電動汽車用鋰離子動力蓄電池熱擴散乘員保護分析與驗證報告、試驗

1、GB XXXXX XXXX附錄C（規(guī)范性附錄）熱擴散乘員保護分析與驗證報告C.1鋰離子電池包或系統(tǒng)在由于單個電池熱失控引起熱擴散、進而導致乘員艙發(fā)生危險之前5 min ，應提供一個預先警告信號（服務于整車熱事故報警），提醒乘員疏散。如果熱擴散不會產生導致車輛乘員危險的情況，則認為該要求得到滿足。C.2鋰離子電池包或系統(tǒng)熱事故報警信號說明觸發(fā)警告的熱事件參數(shù)（例如溫度、溫升速率、SOC、電壓下降、電流等）和相關閾值水平；警告信號說明：描述傳感器以及在發(fā)生熱事件時鋰離子電池包或系統(tǒng)控制說明。C.3 在單個電池熱失控引起熱擴散的情況下，在鋰離子電池單體、電池包或系統(tǒng)或車輛中應具有保護乘員的功能或特性

2、。制造商應提供以下說明鋰離子電池包或系統(tǒng)安全性文件，包含以下部分：風險降低分析：使用適當?shù)男袠I(yè)標準方法記錄單個電池熱失控導致熱擴散所引起的對車輛乘員的風險以及降低風險所采用的緩解功能或特征（例如：IEC 61508、 MIL-STD882E、 ISO 26262、AIAG DFMEA 、 SAE J2929中的故障分析或類似的方法）。相關物理系統(tǒng)和組件的系統(tǒng)圖。相關系統(tǒng)和組件是指有助于保護乘員免受由單個電池熱失控觸發(fā)的熱擴散所引起的危害影響的系統(tǒng)和組件。表示相關系統(tǒng)和組件的功能操作、確認所有風險緩解功能或特性的圖表。對于每個確定的風險緩解功能或特征的說明包括以下部分：對其操作策略的描述；實現(xiàn)功

3、能的物理系統(tǒng)或組件的標識；說明風險緩解功能技術文書：分析或模擬驗證的方法和結果數(shù)據(jù)；說明風險緩解功能技術文書：試驗驗證的方法和結果數(shù)據(jù)。a) 試驗時間、地點及產品技術參數(shù)；b) 試驗程序：包括試驗方法、試驗對象、觸發(fā)對象、監(jiān)控點布置方案、熱失控觸發(fā)判定條件以及對試驗對象所做的改動清單等，試驗方法可參考附錄D或由制造商提供的其他方法；c) 試驗結果：包括系統(tǒng)預警和試驗關鍵事件（熱失控觸發(fā)開啟、熱失控觸發(fā)停止、外部煙、火、爆炸）等的試驗照片、試驗數(shù)據(jù)和時間等。熱擴散乘員保護分析報告需經(jīng)第三方檢測機構核準。25GB XXXXX XXXX附錄D（資料性附錄）熱擴散試驗D.1測試對象測試對象為整車或鋰離

4、子電池包或系統(tǒng)。D.2試驗條件試驗應在以下條件進行：a)本試驗應在溫度為0以上，相對濕度為15% 90%，大氣壓力為 86 106 kPa的環(huán)境中進行。b)試驗開始前，測試對象的SOC應調至大于制造商規(guī)定的正常SOC工作范圍的 90%或者 95%。c) 試驗開始前，所有的試驗裝置應都必須正常運行。d) 試驗應盡可能少地對測試樣品進行改動，制造商需提交所做改動的清單。e)試驗應在室內環(huán)境或者風速不大于2.5 km/h 的環(huán)境下進行。注： 熱擴散試驗可能需要在測試開始前對鋰離子電池包或系統(tǒng)進行一定程度的改動，導致可能無法進行充電，需在試驗開始前確認測試對象的SOC滿足要求。D.3試驗方法推薦加熱和

