电动汽车用动力蓄电池安全要求编制说明.docx

强制性国家标准电动汽车用动力蓄电池安全要求（征求意见稿）编制说明2024年4月一、工作简况1二、编制原则、强制性国家标准主要技术要求的依据及理由3三、与有关法律、行政法规和其他标准的关系3四、与国际标准化组织、其他国家或者地区有关法律法规和标准的比对分析13五、重大分歧意见的处理过程、处理意见及其依据38六、对强制性国家标准自发布日期至实施日期之间的过渡期的建议及理由39七、与实施强制性国家标准有关的政策措施39八、是否需要对外通报的建议及理由39九、废止现行有关标准的建议39十、涉及专利的有关说明39十一、强制性国家标准所涉及的产品、过程或者服务目录39十二、其他应当予以说明的事项40电动汽车用动力蓄电池安全要求（征求意见稿）编制说明一、工作简况1 .任务来源电动汽车用动力蓄电池安全要求立项计划由国家标准化管理委员会于2023年12月下达，计划编号为：20231690-Q-339o2 .制定背景GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求作为我国电动汽车领域首批强制性国家标准之一，自2020年5月发布以来，在规范产品生产、引导技术进步、支撑政府管理等方面起到了重要作用。GB380312020从实际应用工况场景出发，加强了对电池包和系统的安全要求，并提出了热扩散安全要求，提升了企业对于电池单体热失控引发危险的重视程度，对降低产品热失控事故起到了积极作用。随着新能源汽车保有量快速增加，电动汽车起火事故仍时有发生。通过对近年来电动汽车安全事故的经验总结，行业对于动力电池在实际应用场景下的失效机制也有了进一步的认识。基于此，有必要修订完善GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求，进一步提升安全要求，筑牢动力电池安全底线，维护消费者生命财产安全。3 .主要工作过程本标准由工业和信息化部归口，委托全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会（以下简称“电动车辆分标委”）负责组织开展修订工作。2021年下半年开始，电动车辆分标委动力蓄电池标准工作组启动GB38031修订预研工作，组织成立了由宁德时代新能源科技股份有限公司牵头，涵盖电动汽车整车企业、动力电池企业、第三方检测机构、科研院所的标准修订起草组，以下是主要工作过程：1) 2021年11月，电动车辆分标委秘书处开展了GB380312020实施效果评估工作，调研2020版本的执行情况，收集行业修订建议。2) 2021年12月，动力蓄电池标准工作组2021年第2次会议介绍了GB380312020实施效果评估情况。反馈企业基本一致认为GB380312020的实施，提升了企业对于电池单体热失控引发危险的重视程度，对降低产品热失控事故产生了积极作用；另一方面，超过半数企业反馈了修订意见，主要包括加严热扩散安全要求，增加新的热失控触发方法、考虑停车下电火灾事故场景、明确乘员舱危险定义等方面。3) 2022年3月，电动车辆分标委秘书处组织召开GB38031强标修订预研研讨会，会议讨论了实施效果评估情况、行业反馈意见以及热扩散修订方向等关键技术问题，确定启动GB38031修订工作。4) 2022年3月，电动车辆分标委秘书处根据行业反馈的修订建议，组织完成立项草案等立项材料编制工作。5) 2022年4月，电动车辆分标委2022年第2次审查会上，GB38031修订通过立项审议。6) 2022年5月，动力蓄电池标准工作组2022年第1次会议审议了GB38031修订草案，标准起草组单位代表介绍了修订背景、预研内容。会后秘书处组织成立了涵盖电动汽车整车企业、动力电池企业、第三方检测机构的GB38031修订研究组，并面向热扩散、底部防护等重点修订议题面向动力蓄电池标准工作组全体单位发放调研问卷。7) 2022年7月，GB38031修订通过汽标委立项审议并正式上报主管部门。8) 2022年8月，GB38031修订起草组会议结合调研问卷收集情况，进一步讨论了热扩散、底部防护等重点修订方向，确定热失控判定方法维持不变，热失控触发方法方面研究内加热触发方法的可行性，底部防护测试主要涉及刮底工况(X向)、托底工况(Z向)。