《電動汽車運行過程電池系統(tǒng)安全風險監(jiān)測及故障預警規(guī)范》

ICS43.020

T40

團體標準

T/CSAEXX－20XX

電動汽車運行過程電池系統(tǒng)安全風險監(jiān)測

及故障預警規(guī)范

Specificationforsafetyriskmonitoringandfaultearlywarningof

electricvehiclebatterysysteminoperationprocess

batterysystemofelectricvehicles

（報批稿）

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinal

materials

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施

中國汽車工程學會發(fā)布

T/CSAEXX－20XX

電動汽車運行過程電池系統(tǒng)安全風險監(jiān)測及故障預警規(guī)范

1范圍

本標準規(guī)定了在車輛運行過程中，對電動汽車電池系統(tǒng)安全風險監(jiān)測及故障預警的通用技術(shù)。

本標準適用于對鋰離子動力電池系統(tǒng)進行故障預警的電動汽車監(jiān)測平臺。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用

于本文件。

GB16735道路車輛車輛識別代號(VIN)

GB/T19596-2017電動汽車術(shù)語

GB/T32960.3-2016電動汽車遠程服務與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第3部分：通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式

GB/T34014-2017汽車動力蓄電池編碼規(guī)則

3術(shù)語和定義

GB16735、GB/T19596-2017、GB/T32960.3-2016和GB/T34014-2017中界定的以及下列術(shù)語和定

義適用于本文件。

3.1

監(jiān)測平臺monitorplatform

用于監(jiān)測電動汽車動力電池，接收和處理車輛數(shù)據(jù)的管理平臺。

3.2

行駛事件drivingevent

一次完整車輛行駛過程。

3.3

交流充電事件ACchargingevent

一次完整車輛交流充電過程。

3.4

直流充電事件DCchargingevent

一次完整車輛直流充電過程。

1

T/CSMAXXXX－2020

3.5

靜置事件idleevent

一次完整車輛靜置過程。

4通用要求

4.1監(jiān)測數(shù)據(jù)字段

電動汽車在運行過程中，應對與電池系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)字段見表1：

表1監(jiān)測數(shù)據(jù)字段

數(shù)據(jù)字段描述及要求監(jiān)測選項

VIN符合GB16735要求必選項

電池編號符合GB/T34014-20174編碼要求必選項

數(shù)據(jù)采樣時間符合GB/T32960.3-20166.4時間要求必選項

0x01:行駛;0x02:交流充電;0x03:直流充電;0x04:靜置;

事件狀態(tài)必選項

0x05:其他;0xFF:無效

事件號共12位，前8位為本次事件起始日期，后4位流水

號，車輛每發(fā)生一次新事件，流水號自動加1，每日首次事

事件號必選項

件從0001開始循環(huán)累加。

例：202101010001

總電壓符合GB/T32960.3-20167.2.3.1整車數(shù)據(jù)要求必選項

有效值范圍：0～40000（偏移量2000A，表示-2000A～2000A），

總電流最小計量單元：0.1A，“0xFF，0xFE”表示異常，“0xFF，0xFF”必選項

表示無效

SOC符合GB/T32960.3-20167.2.3.1整車數(shù)據(jù)要求必選項

絕緣電阻符合GB/T32960.3-20167.2.3.1整車數(shù)據(jù)要求必選項

電池單體電壓最高值符合GB/T32960.3-20167.2.3.6極值數(shù)據(jù)要求必選項

電池單體電壓最低值符合GB/T32960.3-20167.2.3.6極值數(shù)據(jù)要求必選項

最高溫度值符合GB/T32960.3-20167.2.3.6極值數(shù)據(jù)要求必選項

最低溫度值符合GB/T32960.3-20167.2.3.6極值數(shù)據(jù)要求必選項

參考GB/T32960.3-2016B.3.5.3.8可充電儲能裝置電壓數(shù)

電壓信息列表必選項

2據(jù)要求

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表1監(jiān)測數(shù)據(jù)字段（續(xù)）

數(shù)據(jù)字段描述及要求監(jiān)測選項

參考GB/T32960.3-2016B.3.5.3.9可充電儲能裝置溫度數(shù)

