电动汽车动力电池系统设计规范03.docx

1、电动汽车动力电池系统设计规范03动力电池系统设计规范编 制： 审 核： 批 准： 日 期： 前 言本规范规定山东省普天新能源汽车（山东）有限公司开发的专用车辆时的线束设计规范。本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司产品开发部提出。本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司批准。本规范主要起草人：李劲松 本规范于2015年8月首次发布。电动汽车动力系统设计规范1. 概述动力电池系统是电动汽车的重要组成部分，为电动汽车驱动提供能量来源。由于电池系统是高电压高能量密度产品，在设计电池系统时，主要从箱体设计、电池成组设计、电池安全、以及电池管理系统设计等方面进行。2. 设计原则动力电池系统设计以满足车辆动力要

2、求为前提，同时从电池系统自身内部结构和安全设计、电池管理等方面进行设计，主要包括以下几个部分：（1）电池箱外观尺寸：电池箱体尺寸主要根据车辆提供的电池安装空间进行设计，并且要考虑到接插件和机械连接部位的尺寸影响。电池箱内部尺寸，主要从整体设计考虑，从电池的排布、线束的排布以及电池管理系统尺寸位置、热管理系统尺寸及位置等方面进行设计。电池箱的外观设计主要从材质、表面防腐蚀、绝缘处理、产品标识等方面进行设计。（2）电池性能参数：电池系统参数，比如电压平台、额定容量、额定能量、最大可持续放电电流、瞬间峰值放电电流、瞬间峰值充电电流等，在设计时要根据车辆的动力参数和要求进行匹配。（3）电池管理：动力电

3、池系统管理主要通过电池管理系统完成。通过制定电池的充放电策略、温度管理策略、报警策略等实现对电池系统的管理。（4）整车对电池系统的管理：通过整车控制器与电池管理系统的通信进行电池系统的管理。具体通过制定通信协议完成3. 参考引用标准下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2900.11 电池术语原电池和蓄电池GB 5013.1-1997额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆 第一部分：一般要求GB 5023.1-1997额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆

4、 第一部分：一般要求 GB/T 19666-2005阻燃和耐火电线电缆通则GB/T 18384.1 2001 电动汽车 安全要求 第1部分:车载储能装置GB/T 18384.2 2001 电动汽车 安全要求 第2部分:功能安全和故障保护GB/T 18384.3 2001 电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护GB/T 18487.1-2001 电动车辆传导充电系统一般要求GB/T 19596-2004 电动汽车术语GB-T2423.17-1993 盐雾试验方法GB-T2424.1-2005高温低温试验导则GBT17619-1998机动车电子电器组件的电磁辐射QC/T 413-2002 汽车

5、电器设备基本技术条件QC/T743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池QC/T 417.1-2001 车用电线束插接器(第1部分 定义，试验方法和一般性能要求)QC/T 417.3-2001 车用电线束插接器(第3部分 单线片式插接件的尺寸和特殊要求)QC/T 417.4-2001 车用电线束插接器(第4部分 多线片式插接件的尺寸和特殊要求)QC/T 417.5-2001 车用电线束插接器(第5部分 用于单线和多线插接器圆柱式插接件尺寸和特殊要求)QC/T 238-1997 汽车零部件的储存和保管QC/T625汽车用涂镀层和化学处理层JBT 11141-2001锂离子蓄电池模块箱通用要求ISO

6、7637 道路车辆-传导和耦合的电气骚扰ISO12405-2电动道路车辆-锂离子电池组和电池系统的测试规范SAE J1797 reaffirmed JUN2008SAE J1939 汽车现场总线协议4. 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。4.1电池包电池包是一种能量储存装置，包括单体电池，单体电池的组合，单体电池电子部件，高压线路（可含接触器）和过流切断装置（包含电子连接装置），冷却、高压、辅助低压、通信接口，所有的器件通常都安装于一个电池箱体内。4.2电池系统电池系统是一种能量储存装置，由一个或多个电池包以及电池管理（控制）系统组成。4.3电池系统标称容量电池系统标准充电后标准放电，标准

7、放电的容量为电池系统的标称容量。4.4电池系统标称能量电池系统标准充电后标准放电，标准放电的电量为电池系统的标称能量。4.5电池系统标称电压电池系统标准充电后标准放电，标准放电的电量比标准放电的容量为电池系统的标称电压。4.6电池系统SOC电池系统的荷电量与电池系统标称容量的比值。4.7标准环境状态温度为20-25，湿度为7090%相对湿度。4.8标准充电标准环境状态下，电池系统以1I3(A)电流放电，至电池系统自动终止或发出充电终止命令停止放电，静置1h。然后在标准环境下以1I3(A)电流充电，至电池系统自动终止或发出充电终止命令停止充电，静置1h。4.9标准放电标准环境状态下，以1I3(A

