轮椅车 第31部分 电动轮椅车的锂离子电池系统和充电器 要求和试验方法 征求意见稿

1GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:2023轮椅车第31部分:电动轮椅车的锂离子电池系统和充电器要求和试验方法警示：本文件使用可能涉及危险的材料、操作和设备。本文件无意陈述与使用本文件相关的所有安全或环境问题。使用本文件前，本文件的使用者有责任采取适当安全防护措施保证人员、环境的安全和健康。应特别注意，锂离子电池起火引发的有毒烟雾排放的可能性。本文件规定了电动轮椅车的锂离子电池、电池系统和充电系统的要求和试验方法。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，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。ISO7176-8轮椅车第8部分：静态强度,冲击强度及疲劳强度的要求和测试方法（Wheelchairs—Part8:Requirementsandtestmethodsforstatic,impactandfatiguestrengths）ISO7176-14轮椅车第14部分：电动轮椅车和电动代步车动力和控制系统要求和测试方法（Wheelchairs—Part14:Powerandcontrolsystemsforelectricallypoweredwheelchairsandscooters—Requirementsandtestmethods）注：GB/T18029.14-2012轮椅车第14部分：电动轮椅车和电动代步车动力和控制系统要ISO7176-25:2022轮椅车第25部分：电动轮椅车的电池和充电器(Wheelchairs—Part25:Lead-acidbatteriesandchargersforpoweredwheelchairs—Requirementsandtestmethods）注：GB/T18029.25-2022轮椅车第25部分：电动轮椅车的电池和充电器(ISO7176-25IEC60335-2-29:2016+Amd1:2019家用和类似用途电器安全第2-29:部分：电池充电器的特殊要求（Householdandsimilarelectricalappliances—Safety—Part2-29:Particularrequirementsforbatterychargers）IEC60417设备用图形符号注册符号（Graphicalsymbolsforuseonequipment—Registeredsymbols）注：GB/T5465.2-2023电气设备用图形符号第2部分：图形符号(IEC60417Database:2IEC60529外壳防护等级（IP代码Degreesofprotectionprovidedbyenclosures(IPCode)）注：GB/T4208-2017外壳防护等级（IP代码）(IECIEC62133-2含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组－便携式密封蓄电池和蓄电池组的安全性要求第2部分：锂系（Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Safetyrequirementsforportablesealedsecondarylithiumcells,andforbatteriesmadefromthem,foruseinportableapplications-Part2:Lithiumsystems）IEC61960-3含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式锂蓄电池和蓄电池组第3部分：方型和圆型锂蓄电池和蓄电池组（Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Secondarylithiumcellsandbatteriesforportableapplications-Part3:Prismaticandcylindricallithiumsecondarycellsandbatteriesmadefromthem）IEC62619:2017含有碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组工业用锂蓄电池和蓄电池组的安全要求（Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Safetyrequirementsforsecondarylithiumcellsandbatteries,foruseinindustrial2GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:2023applications）3术语和定义ISO7176-26界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1（单体）电池cell电芯batterycell设计用于充电的，由电极、隔膜、电解质、容器和端子组成，通过直接转换化学能提供电能的基本生产单元。