9) 2022年11月，动力蓄电池标准工作组2022年第2次会议上讨论了修订草案，标准起草组单位代表介绍了前期GB38031修订研究组会议情况。10) 2023年3月，动力蓄电池标准工作组2023年第1次会议，标准起草组代表介绍了新版修订草案及前期行业反馈意见的初步处理情况。考虑到2020版本允许使用整车作为热扩散测试对象，但缺乏执行细则，本次会议明确了在修订草案中增加整车测试细则，并根据后续GB38031修订进程和对应国际标准法规制修订进展进一步完善。11) 2023年7月，动力蓄电池安全标准专题研究组会议上审议了GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求预研情况，并收集了与会专家对于标准的意见建议，讨论形成了热扩散保护对象由车上人员扩展到财产安全和基础设施，适用场景由行驶状态扩展到停车场景,并基于事故场景研究进一步完善危险定义和提升安全要求的初步结论。12) 2023年9月，动力蓄电池标准工作组2023年第2次会议，标准起草组代表介绍了前期专题研究组会议进展情况以及前期行业反馈意见的初步处理情况。13) 2023年12月，动力蓄电池安全标准专题研究组会议重点讨论了各项重点修订议题，明确了热扩散要求提升至不起火、不爆炸(仍需提供报警信号)的修订目标，会后，秘书处组织开展了动力电池安全国内外标准法规对比分析专项工作，并通过调研问卷形式进一步征集行业在热扩散、底部防护等方面的意见建议。14) 2024年3月，动力蓄电池安全标准专题研究组会议集中讨论了各项重点修订研究议题以及收集到的其他修订意见。15) 2024年4月，标准起草组根据前期讨论结论，根据会上讨论情况，形成了征求意见稿方案，主要包括提升热扩散要求、完善热扩散测试方法、新增底部撞击测试及快充循环后测试（详见编制说明第二部分）。二、编制原则、强制性国家标准主要技术要求的依据及理由1 .编制原则1）本文件编写符合GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定；2）本文件制定过程中，在工作组及行业内进行多次意见征求，并在会上充分讨论；3）起草过程充分考虑了国内外现有相关标准的统一和协，调，同时结合了我国道路交通典型案例、电动汽车及动力电池发展的情况。2 .主要内容及其确定依据本标准代替GB380312020电动汽车用动力蓄电池安全要求，与GB380312020相比，主要技术变化如下：（1）范围本标准规定了电动汽车用动力蓄电池的安全要求和试验方法,适用范围也应明确为动力蓄电池，不包括不为电动汽车提供动力的蓄电池，如12V低压辅助电源。此外，考虑到行业技术发展，标准范围应能涵盖钠离子电池、锂金属电池等新型动力蓄电池。因此将原文中“本标准适用于电动汽车用锂离子电池和银氢电池等可充电储能装置”改为“本文件适用于电动汽车用动力蓄电池二（2）异常终止条件要求在高海拔安全要求（5.2.10）和试验方法（8.2.10）中，为保护试验操作人员和实验室安全，规定了需要制造商提供异常终止条件，且要求不能触发异常终止条件。为了保持试验项间的统一，对湿热循环（5.2.5、8.2.5）、温度冲击（5.2.8、8.2.8）、盐雾（5.2.9、8.2.9）等环境类安全测试均做了相同要求。（3） 温度冲击试验在温度冲击试验（8.2.8）中未规定先低温还是先高温,在实际测试执行时流程无法统一，对此，补充了温度冲击试验温度示意图，供研发及测试人员执行。（4） 盐雾试验在盐雾试验（8.2.9）中，原标准中的测试方法参考了GB/T28046.42011中5.5.2的测试方法,规定了在一个循环的第4小时和第5小时之间进行低压上电监控。但GBb28046.42011中盐雾试验的侧重点是考察在第4小时和第5小时之间按照规定的工作模式下，装置/系统的功能状态，而GB38031的侧重点是考察产品试验后的安全状态，因此，第4小时和第5小时之间的低压上电监控并无实质性意义，经工作组讨论确定，删除此条件。