乘用车用功率型蓄电池按照GB/T31484-2015中6.5.1进行工况循环测试时，总放电能量与电池初始能量的比值达500时，计量放电容量和5s放电功率。

5.3。

2混合动力商用车用功率型蓄电池按照GB/T31484-2015中6.5.2进行工况循环测试时，总放电能量与电池初始能量的比值达500时，计量放电容量和55放电功率。

5.3.3纯电动乘用车用能量型蓄电池按照GB/T31484-2015中6.5.3进行工况循环测试时，总放电能量与电池初始能量的比值达500时，计量放电容量。

5.3.4_纯电动商用车用能量型蓄电池按照GB/T31484-2015中6.5.4进行工况循环测试时，总放电能量与电池初始能量的比值达500时，计量放电容量。

5，3.5插电式和增程式电动汽车用蓄电池参照GB/T31484-2015中6.5.3或6.5.4进行工况循环测试时，总放电能量与电池初始能量的比值达500时，计量放电容量。

6、动力蓄电池安全要求

6.1单体蓄电池

6.1.1单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.2进行过放电试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。

6.1.2单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.3进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。

6.1.3单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.4进行短路试验时，应不爆炸、不起火。

6.1.4单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.5进行跌落试验时

a）对于锂离子蓄电池，应不爆炸、不起火、不泻漏液;

b）对于金属氢化物镍蓄电池，应不爆炸、不起火。

6.1.5单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.6进行加热试验时，应不爆炸、不起火。

6.1.6单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.7进行挤几试验时，应不爆炸、不起火。

6.1.7单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.8进行针刺试验时，应不爆炸、不起火。

6.1.8单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.9进行海水浸泡试验时，应不爆炸、不起火

6.1.9单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.10进行温度循环试验时，应不爆炸、不起火、不泻漏液

6.1.10单体蓄电池按GB/T31485-2015中6.2.11进子了低气压试验时，应不爆炸、不起火、不泻漏液

6.2蓄电池模块

6.2.1蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.2进行过放电试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。

6.2.2蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.3进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。

6.2.3蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.1进行短路试验时，应不爆炸、不起火。

6.2.4蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.5进行跌落试验时:

a）对于锂离子蓄电池，应不爆炸、不起火、不泻漏液;

b）对于金属氢化物镍蓄电池，应不爆炸、不起火。

6.2.5蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.6进行加热试验时，应不爆炸、不起火。

6.2.6蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.7进行挤压试验时，应不爆炸、不起火。

6.2.7蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.8进行针刺试验时，应不爆炸、不起火。

6.2.8蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.9进行海水浸泡试验时，应不爆炸、不起火。

6.2.9蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.10进行温度循环试验时，应不爆炸、不起火、不泻漏液。

6.2.10蓄电池模块按GB/T31485-2015中6.3.11进行低气压试验时，应不爆炸、不起火、不泻漏液。

7、动力蓄电池电性能要求

7.1单体蓄电池

7.1.1外观

单体蓄电池按GB/T31486—2015中6.2.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面无毛刺、于燥、无外伤、无污物，且宜有清晰正确的标志。

7.1.2极性

单体蓄电池按GB/T31486—2015中6.2.2检验时，端子极性标识应正确、清晰。

7.1.3外形尺寸及质

单体蓄电池按GB/T31486—2015中6.2.3检验时，蓄电池外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。

7.1.4室温放电容量

单体蓄电池按GB/T31486—2015中6.2.5试验时，其放电容量应不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%，同时所一有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。

注:

极差是所有样本的最大值和最小值之差。

7.2蓄电池模块

5.2，1外观

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面干燥、无外伤，且排列整齐、连接可靠、标志清晰等。

7.2.2极性

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.2检验时，端子极性标识应正确、清晰。

7.2.3外形尺寸及质量

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.3检验时，外形尺寸及质量应符合企业提供的产品技术条件。

7.2.4室温放电容量

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.5试验时，其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%。

7.2.5室温倍率放电容量（按照厂家提供电池类型分别进行试验）

高能量蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.6.1试验时其放电容量应不低于初始容量的90%

高功率蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.6.2试验时其放电容量应不低于初始容量的80%

7.2.6室温倍率充电性能

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.8.7试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。

7.2.7低温放电容量

锂离子蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.8试验时，其放电容量应不低于初始容量的70%写。

金属氢化物镍蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.8试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。

7.2.8高温放电容量

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.9试验时，其放电容量应不低于初始容量的90肠。

7.2.9荷电保持与容量恢复能力

锂离子蓄电池模块按6.3.10试验时，其室温及高温荷电保持率应不低于初始容量的85%，容量恢复应不低于初始容量的90%。

金属氢化物镍蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.10试验时，其室温荷电保持率应不低于初始容量的85%，高温荷电保持率应不低于初始容量的70%，容量恢复应不低于初始容量的95%。

7.2.10耐振动性

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.11试验时，不允许出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳变形、电解液溢出等异常现象，并保持连接可靠、结构完好。

7.2.11储存

蓄电池模块按GB/T31486—2015中6.3.12试验时，其容量恢复应不低于初始容量的90%。

8、电池组匹配

8.1电池组总容量的确定

电池组的总容量决定了整车的续驶里程，匹配大容量的电池组可以增加续驶里程，但同时会增加整车重量并大大增加成本，所以合理的匹配电池容量对提升整车性能非常重要。

计算整车的续驶里程引用GB/T18386电动汽车能量消耗率和续航里程标准，即采用等速法（40Km/h）和续航里程设计目标值反向计算电池容量。

具体计算方法如下：

设：

续驶里程设计目标值D（Km），整车形式传动效率ηT，电机工作效率ηe，电池放电效率ηb，电池组总容量E（Kw/h），整车在40Km/h负载稳定行驶输出功率为P4（Kw）由能量平衡可得下方程式：

E×ηT×ηe×ηb=P40×（D/40）

则电池总容量为

注：

整车负载按GB/T18386电动汽车能量消耗率和续航里程标准加载，即：

a）如果最大允许装载质量小于或等于180Kg，按最大装载质量加载；

b）如果最大允许装载质量大于180Kg，但小于360Kg，按180Kg加载；

c）如果最大允许装载质量大于360Kg，按最大装载质量的一半加载；

8.2电池组的连接形式

单体电池的工作电压较低，一般不会直接并联供电，故电池组连接可分为串联和串联后并联的混连两种方式。

根据电动车电机的最大电压和最大电流确定，一般