溫度信息列表必選項

據(jù)要求

有效值范圍：0～20000（表示0A～2000A），最小計量單元：

請求充電電流值可選項

0.1A，“0xFF，0xFE”表示異常，“0xFF，0xFF”表示無效

4.2監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳和存儲要求

4.2.1車輛處于行駛事件、交流充電事件、直流充電事件時，應即時上傳信息，上傳周期宜小于等于

10s。

4.2.2車輛在行駛事件、交流充電事件、直流充電事件結(jié)束后，上傳信息應持續(xù)大于等于10min，上傳

周期宜小于等于10s。

4.2.3車輛處于靜置事件時，應間歇性的上傳信息。喚醒間隔宜小于等于3h，喚醒后在線時長宜大于

等于2min，上傳周期宜小于等于10s。

4.2.4監(jiān)測平臺對上傳的原始數(shù)據(jù)保存時間應大于等于8年。

5預警方法

5.1離線超時預警

5.1.1電池離線超時預警運行頻率為每日1次。

5.1.2被監(jiān)測電池最后一次上傳數(shù)據(jù)的日期為電池離線日期。

5.1.3若電池離線日與預警執(zhí)行日間隔大于等于n天（n由企業(yè)自定義，宜小于等于30天），則觸發(fā)離

線超時預警。

5.2數(shù)據(jù)有效率預警

5.2.1被監(jiān)測電池的數(shù)據(jù)有效率按公式(1)計算：

??????

????????=×100%????????????(1)

????

式中：

????????----數(shù)據(jù)有效率

?valid----有效數(shù)據(jù)幀數(shù)量

?all----總數(shù)據(jù)幀數(shù)量

5.2.2有效數(shù)據(jù)幀同時滿足下列要求：

a)本幀中必選項不為空；

b)本幀中必選項不為初始化值、異常值、無效值；

c)本幀中必選項字段值在有效值范圍內(nèi)。

5.2.3數(shù)據(jù)有效率預警運行頻率為每日1次。

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T/CSMAXXXX－2020

5.2.4若存在車輛當日數(shù)據(jù)幀數(shù)量大于等于72幀，且數(shù)據(jù)有效率小于等于80%時，則觸發(fā)數(shù)據(jù)有效率預

警。

5.3壓差異常預警

5.3.1壓差異常預警用于識別同一車型中電壓一致性不佳的電池系統(tǒng)，運行周期為每日1次。

5.3.2同一電池型號界定以工信部公告車型產(chǎn)品型號為依據(jù)，可在公告基礎上根據(jù)批次、壽命作進

一步劃分。

5.3.3對滿足下列條件的數(shù)據(jù)幀計算壓差值，壓差為數(shù)據(jù)幀中最大單體電壓和最小單體電壓的差：

a)SOC處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：30%～100%）；

b)溫度處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：0℃～40℃）；

c)電流處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：-100A～100A）；

d)電壓處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：2.5V～4.3V）；

e)當日上傳數(shù)據(jù)的電池系統(tǒng)數(shù)量處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：大于500）；

f)單個電池系統(tǒng)當日上傳的數(shù)據(jù)幀數(shù)量處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：大于500）；

g)事件狀態(tài)（企業(yè)自定義，例：交流充電、靜置）。

5.3.4獲取監(jiān)測平臺中同一型號所有電池系統(tǒng)的壓差，分別對每一電池系統(tǒng)計算當日的壓差分位數(shù)。

對任一電池系統(tǒng)可得如下3項分位數(shù)：

a)電池系統(tǒng)壓差第25百分位數(shù)?25，單位為伏特（V）；

b)電池系統(tǒng)壓差第50百分位數(shù)?50，單位為伏特（V）；

c)電池系統(tǒng)壓差第75百分位數(shù)?75，單位為伏特（V）。

5.3.5電池型號壓差上邊緣值按公式(2)計算：

????????????(2)

?0=?75total+1.5×(?75total??25total)

式中：

?0----電池型號壓差上邊緣值，單位為伏特（V）

----以5.3.4得出的為樣本，計算得到該電池型號當日整體的壓差第75百分位數(shù)，單位為

?75total?50

伏特（V）

----以5.3.4得出的為樣本，計算得到該電池型號當日整體的壓差第25百分位數(shù)，單位為

?25total?50

伏特（V）

5.3.6單個電池系統(tǒng)壓差下邊緣值按公式(3)計算：

?1=?25?1.5×(?75??25)????????????(3)