（5） 电池系统保护类试验原标准中五大保护类试验方法转化自UNGTR20,安全要求中规定了试验后的绝缘电阻应不小于100V,而在ISO6469-1:2019中，规定了若电池系统包含交流电路，且没有符合ISO6469-3的额外交流保护，绝缘电阻应不低于500C/V；GB183842020中也规定了直流电路绝缘电阻应不小于100Q/V,交流电路绝缘电阻应不小于500Q/V。因此，在保护类测试中增加“若有交流电路,绝缘电阻应不小于500C/V”的要求。另外,在过温保护（8.2.11）中，未规定试验对象SoC,因此在试验前，样品SoC默认参考6.1.10中规定的最高工作荷电状态进行调整。但由于过温保护试验条件中规定了通过连续充放电使试验对象温度尽可能快地升富，因此试验前的SOC调整必要性较低，经工作组讨论确认，对过温保护试验对象的SOC不作限定，只要符合正常的工作范围即可。（6） 电池包或系统挤压试验对于安装在车厢内的电池包或系统，如HEV电池，通过车辆本体的结构强度可在一定程度上保障电池包或系统免受碰撞或减弱对电池包或系统的碰撞。在EVSGTR及UNRlOO中，均规定了可以选择电池包或车辆进行试验。因此，在8.421试验对象中，增加了“对于安装在车厢内的电池包或系统，允许带有车身结构件进行试验二此外，对于带车身结构进行测试的情况，由于车身结构不规则，以30%形变量作为截止条件对于测试执行存在难度，因此对于带车身结构件进行挤压的情况，明确应以挤压力达到100kN作为截止条件。另外，对于原标准中达到截止条件后保持IOnIin的表述，未明确保持力还是位移，经工作组讨论后确认，修改为保持当前位移IOmin,电池单体层级表述也保持同步。（7） 外部火烧试验原标准中定义了直接燃烧70s+间接燃烧60s,然而在测试执行过程中，对于燃烧开始及结束的计时存在理解上的偏差，部分企业认为应由样品刚开始接触/离开火焰时计时开始/结束，导致实际燃烧时间与标准要求不符。对此，在827.1.3中补充了“燃烧时间应在试验对象与油盘均处于静止状态下计时开始或结束”。（8） 热扩散分析及验证a）安全要求：基于热扩散保护范围由乘员安全扩展到财产安全的行业共识，研究组讨论进一步提升热扩散要求至“不起火、不爆炸:从行业调研问卷反馈情况（图1）显示，截止至2024年2月，已有78%的企业已具备“不起火、不爆炸”技术储备，基于上述情况,研究组一致认为将热扩散要求提升至“不起火、不爆炸”具备技术可行性。图1.企业“不起火、不爆炸”技术储备情况统计从测试执行角度，需要明确热扩散“不起火、不爆炸”的观察时间。观察时间设定需保证在观察期后起火概率极低，同时又要兼顾对测试效率的考量。一方面，GB38031中其他系统测试项的观察时间均为2小时（见表1）。另一方面，为进一步降低观察时间后起火的概率，参考ISO6469-1AMD:2022,增加温度低于60的停止观察条件。即“触发电池单体热失控后，在试验环境温度下至少观察2h,且所有监测点温度均不高于60C”。表1：GB38031中系统级别测试项观察时间对于报警信号要求，考虑到单个电池发生热失控，也会释放出热量，此时电池状态已超出正常工作状态，存在潜在的安全风险，应给予用户提醒。此外，根据行业调研情况，90%企业认为只要电池单体发生了热失控，即使不发生热扩散，也应发出报警信号。因此，要求只要触发热失控，无论是否发生热扩散，均需要提供报警信号。另外，为了电池包或系统在电池单体将要或者发生热失控时，能够尽快提醒用户，标准中对热事件报警信号的发出时间也作了要求，即“报警信号的发出时间应不晚于触发电池热失控之后的5min”。对于烟气相关的安全要求，在GB380312020、UNGTR20及修订中的UNRlOO中，均未对烟气进行定量化说明，考虑到在标准制定周期内难以实现定量判定，维持“可见烟气进入乘客舱”的乘员舱危险判定，并要求发出热事件报警信号之前，以及发出热事件报警信号之后的5min内无可见烟气进入乘员舱。虽然现阶段电池包或系统层级从测试角度难以评估“可见烟气进入乘客舱”时间，但仍然有必要提醒电池制造商和整车企业，在车身与电池包界面设计时，应充分考虑结构强度及界面密封强度，防止因电池热失控导致烟气进入乘客舱。因此，在标准中规定了若在电池包或系统层级试验，制造商在风险缓解功能技术文书应包括在发出热事件报警信号之前，以及发出热事件报警信号之后的5min内无可见烟气进入乘员舱的技术说明文件。