GB∕T 44257.1-2024 电动土方机械用动力电池 第1部分：安全要求

电动土方机械用动力电池2024-07-24发布2024-07-24实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T44257.1—2024 1 12规范性引用文件 1 14符号和缩略语 2 26试验条件 3 48试验方法 附录A(规范性)热扩散试验 附录B(资料性)电池包或电池系统的典型结构 附录C(规范性)电池包或电池系统绝缘电阻测试方法 参考文献 图1一个温度循环试验示意图 7图2设备电池包或电池系统随机振动测试曲线 8图3机械冲击脉冲容差范围示意图 9图4模拟碰撞脉冲容差范围示意图 图8外部火烧示意图 图9耐火隔板的尺寸和技术数据 图11盐雾试验循环 图A.1内部加热触发电池单体顶盖的出线孔位置示意图 图A.2加热装置布置及其连接导线引出示意图 图A.3针刺触发时温度传感器的布置位置示意图 图A.4外部加热触发时温度传感器的布置位置示意图 图A.5内部加热触发时温度传感器的布置位置示意图 图B.1电池包典型结构 图B.2含集成电池控制单元的电池系统典型结构 TGB/T44257.1—2024图B.3外置集成电池控制单元的电池系统典型结构 图C.1绝缘电阻测量步骤1 图C.2绝缘电阻测量步骤2 表1温度循环试验的一个循环温度和时间 表2电池包或电池系统的振动测试条件 表3机械冲击测试参数 表4机械冲击脉冲容差范围 表5模拟碰撞脉冲容差范围 表A.1热扩散分析与验证报告详细内容 表A.2加热装置功率选择 表A.3加热片规格说明及使用指南 ⅢGB/T44257.1—2024本文件是GB/T44257《电动土方机械用动力电池》的第1部分。GB/T44257已经发布了以下GB/T44257.1—2024GB/T44257《电动土方机械用动力电池》是指导我国电动土方机械用动力电池安全可靠性的基础性和通用性标准。GB/T44257旨在确立适用于土方机械用动力电池产品相关的通用性安全要求以及——第1部分：安全要求。目的在于确立适用于电动土方机械行业用动力锂离子电池的安全——第2部分：电性能要求。目的在于确立适用于电动土方机械用动力锂离子电池的电性能第1部分和第2部分配合使用，以便更好地满足电动土方机械行业使用要求。1GB/T44257.1—2024电动土方机械用动力电池本文件规定了电动土方机械用动力电池单体、电池包或电池系统的安全要求，描述了相关试验方法。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db:交变湿热(12h+12h循环)GB/T2423.17电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka:盐雾GB/T2423.43电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装GB/T2423.56环境试验第2部分：试验方法试验Fh:宽带随机振动和导则GB/T4208—2017外壳防护等级(IP代码)GB/T28046.4—2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求GB/T44254电动土方机械术语3术语和定义GB38031、GB/T44254界定的以及下列术语和定义适用于本文件。电动土方机械electricearth-movingmachinery;EEMM运行能量全部或部分由电能提供的土方机械。注1:运行能量指土方机械作业所需要的能量，包括能量输入、能量输出以及中间的能量转换过程。注2:电能来源于机载可充电储能系统、燃料电池、发电机将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置。2SOC:荷电状态(state-of-charge)3GB/T44257.1—2024绝缘电阻不应小于1002/V。绝缘电阻不应小于1002/V。4GB/T44257.1—2024n——试验目标值的百分数值。b)电流测量装置：±0.5%FS;d)时间测量装置：±0.1s;控制值(实际值)与目标值之间的误差要求如下：a)电压：±1%;b)电流：±1%;7试验准备电池单体先以制造商规定且不小于1I₂的电流放电至制造商技术条件中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电，充电后搁置1h(或制造商提供的不大于1h的搁置时间)。以制造商规定且不小于1I₃的电流恒流充电至电池单体达到制造商技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05I₁时停止充电，充电后搁置1h(或制造商提供的不大于1h的搁5d)重复步骤a)～c)不超过5次。e)重复步骤a)～d)不超过5次。68.1.3.3以制造商规定且不小于1I₃的电流恒流充电至制造商规定的充电终止电压的1.1倍或115%温度时间增量累计时间累计时间温度变化率℃minmin000-40-4000.6741004800.867GB/T44257.1—202460402000100200300400500d)挤压程度：电压达到0V,或变形量达到15%,或挤压力达到100kN,或挤压力达到1000倍随机振动(每个方向测试时间为21h)频率x轴功率谱密度(PSD)y轴功率谱密度(PSD)z轴功率谱密度(PSD)568表2电池包或电池系统的振动测试条件(续)随机振动(每个方向测试时间为21h)频率x轴功率谱密度(PSD)y轴功率谱密度(PSD)z轴功率谱密度(PSD)Hzg²/Hzg²/Hzg²/Hz0.110.0010.020.030.000150.0050.0020.0006————0.0006———RMSx轴y轴z轴0.79g注：g表示重力加速度，g取值为9.80m/s²1y0.001XZ8.2.2.2对试验对象施加表3规定的半正弦冲击波，z轴的正负方向各6次，共计12次。