[来源:IEC62133-2:2017,3.7]3.2电池包batterypack由一个或多个单体电池或模块电气连接的能量存储装置。[来源：IEC62619:2017，3.10，有修改]3.3模块module电池模块batterymodule有或无保护装置（如熔断器或正温度系数热敏电阻（PTC））和监控电路，通过串联和/或并联连接在一起的电池组。[来源：IEC62133-2:2017，3.9，有修改]3.4锂离子电池lithium-ionbattery含有有机溶剂电解液，利用储锂的层间化合物作正极和负极的蓄电池。[来源：IEV482-05-07，有修改]3.5电池管理系统batterymanagementsystemBMS具有维持电池安全和防止损坏的功能的电子系统。3.6电池系统batterysystem电池battery包括一个或多个单体电池、模块或电池包的系统。[来源：IEC62619:2017，3.11，有修改]3.7电池失衡cellimbalance如果继续发展，可能引发危险的单体电池状态之间的差异。3.8额定容量ratedcapacity在指定的条件下测量的、生产商声称的电池的容量值。3.9起火fire单体电池、模块、电池包或电池系统发出的火焰发射。[来源：IEC62619:2017，3.17]3GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:20233.10电池充电系统batterychargingsystem由充电电路中的电池充电器、电池系统和互联部件以及接头和保护装置组成的系统。3.11安全特低电压safetyextra-lowvoltageSELV空载电压不超过50V，导体之间以及导体与接地之间不超过42V的电压。注1：当从供电电源获得安全超低电压时，需通过安全隔离变压器或具有独立绕组的转注2：规定的电压限值是基于安全隔离变压器输入电压[来源：IEC60335-1:2020，3.4.2，有修改]3.12安全隔离变压器safetyisolatingtransformer提供输出电压不超过120V无纹波直流电的电池充电电路，输入绕组与输出绕组绝缘至少通过相当于双重绝缘或加强绝缘的变压器。[来源：IEC60335-2-29:2016+Amd1:2019，3.4.3]3.13热失控thermalrunaway单体电池内部不受控制的放热反应引起的发热。[来源：ISO6469-1:2019/Amd:2022，3.38]4锂离子电池4.1电池性能和安全要求4.1.1总则锂离子电池应符合IEC62133-2的要求。4.1.2起火单体电池内的热失控不应导致整个电池系统起火，或者火势在电池系统外部蔓延。电池系统应符合IEC62619:2017中7.3.3的要求。4.1.3电池循环耐久性电池的循环耐久性由其在特定条件下能执行的充电/放电循环次数确定。生产商应根据IEC61960-3测试结果声明充电/放电循环次数。4.2电池管理系统要求4.2.1概述图1给出了电池管理系统的可能位置示例，包括电池管理系统子系统。电池管理系统能向轮椅车控制器报告：——电池电流；——荷电状态和健康状态。并且能平衡各个单体电池之间电压或荷电状态。控制器能使用电池管理系统报告的信息限制功率，如为防止电池管理系统切断电源，轮椅车减速和/或下坡时能源再生期间的充电功率。4GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:2023a）电池管理系统的所有功能均在电池包中b）电池管理系统功能分给电池包和控制器图1电池管理系统位置和电池系统配置示例4.2.2功能要求电池管理系统应提供以下功能：a）单体电池过压保护；b）单体电池欠压保护；f）电池状态，包括荷电状态、向操作人员指示和/或用于轮椅车操作的必要信息。——单体电池失衡保护；——允许控制器限制功率的所需信息。通过检查轮椅车生产商、控制器生产商、电池管理系统生产商和/或电池生产商提供的文件来验证符合4.2.3电磁兼容性（EMC）5GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:202当按照电池管理系统生产商的使用说明书，将电池管理系统安装在轮椅车上时，轮椅车应满足电磁兼容性的适用要求。相关要求见ISO7176-21和IEC60601-1-2。4.2.4气候试验当按照电池管理系统生产商的使用说明书，将电池管理系统安装在轮椅车上时，轮椅车应满足气候试验的适用要求。相关要求见ISO7176-9。5电池充电系统的要求5.1电池充电器接口5.1.1总则正确选择充电器接口对以下方面很重要：——保证电池充电器之间，及轮椅车电池之间的接口兼容性；——防止不兼容引发的危害。所选接口应：——与适合的轮椅车电池匹配；——无论是否通电，为所连接的轮椅车提供检测接口是否匹配的方式，以支持驱动抑制功能；——充电器的输出端上有公（凸起）接头。