b）触发方法研究小组经过充分研究讨论，并结合包括ISO6469“AMD:2022、UNRloo等最新研究进展，对现有的针刺、外部加热方法进行了修改，同时新增内部加热方法作为热失控触发方法进行补充。针刺触发方法中，将针刺速度由“0.1mmslOmmZs"改为"O.lmmsImmZs”，保持与UNRlOO（讨论中）的方案一致。补充了针刺停止条件：直至热失控，或者针刺深度达到触发电池单体的90%。另外，为了尽可能避免由于针刺孔排气而影响到试验结果，标准中对电池包针刺孔位置的密封要求也作了补充。外部加热触发方法中，考虑到“安装完成后，应在24h内启动加热装置”的要求对于测试结果影响较小，并且如果由制造商进行加热片安装，则存在客观原因难以实现原标准中24h内执行试验的要求，因此，删除“安装完成后，应在24h内启动加热装置”的要求。内部加热触发方法通过在电池单体内部布置加热片一，在加热过程中造成电池单体内隔膜发生局部熔化产生内短路，从而触发电池单体热失控。因触发时间相对较短，可以确保额外引入的能量对电池热失控的影响最小化。对于内部加热方法中所使用的加热片规格选定方法与使用方法的设定考量如表2所示。需额外说明的是加热片的布置位置，针对两种加热片布置位置进行验证，当加热片布置在JR内部时（ISo推荐的加热片布置方式），经验证，存在一定概率的加热片损坏，主要原因为在电池单体生产过程中，会对卷芯进行热压整形，确保隔膜与极片间的紧密贴合。但这也同时对加热片带来一定程度的破坏，如图2所示。因此，优先选择将加热片布置在JR表面。表2：加热片规格说明及使用指南内部加热参数/说明考量加热片规格材质Cu+绝缘层，或其他合适的电阻加热元件目的是能够成功触发。因此推荐已验证的加热片，同时不限制其他材质加热片面积50mm*50mm15mm*15mm加热片尺寸应控制在一定范围内，确保热量集中于局部以快速触发电池热失控厚度0.5mm加热片厚度需控制在一定范围内，避免对卷芯入壳或性能带来影响电阻不做限制参考加热板定义方式，仅对加热功率作推荐功率150W700W考虑不同体系电芯的热稳定性存在差异，加热功率设定与化学体系相关使用方法布置位置卷芯表面ISO推荐方法在制造过程中存在难度，失效率高引线孔密封树脂胶，如环氧树脂，或者合适的结构密封方式在电解液环境下可以同时保持与金属盖板及加热片绝缘层之间的良好粘接特性，或使用其他合适的结构密封件实现相同功能。停止加热条件发生热失控研究小组分别选用额定能量550Wh的三元电池（NCM）与磷酸铁锂电池（1.FP）电池作为试验对象，并以30OW加热功率对电芯进行加热，试验结果如图2o实验结果显示，NCM电池在32s内发生热失控，额外注入能量0.5%,监控点温度在触发前温升0.5。1.FP电池可在90s内发生热失控，额外注入能量1%,监控点温度在触发前温升0.5。（八）NCM电池（b）1.FP电池图2.NCM/1.FP体系电池的内部加热触发方法实例研究小组分别选用不同的加热片尺寸及功率对NCM&1.FP电池进行触发验证，结果发现当功率过大时，加热片中的加热丝高温下熔断损坏，导致无法正常触发电芯热失控；当功率过小时，存在缓慢加热电芯导致注入能量过多、温度过低难以触发电芯热失控等问题。基于验证结果（见表3）,同时考虑到加热片的线径/材质/加热线长度/间隙等不同，在温度耐受性与相同功率下升温特性存在一定差异，对于加热片功率的可选范围拓宽至150-700W。表3：两种常用体系电池的不用加热功率验证结果体系加热片尺寸加热片功率测试结果1.FP30*50450W0.4min触发成功30*50400W0.6min触发成功30*50350W1.Omin触发成功30*50300W2.3min触发成功30*50180W26.8min触发成功NCM30*30350W0.16min触发成功30*30300W0.2min触发成功30*30200W0.4min触发成功30*30150W0.7min触发成功通过对于内部有/无加热片的电池单体性能进行对比分析，从电池容量、平台电压、内阻、重量、充放电曲线的对比结果（见图3和表4）来看，内部放置加热片对电池单体特性几乎无影响。