5、針刺這兩種方法作為鋰離子電池系統(tǒng)熱擴散試驗的候選方法，制造商可以選擇其中一種方法，也可自行選擇其他方法來觸發(fā)熱失控。熱失控觸發(fā)對象：試驗對象中的鋰離子電池單體。選擇鋰離子電池包內靠近中心位置，或者被其他鋰離子電池單體包圍且很難產生熱輻射的鋰離子電池單體。針刺觸發(fā)熱失控：刺針材料：鋼；刺針直徑：3 mm8 mm；針尖形狀：圓錐形，角度為20°60°；針刺速度： 10 mm/s 100 mm/s；針刺位置及方向：選擇能觸發(fā)鋰離子電池單體發(fā)生熱失控的位置和方向（例如，垂直于極片的方向） 。加熱觸發(fā)熱失控：使用平面狀或者棒狀加熱裝置，并且其表面應覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層。對于尺寸與鋰

6、離子電池單體相同的塊狀加熱裝置，可用該加熱裝置代替其中一個鋰離子電池單體，與觸發(fā)對象的表面直接接觸；對于薄膜加熱裝置，則應將其始終附著在觸發(fā)對象的表面；加熱裝置的加熱面積都應不大于鋰離子電池單體的表面積；將加熱裝置的加熱面與電池單體表面直接接觸，加熱裝置的位置應與中規(guī)定的溫度傳感器的位置相對應；安裝完成后，立即啟動加熱裝置，以加熱裝置的最大功率對觸發(fā)對象進行加熱；加熱裝置的功率要求參見表D.1 ；當發(fā)生熱失控或者定義的監(jiān)測點溫度達到 300時，停止觸發(fā)。表 D.1 加熱裝置功率選擇觸發(fā)對象能量E（ Wh ）加熱裝置最大功率（W ）E<10030 300100 E<400300 10

7、00400 E<800300 2000E 800>60026GB XXXXX XXXX電壓及溫度的監(jiān)測監(jiān)測電壓時， 應不改動原始的電路。 監(jiān)測溫度定義為溫度A（測試過程中觸發(fā)對象的最高表面溫度）。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應小于1 s，準確度要求為±2，溫度傳感器尖端的直徑應小于1 mm。針刺觸發(fā)時，溫度傳感器的位置應盡可能接近短路點。觸發(fā)對象溫度傳感器針刺點圖 D.1 針刺觸發(fā)時溫度傳感器的布置位置示意圖加熱觸發(fā)時，溫度傳感器布置在遠離熱傳導的一側，即安裝在加熱裝置的對側（如圖D.2 ）。硬殼及軟包電池圓柱形電池 -I圓柱形電池 -II加熱裝置加熱裝置 (電阻絲 )溫度監(jiān)測器圖

8、 D.2 加熱觸發(fā)時溫度傳感器的布置位置示意圖判定發(fā)生熱失控的條件a)觸發(fā)對象產生電壓降，且下降值超過初始電壓的25%；b) 監(jiān)測點溫度達到制造商規(guī)定的最高工作溫度；c) 監(jiān)測點的溫升速率 dT/dt 1 /s，且持續(xù) 3 s以上。當 a)和 c)或者 b)和c)發(fā)生時， 判定發(fā)生熱失控。 如果未發(fā)生熱失控， 為了確保熱擴散不會導致車輛乘員危險，需證明采用推薦的加熱和針刺方法，均不會發(fā)生熱失控。D.3.7熱擴散時間記錄如果發(fā)生熱失控，記錄熱事故報警信號發(fā)出后試驗對象外部發(fā)生起火或爆炸的時間（t 1），如果采用整車進行試驗，還應記錄煙氣進入乘客艙的時間（t2 ），上述信息應在不拆卸測試樣品的前提下通過目視進行判斷，且比較t1 和 t 2 是否大于等于 5 min 并記錄比較結果。D.4熱擴散試驗報告a) 試驗時間、地點及產