测试程序参数要求冲击波形半正弦波测试方向士z9GB/T44257.1—2024测试程序参数要求加速度值脉冲时间冲击次数正负方向各6次点脉宽ms士z方向加速度值A0.00B2.945.95gC5.95gD0.00E0.002.68gF2.008.05gG4.008.05gH0.00点脉宽(整机工作质量)3.5t～7.5t(整机工作质量)(整机工作质量)x方向加速度y方向加速度x方向加速度y方向加速度x方向加速度y方向加速度A000000BCD000000E04.5gFGH000000但不超过1m。GB/T44257.1—20248.2.4.3完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察2h。图5挤压板形式一示意图图6挤压板形式二示意图8.2.5.1试验对象为电池包或电池系统。要求),循环5次。8.2.5.3完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察2h。温度/℃Y2+63+60十57+25b02X时间/h标引序号说明：b——降温开始；d——冷凝；e——干燥；f——一个循环周期。GB/T44257.1—2024φ30A27.5±327.5±327.5±327.5±3240±5端温度环境中保持8h,循环5次。8.2.9.2按照GB/T2GB/T44257.1—2024象喷雾8h,然后静置16h。8.2.9.5至少进行6个循环。b——打开(喷盐雾);图11盐雾试验循环b)试验对象发出终止充电电流的信号；得试验对象放电到其额定电压的25%为止； A.1制造商定义的热失控报警信号说明A.1.2警告信号说明：描述传感器以及在发生热失控时电池包或电池系统控制说明。A.2说明电池包或电池系统安全性文件A.2.3相关物理系统和组件的系统图。相关系统和组件是指有助于保护乘员免受由单个电池热失控A.2.4表示相关系统和组件的功能操作、确认所有风险缓解功能或特征的图表。A.3验证与资料提供说明A.3.2热扩散分析与验证报告应包含表A.1所列3项报告，其中第1项和第2项为制造商提供，第3表A.1热扩散分析与验证报告详细内容编号报告名称对应章条1制造商定义的热失控报警信号说明A.1.1、A.1.22说明电池包或电池系统安全性技术文件3检测机构依据制造商提供的技术文件、试验程序进行结果验证的检测报告A.3GB/T44257.1—2024A.4热扩散保护验证试验程序A.4.1试验对象试验对象为电池包或电池系统。A.4.2试验条件试验应在以下条件进行。a)温度0℃以上，相对湿度10%～90%,大气压力86kPa～106kPa。调至不低于制造商规定的正常SOC工作范围的95%;对于设计为仅通过车辆能源进行充电的电池包或电池系统，SOC调至不低于制造商工作范围的90%。A.4.3试验方法其他方法来触发热失控。A.4.3.2热失控触发对象：试验对象中的电池单体。选择电池包内靠近中心位置，或者被其他电池单A.4.3.3完成以上试验后，在试验环境温度下观察2h。A.4.3.4针刺触发热失控方法如下：e)针刺位置及方向：选择能触发电池单体发生热失控的位置和方向(例如，垂直于极片的方向);f)针刺停止条件：直至热失控，或者针刺深度达到触发电池单体在针刺方向尺寸的90%。缘层。对于尺寸与电池单体相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个电池单体，与触发对应不大于电池单体的表面积；将加热装置的加热面与电池单体表面直接接触，加热装置的位置应与发生热失控或者A.4.3.7定义的监测点温度达到300℃后，停止触发。表A.2加热装置功率选择触发对象电能EWh加热装置最大功率E<100300～1000表A.2加热装置功率选择(续)触发对象电能EWh加热装置最大功率W400≤E<800E≥800内部加热方法参数/说明加热片规格材质Cu+绝缘层，或其他合适的电阻加热元件面积50mm×50mm～15mm×15mm厚度功率150W～700W使用方法布置位置卷芯表面引线孔/引线端部密封树脂胶，如环氧树脂，或者合适的结构密封方式停止加热条件发生热失控GB/T44257.1—2024连接导线连接导线连接导线连接导线密封位置内部加热触发热失控测试流程如下：b)根据目标加热功率调整供电设备电压，闭合开关对加热片进行供电，加热电池单体直至热A.4.3.7监控点布置方案如下。试过程中触发对象的最高表面温度)。温度数据的采样间隔应小于1s,准确b)针刺触发时，温度传感器的位置应接近短路点，也可使用针的温度(见图A.3)。触发对象温度传感器针刺点图A.3针刺触发时温度传感器的布置位置示意图c)加热触发时，温度传感器布置在远离热传导的一侧，即安装在加热装置的对侧(见图A.4、a)硬壳及软包电池b)圆柱形电池-Ic)圆柱形电池-Ⅱa)硬壳电池b)圆柱形电池图A.5内部加热触发时温度传感器的布置位置示意图21A.4.3.8热失控触发判定条件：23高压电路高压电路电流接触器、保准修开关(可选)单体/模块集成：热管理装置和连接(可选)总线bucB.2电池系统高压电路电流接触(可选)热管理装置In——冷却介质进口；Out——冷却介质出口。电池系统电池控制单元热管理装置和连接(可选)图B.2含集成电池控制单元的电池系统典型结构电流接触电池系统电池箱utIn——冷却介质进口；Out——冷却介质出口。24GB/T44257.1—2024(规范性)电池包或电池系统绝缘电阻测试方法C.1试验条件电池包或电池系统均以制造商规定的完全充电状态进行，试验环境温度为22℃±5℃,湿度为电压检测工具的内阻不小于10MQ。在测量时若绝缘监测功能会对电池包或电池系统绝缘电阻的测试产生影响，则应将绝缘监测功能关闭或者将绝缘电阻监测单元从B级电压电路中断开，以免影响测量值，否则制造商可选择是否关闭绝缘监测功能或者将绝缘监测单元从B级电压电路中断开。C.2绝缘电阻测试方法C.2.1.1使电池包或电池系统内的电力、电子开关激活C.2.1.2用相同的两个电压检测工具同时测量电池图C.1所示。待读数稳定，较高的一个为U₁,较低的一个为U₁'。注：电池包或电池系统的电