25O50100l502002503容Ah图3：两种电池的充放电曲线对比表4：两种电池的电池特性对比参数无加热片的电池内置加热片的电池容量参比4平台电压参比4-内阻参比变化5%重量参比变化1%在电池发生热失控时，存在从电池内部蓄压到防爆阀排气的阶段，在这个阶段电池顶盖可能发生变形，使得引线孔位置存在密封失效的风险。根据不同引线孔位置的热失控测试结果，对于电池顶盖刚度较大的情况，宜在一类出线孔或二类出线孔位置制造出线孔；对于电池顶盖刚度较小的情况，宜在二类出线孔（如靠近拐角或靠近大面）的位置制造出线孔，如图4所示。内置加热片的电池热失控行为的验证测试结果显示，触发电池热失控后，电池内部气体从防爆阀位置正常排出，加热片引线处未发生排气行为。这说明了内置加热片电池未影响电池的正常排气功能。二类出口孔OWT出01孔图4.内部加热触发电池单体顶盖的出线孔位置示意图基于表2中推荐的加热片参数条件，研究小组统计了1.FP/NCM电池包样品中采用内加热触发方法的验证情况，见表5。统计结果表明，在不同容量及体系的电池包样品中，内加热均可成功触发电池热失控。表5：7F同电池包产品的内加热方法表现统计电池包电池类型容量范围加热片功率验证次数电池包11.FP50Ah300-450W17次电池包21.FPIlOAh300-450W25次电池包31.FP170Ah300-450W88次电池包41.FP270Ah300-450W13次电池包5NCM5Ah15()-3(X)W9次电池包6NCM50Ah15O-3OOW21次电池包7NCM80Ah15O-3OOW19次电池包8NCM120Ah150-300W32次电池包9NCM150Ah150-300W16次电池包10NCM170Ah15()-3(X)W27次C）判定逻辑在将内加热触发方法作为推荐方法之后，标准中规定的触发方法扩大到三种。试验时，制造商可自行选择其中一种触发方法，也可自行选择其他方法来触发热失控。当采用推荐的三种触发方法均未触发热失控，则认为电池产品无法被触发热失控，试验通过；若电池单体发生了热失控，则应观察电池包或系统在不晚于热失控发生后的5min内是否发出热事件报警信号，如未发出，则判定试验失效；如发出热事件报警信号，则应观察电池包或系统是否发生起火、爆炸，烟气在报警信号发出之前，以及之后5min内是否进入乘客舱，若以上任一种情况发生，则认为试验失败，只有两种情况均未发生，则可判定试验通过要求。图5.热扩散试验判定流程图（9） 电池单体充电后安全自2022年起，专题研究组围绕充电后安全开展多次专题讨论。对于充电桩、电池管理系统失效导致的过充、过流，在现行GB38031中已有单体过充、系统过充保护、过流保护测试予以考查。对于长期循环是否导致电池额外安全风险，行业存在一定分歧。部分企业提供了快充循环后电池安全边界缩窄，安全性降低的测试数据。部分企业认为电池的设计端均己考虑使用场景中充放电工况，在预留出足够保护区间后释放产品应用区间。老化状态下电池活性物质部分消耗，且电池能量降低。因此认为充电循环后电池相比常规电池，无额外安全风险。起草组综合考虑长期快充对于动力电池可能存在的潜在风险，结合现有研究数据，起草了征求意见稿方案：结合节能与新能源汽车技术路线图2.0对于快充型动力电池充电倍率要求，将试验对象设定为20%SOC-80%SOC充电时间小于15分钟的电池单体（不含用于不可外接充电混合动力电动汽车的电池单体）；循环次数以12万公里，快充电量对应里程400公里计，设定为300次。考虑到快充循环后内部副反应加剧甚至出现析锂问题，存在局部的性能劣化。这种局部性能劣化在大电流放电过程中表现为而阻抗部分（即副反应严重区域）升温显著，外部短路测试时，长期快充循环的电池内部副反应聚集区或析锂区域会在温升较高的情况下加剧反应速度，进而导致电池起火，因此设定在快充循环后的进行外部短路测试，并通过征求意见阶段进一步收集行业意见，并开展验证测试，进一步确认或优化征求意见稿方案。（10）电池包或系统底部防护近年来，新能源汽车底部撞击导致的动力电池起火事故中占比较高，现行标准中并无针对该场景的测试项目。目前，行业内广泛认可的底部碰撞工况分为两类，即刮底工况（X向）和托底工况（Z向）。刮底工况对应车辆正面撞击障碍物的场景，托底工况主要是对应飞石、地面障碍物等异物从车辆下方撞击的场景。