接口应满足ISO7176-14中充电连接的要求。5.1.2卡侬（XLR）电池充电器接口如果用于为锂离子电池充电的电池充电器具有3针卡侬（XLR）输出接口，则将电池充电器连接到装有兼容3针卡侬（XLR）充电接口的铅酸电池的轮椅车上时，不应存在危险。3针卡侬（XLR）接口应满足ISO7176-25中3针卡侬（XLR）接口的要求。5.1.3卡侬（XLR）轮椅车充电器接口如果装有锂离子电池的轮椅车上安装卡侬（XLR）接口，则任何电池充电器，通过卡侬（XLR）接口，为锂离子电池充电时，应按照电池生产商的使用说明书进行。或锂离子电池的电池管理系统宜检测到错误的电压输入后停止充电。3针卡侬（XLR）接口应满足ISO7176-25中3针XLR接口的要求。5.2电池充电器功能5.2.1要求5.2.1.1总则电池充电器应满足IEC60335-2-29的要求。5.2.1.2非车载电池充电器仅用于干燥室内区域的非车载电池充电器应提供按照IEC60529的方法测定的不低于IPX1级的保护。这些电池充电器应标有“仅用于干燥的室内区域”或者符合IEC60417-5957的符号。5.2.1.3随车携带式电池充电器6GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:2023用于干燥室内区域以外场所的随车携带式电池充电器、车载电池充电器和非车载电池充电器应提供IEC60529的规定不低于IPX4级的保护。5.2.1.4随车携带式充电器和车载充电器如果是车载充电器，按照轮椅车生产商提供的使用说明书安装电池充电器。对轮椅车/充电器组合进行ISO7176-8中规定的多辊疲劳试验和路缘跌落疲劳试验。试验完成后，电池充电器应无损坏，满足IEC60335-2-29:2016中8.1、15.1.1、16.3和第29章的要求，且连接无松动。随车携带式充电器应满足IEC60335-2-29:2016+Amd1:2019中21.102的要求。5.2.1.5充电器性能电池充电器应能8小时内将电量即将耗尽的电池充电至其额定容量的80%。电池充电器的额定输出电流应大于或等于下式计算的Ir值：r——电池充电器的额定输出电流；Cr——预期使用该充电器充电的的电池最大额定容量，单位为Ah。通过检查电池充电器生产商、电池生产商和/或轮椅车生产商提供的文件验证符合性。5.2.1.6电池放电5.2.1.6.1要求断开供电电源，并保持电池充电器与电池连接，电池充电器可能从电池中汲取过大电流。与供电电源断开连接时，随车携带式或非车载电池充电器从正确连接的电池中汲取的电流不应超过5.2.1.6.2试验方法将电池充电器连接在测试电压上，测试电压与预期使用该充电器充电的电池的标称电压相等，误差为±0.1V，然后将平均电流表连接在电池充电器的输出导线上，进行符合性验证。电源可以是测试电压的来源。5.2.1.7电池充电器配置不借助工具、秘钥输入或类似限制进入装置，应不能改变电池充电器输出电压、充电特性或其他设置（设置充电程度以防止完全充电的电池再生引起的过度充电的装置除外）。如果限制进入的装置不是工具，则其在电池充电器正常使用时应操作不了。通过检查验证符合性。6使用说明书6.1电池充电器电池充电器的使用说明书应符合ISO7176-25:2022中8.1的要求。如果电池充电器提供了电池充电程度的设置，则使用说明书中应包括设置的操作说明，并应描述宜改变充电程度的情形。6.2电池使用说明书应提供每个电池的以下信息。a）以下规格信息：i）电池化学组成；ii）标称电压；7GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:202iii）额定容量，单位为安时（Ah）和瓦时（Wh）；iv）工作温度范围；v）充电温度范围；vi）存储温度范围；vii）电池的尺寸；viii）符合IEC61960-3的循环耐久性。b）明确标识并告知在规定的工作温度范围外电池工作时应注意的事项。c）电池安装或拆卸注意事项。d）电池运输的注意事项。e）电池存储的推荐程序。f）电池替代的警告。g）保护水资源等生态环境的警告。h）任何视觉指示的说明。i）废旧锂离子电池回收和/或处理要求的信息。7电池标签应按照IEC62133-2:2017中第9章的要求对电池进行标识。电池标签应至少包含以下信息：a）标称电压；b）以安时（Ah）为单位的额定容量或以瓦时（Wh）为单位的额定储能量；c）化学组成；d）适当的警告说明；e）适当的回收符号；f）序列号；g）零件编号；h）生产商标识；i）关于电池和其他设备的组合的已知限制的信息；j）生产日期（可能是代码）。8检验报告电池、充电器和/或电池管理系统的检验报告应包含以下信息：a）电池、充电器和/或电池管理系统的唯一标识信息；b）检验依据为本文件；c）检验机构的名称和地址；d）电池、充电器和/或电池管理系统生产商的名称和地址；e）检验报告的发布日期；f）电池系统和/或电池充电器是否满足本文件要求的说明。8GB/T18029.31—XXXX/ISO7176-31:2023参考文献[1]ISO6469-1