8、)恒流对电池系统进行放电，电池系统自动终止放电或发出终止放电命令停止放电。4.10电池系统能量密度电池系统所储存的能量与电池系统质量的比值。4.11充电速率电池系统SOC从10%充电到90%所需的时间。4.12电池系统储能效率电池系统释放出的电量与电池系统储存对应的充入电量的比值5. 设计要求5.1整体要求5.1.1基本技术要求1）电池箱内所有连接线阻燃和耐火性能需满足GB/T 19666-2005的要求。2）电池箱的标识和铭牌明晰，正确，应组装在第一观赏面处，人接触时应清楚可见；标识应符合GB/T 18384.1中4.1条的要求。3）电池箱的外观、尺寸及材质要满足JBT 11141-2011

9、的要求4）动力连接线应符合GB 5013.1-1997和GB 5023.1-1997的要求。5）低压控制线路、采集线路的连接器应满足QC/T417.1-2001、QC/T417.3-2001、QC/T417.4-2001的要求。6）低压控制线路、采集线路的线束应符合QC/T 417.1-2001的要求，材料要求应符合QC/T 413-2002的要求。7）防水、防尘及安全防护等级应满足JBT 11141-2011和GB/T 18384.3中的要求。8）单体电池及模组应满足QC/T 743的要求，并且具有国家认可的第三方检测机构的报告。5.1.2规格要求总电压：330360V。总容量：75Ah。5

10、.1.3电性能要求表1 电性能要求序号项目指标电池系统性能参数1 单体型号ISR193765AE-5.3Ah2 动力电池总成能量33.4kwh3 动力电池总成标称电压350V4 动力电池总成标称容量95.4Ah5 单体电压/容量3.8V/5.3Ah6 电池成组方案18并92串7 电池系统能量密度80Wh/kg8 电池系统电压工作范围最低电压298，最高电压394V9 电池系统工作温度充电温度：（-545）,-50时，充电电流0.1C; 010范围内充电电流0.3C放电：-20C 60C10 工作时的温度均匀性1011 电池系统充电能力最大持续3I3(A)， 30min(室温条件下)12 电池系

11、统放电能力最大持续3I3(A) ,持续；4.5I3(A)，10S13 充放电效率90%14 荷电保持能力（30日）（环境温度205，湿度85%）95%15 绝缘电阻出厂测试值10M16 自放电5%（月，常温常压）17 实际可用容量64Ah实际可用容量76Ah18 0放电能力放出的容量应大于实际可用容量的90%19 -20放电能力放出的容量应大于实际可用容量的70%20 60放电能力放出的容量应大于实际可用容量的90%21 倍率性能在205下以4.5I3(A)恒流放电，放出的电量应大于实际可用容量的90%22 储能效率电池系统储能效率应大于90%成组技术23 电池系统一致性要求单体电池容量差4%

12、；常温下单体电池静态压差0.05V（30%SOC）24 抗振性能符合汽车电气设备基本技术条（QC/T413-2002）的抗振性要求25 防护等级IP5626 总重量300kg27 长时间搁置电量30%SOC（每六个月对电池进行一次充放电，存储电压为3.23.35V）28 运输运输荷电态不宜超过50%，运输过程中不得受剧烈机械冲撞、暴晒、雨淋。5.1.4安全要求单体蓄电池应满足QC/T 743的5.1.11安全性要求；蓄电池模组应满足QC/T 743的5.2.7安全性要求。5.1.5 低温充电加热低温充电加热方案：加热功率小于1000W，加热模块供电来源于充电机。5.2电池管理系统设计要求5.2

13、.1电池管理系统基本功能1) 数据采集功能，实时采集总电压、总电流、单体电压、温度等电池状态信息；2) 绝缘检测功能，实时检测高压正、负极端对电底盘之间的绝缘电阻；3) 电流和功率估计功能，根据温度、SOC和单体电压估计电池最大充放电电流和功率；4) 电池荷电状态（SOC）估算功能；5) 均衡功能，均衡电流100mA；6) 热管理功能；7) 两个或两个以上的CAN通信接口；8) 能通过在不拆开电池箱的情况下进行参数修改、标定及软件升级；9) 故障诊断功能，包括温度、电压、电流、绝缘、接触器状态、保险丝、传感器、通信等；10) 电池系统安全管理功能，包括过充、过放、过流、绝缘失效、过热、压差、温

14、差等保护；11) 故障实时告警功能，故障按紧急程度分为三级。报警级别顺序定义应统一为从低到高，即一级为最低级别报警，越往上警示级别越高；5.2.2电池管理系统基本技术指标表2电池管理系统基本技术要求序号项目技术指标1. 工作电源12 VDC，范围9-18 V2. 工作功耗（W）额定功耗5W3. 电压采样（单体）精度 10mV，范围 25V ，采样周期100ms（总电压）精度 1%FS，范围 10500V ，采样周期100ms4. 电流采样精度2A，范围200A，采样周期100ms5. 温度采样精度1 ，范围 -3090 ，采样周期200 ms，采样点数12，采样点位置：温度采样点均匀布置。6. SOC估算精度8%7. 均衡功能均衡电流不小于100mA8. 热管理功能电池温差小于109. 抗干扰和可靠性满足国家相关标准GB/T17619-199810. CAN通讯CAN2.0B，支持J1939协议。11. 工作温度-257512. 充电协议满足“GB/T 27930-2011电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议”。13. CAN接口2路14. 电池管理系统编