多数企业认同以上两种工况试验的必要性，前期主要分歧在于测试对象是电池还是整车。整车测试更符合实际场景,但测试费用、周期较长。电池测试更加简便，但较难体现整车实际底盘布置、挂载刚度、质量分布特征。经行业多次讨论，一致认为需要根据整车实际工况开发电池底部碰撞试验方案。刮底工况试验结果与整车底部护板、悬架、离地间隙、防撞梁等因素强相关，建议通过整车级别测试实施，在后续相关整车标准修订中进一步研究。基于托底工况的底部撞击试验可允许制造商选择在电池包或整车级别实施。在底部撞击试验方案前期讨论中，行业内针对考核目的（安全测试/可靠性测试）、撞击能量等存在一定的分歧。起草组针对前期行业讨论情况，基于目前已收集到的实车和电池包数据以及验证测试情况起草了征求意见稿方案，计划在征求意见阶段进一步收集实车数据和行业意见，并开展验证测试，进一步确认或优化征求意见稿方案。1）底部撞击球头尺寸通过搜集的不同车型（共317例）电池包底部损伤数据，发现电池包底部损伤位置直径23Omm的比例超过80%,具有较高的集中度，因此将球头定为直径30mm的半球形，材质为钢。坑直径占比015mm1525mm015mm1525mm2530mm3O35mm35*45mm45-6Omrn6075mm图6.电池包损伤宽度统计2）撞击能量底部撞击坑深与能量有直接关系，也是影响电池安全的重要因素。根据图7中损伤能量统计情况，设定底部冲击能量为150Jo图7.电池包损伤能量统计3）底部撞击位置整车在实际行驶中路面环境复杂多样且电池包底部占整车底盘区域大，各部位均会受到底部撞击。原则上应当以电池包或系统薄弱的位置作为撞击点，而不同产品设计存在较大差异，因此由制造商提供的薄弱点作为撞击目标点位。4）豁免条件考虑到部分车型的电池包未在车辆底部安装，不涉及底部撞击风险因素，因此标准明确对此类车型及电池包无需进行底部撞击测试。针对离地间隙较大车型是否豁免底部撞击测试，现阶段尚无充足数据支撑，计划通过收集更大范围事故案例情况开展进一步研究。5）判定条件基于现有数据，以上底部托底测试工况属于可靠性测试范畴，因此通过判定条件设定为应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。试验后的绝缘电阻应不小于100Q/V。若有交流电路，绝缘电阻应不小于500C/V。三、与有关法律、行政法规和其他标准的关系本标准制定过程中，对照了现有的相关汽车标准，本标准与现行的相关法律、法规、规章及标准保持协调一致。四、与国际标准化组织、其他国家或者地区有关法律法规和标准的比对分析本标准在修订过程中，ISO6469-1:2019,ISO6469-1AMD:2022,IEC62660-3:2022,EVSGTR,UNRlOO等最新的电池及系统安全法规和标准进行对比分析，相关标准适用特点如下：表6：标准适用特点序号标准号名称适用对象技术特点1GB380312020电动汽车用动力蓄电池安全要求动力蓄电池单体、电池包或系统安全要求2IEC62660-3:2022Secondarylithium-ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles-Part3:Safetyrequirements单体和模块安全要求3ISO6469-1:2019Electricallypropelledroadvehicles-Safetyspecifications-Part1:Rechargeableenergystoragesystem(RESS)可充电储能系统安全要求4ISO6469-1AMD:2022Electricallypropelledroadvehicles-可充电储能系统安全要求Safetyspecifications-Part11Rechargeableenergystoragesystem(RESS)AMENDMENT1:Safetymanagementofthermalpropagation5EVSGTRGlobalTechnicalRegulationNo.20整车、可充电储能系统电动汽车安全6UNRlOORegulationNo.100Uniformprovisionsconcerningtheapprovalofvehicleswithregardtospecificrequirementsfortheelectricpowertrain整车、可充电储能系统电动汽车安全1.术语定义动力电池单体、模块、电池包及系统等基础术语定义以及热失控、热扩散等现象类术语对比情况见表7：表7：术语定义对比标准GB38031-2020IEC62660-3:2022ISO6469-1:2019EVSGTRUNRlOO一个独立封装的电化学单元，一个独立封装的电化学单元，包电将化学能与电能来源于锂离包含存在电压含存在电压差的池电能进行相子在正负极之间/差的一个正极一个正极端子和单互转换的基的嵌入/脱出的二端子和一个负一个负极端子，体本单元装置次单体电池极端子，被用作可充电电能储存装置被用作可充电电能储存装置电将一个以上电池单体按照串联、并联以并联方式连接（带或不带保护装置，如保险丝池或PTO的一组/或串并联方模电池，但未安装式组合，并作块其最终的外壳、端子布置和电子为电源使用的组合体控制装置电具有从外部为电力驱动提为电力驱动提供池/供电能的可充电能的可充电储获得电能并包电储能系统能系统可对外输出电能的单元一个或一个以上的电池电池系统包及相应附件（管理系统、高压电路、低压电路及机械总成等）构成的能量存储装置/可充电储能系统，储存能量为电力驱动提供电能/热事件/当可充电储能系统内的温度显著上升或高于供应商或客户规定的最高工作温度时发生的状况（事件）是指当可充电储能系统中的温度显著高于最高工作温度（按照制造商的规定）时的状态是指当可充电储能系统中的温度显著高于最高工作温度（按照制造商的规定）时的状态热失控电池单体放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象/由单体内不受控制的放热反应产热由电池单体放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的现象由电池单体放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的现象热扩散电池包或系统内由一个电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生热失控的现象/将单个电池热失控产生的热能传递到相邻的电池，从而导致可充电储能系统中其他电池或任何可充电储能系统组件的热失控电池包或系统内由一个电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生热失控的现象电池包或系统内由一个电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生热失控的现象起火电池单体、模块、电池包或系统任何部位发生持续燃烧（单次火从电池单体或模块中喷出火焰。注：火花和电弧不视为火焰/自试验样品中发出的火焰。火花和电弧不应视为火焰自试验样品中发出的火焰。火花和电弧不应视为火焰焰持续时间大于ls）o火花及拉弧不属于燃烧爆炸突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物，可能会对周边区域造成结构或物理上的破坏当电池腔体猛烈破裂，主要部件被强行排出的现象突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物,可能会对周边区域造成结构或物理上的破坏突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物,可能会对周边区域造成结构或物理上的破坏突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物,可能会对周边区域造成结构或物理上的破坏破筌由于内部或外部因素引起电池单体、模块、电池包或系统外壳机械损伤，导致内部物质暴露或溢出由内部或外部原因引起的电池外壳机械失效，导致材料暴露或溢出，但不会喷出外壳的机械完整性丧失，导致开口不符合ISO20653规定的IPXXB防护等级由事件产生或扩大的任何功能性电池组件的外壳开口，该开口足够大以致直径12mm的试验指（IPXXB）能够穿过并与带电部件接触由事件产生或扩大的任何功能性电池组件的外壳开口，该开口足够大以致直径12mm的试验指（IPXXB）能够穿过并与带电部件接触泄漏有可见物质从电池单体、模块、电池包或系统中漏出至试验对象外部的现象液体电解质从除电芯防爆阀以外的部件（如外壳、密封部件和/或端子）泄漏除排气外的液体或气体的泄漏电解液以液体形式从可充电电能储存系统中排出电解液以液体形式从可充电电能储存系统中排出排气/以防止破裂或爆炸的设计方式从电池中释放过多内部压力以防止破裂或爆炸的设计方式从电池中释放过多内部压力以防止破裂或爆炸的设计方式从电池中释放过多内部压力以防止破裂或爆炸的设计方式从电池中释放过多内部压力ISO6469-1:2019中泄露定义为除排气外的液体或气体的泄漏，IEC62660-3:2022中泄露定义液体电解质从电芯通风口以外的部件（如外壳、密封部件和/或端子）泄漏，GB380312020中泄露的定义为有可见物质从电池单体、模块、电池包或系统中漏出至试验对象外部的现象。ISO6469-l:2019IEC62660-3:2022>EVSGTR,UNRlOO有排气定义，GB38031中无排气定义，但泄漏定义较国际标准更加宽泛，包含了国际标准中的排气概念。因此维持2020版要求不变，但增加可见物质应在不拆卸试验对象的情况下通过目视判断的注释。2.一般试验条件一般试验条件为标准中对所有测试项目内容的常规性、统一性要求。国家标准GB380312020、国际标准ISO6469-1:2019、IEC62660-3:2022等标准中均有描述。1）一般环境条件表8：一般环境条件对比标准GB380312020ISO6469-1:2019IEC62660-3:2022EVSGTRUNRlOO试验环境温度一般项目：22C±5C一般项目：25±2C；25°C±2CSOC调整、振动：22C±5C;火烧：Oe以上；其他项目：20±10'C湿度10%90%/大气压力86kPa-106kPa/风速火烧及热扩散：风速小于等于2.5kmh火烧：风速小于等于2.5kmh/我国标准对除有特殊规定的项目外，对试验环境温度、相对湿度、大气压力三个条件提出限制条件，同时在火烧、热扩散项目中描述对风速也提出了限制条件。ISo6469T对试验环境温度及火烧测试温度提出限制。其余国际标准均仅对测试环境温度提出限制。其中我国标准的试验环境温度范围比国际标准的允许范围更大。经过如下几点评估，认为该温度范围对测试结果无影响。一是对电池包荷电状态影响较大的前置充电步骤均在具备环境箱的台架中完成，确保了样品试验前状态的一致性。二是此温度范围对于现场实际环境条件更容易实现，过窄的温度区间对现场温度控制从空调变为环境箱，但大能量的电池包/电池系统出现试验失败的情况可能造成更严重的安全风险。因此，不对试验环境温度范围进行修改。a) GB380312020中6.1.4规定，电池系统试验交付需要包括必要的操作文件以及与设备相连的接口配件，提供安全工作限值。ISO6469-1:2019中对于测试使用的文件定义和配件提出了由供应商提供至实验室相同的要求，同时强调了被测电池系统应具备与测试设备总线通信的能力以及额外配备的传感器、导线和夹具不能影响试验预期目的的结果。对此,本着与国际标准协调的原则，增加“额外配备的传感器、导线和夹具应不影响试验结果”的描述。b) GB380312020中6.1.9规定“电池单体、电池包或系统的额定容量应符合制造商提供的产品技术条件。”其他国际标准中未对样品容量结果有具体要求，规定的充放电步骤仅作为试验前后样品充放电功能检查确认的依据：而标准中额定容量的定义是“以制造商规定的条件测得的并由制造商申明的电池单体、模块、电池包或系统的容量值”，该表述存在歧义，因此将6.1.9修改为“电池单体、电池包或系统的实际容量应符合制造商提供的产品技术条件"，避免歧义。c) GB380312020中6.1.10规定，除有特殊规定，所有项目均以制造商规定的完全充电状态进行测试；国际标准ISO6469-1:2019中规定全部项目以SOC最大值进行测试，其修订版ISO6469-1AMD:2022中规定为热扩散项目样品以电池管理系统的最大允许SoC,或客户和供应商商定的特定SOC值