式中：

?1----單個電池系統(tǒng)壓差下邊緣值，單位為伏特（V）

5.3.7若存在電池系統(tǒng)?1>?0，則觸發(fā)壓差異常預警，如圖1所示：

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圖1壓差異常預警示意圖

5.4溫差異常預警

5.4.1溫差異常預警用于識別同一車型中溫度一致性不佳的電池系統(tǒng)，運行周期為每日1次。

5.4.2同一電池型號界定以工信部公告車型產(chǎn)品型號為依據(jù)，可在公告基礎上根據(jù)批次、壽命作進

一步劃分。

5.4.3對滿足下列條件的數(shù)據(jù)幀計算溫差值，溫差為數(shù)據(jù)幀中最高溫度和最低溫度的差：

a)SOC處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：30%～100%）；

b)電流處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：-100A～100A）；

c)電壓處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：2.5V～4.3V）；

d)當日上傳數(shù)據(jù)的電池系統(tǒng)數(shù)量處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：大于500）；

e)單個電池系統(tǒng)當日上傳的數(shù)據(jù)幀數(shù)量處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：大于500）；

f)事件狀態(tài)（企業(yè)自定義，例：交流充電和靜置）。

5.4.4獲取監(jiān)測平臺中同一型號所有電池系統(tǒng)的溫差，分別對每一電池系統(tǒng)計算當日的溫差分位數(shù)。

對任一電池系統(tǒng)可得如下3項分位數(shù)：

a)電池系統(tǒng)溫差第25百分位數(shù)?25；

b)電池系統(tǒng)溫差第50百分位數(shù)?50；

c)電池系統(tǒng)溫差第75百分位數(shù)?75。

5.4.5電池型號溫差上邊緣值按公式(4)計算：

????????????(4)

?0=?75total+1.5×(?75total??25total)

式中：

?0----電池型號溫差上邊緣值，單位為攝氏度（oC）

----以5.4.4得出的為樣本，計算得到該電池型號當日整體的溫差第75百分位數(shù)，單位為

?75total?50

攝氏度（oC）

----以5.4.4得出的為樣本，計算得到該電池型號當日整體的溫差第25百分位數(shù)，單位為

?25total?50

攝氏度（oC）

5.4.6單個電池系統(tǒng)溫差下邊緣值按公式(5)計算：

?1=?25?1.5×(?75??25)????????????(5)

式中：

?1----單個電池系統(tǒng)溫差下邊緣值，單位為攝氏度（oC）

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5.4.7若存在電池系統(tǒng)?1>?0，則觸發(fā)溫差異常預警,如圖2所示：

圖2溫差異常預警示意圖

5.5絕緣異常預警

5.5.1絕緣異常預警用于識別同一車型中絕緣值過低的電池系統(tǒng)，運行周期為每日1次。

5.5.2同一電池型號界定以工信部公告車型產(chǎn)品型號為依據(jù)，可在公告基礎上根據(jù)批次、壽命作進

一步劃分。

5.5.3對滿足下列條件的數(shù)據(jù)幀提取絕緣值：

a)電流處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：0A～500A）；

b)當日上傳數(shù)據(jù)的電池系統(tǒng)數(shù)量處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：大于500）；

c)單個電池系統(tǒng)當日上傳的數(shù)據(jù)幀數(shù)量處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：大于500）；

d)事件狀態(tài)（企業(yè)自定義，例：交流充電、靜置、行駛）；

5.5.4獲取監(jiān)測平臺中同一型號所有電池系統(tǒng)的絕緣值，分別對每一電池系統(tǒng)計算當日的絕緣分位

數(shù)。對任一電池系統(tǒng)可得如下3項分位數(shù)：

a)絕緣第25百分位數(shù)?25，單位為歐姆（Ω）；

b)絕緣第50百分位數(shù)?50，單位為歐姆（Ω）；

c)絕緣第75百分位數(shù)?75，單位為歐姆（Ω）。

5.5.5電池型號絕緣下邊緣值按公式(6)計算：

????????????(6)

?0=?25total?1.5×(?75total??25total)

式中：

?0----電池型號絕緣下邊緣值，單位為歐姆（Ω）

----以5.5.4得出的為樣本，計算得到該電池型號當日整體的絕緣第75百分位數(shù)，單位

?75total?50

為歐姆（Ω）

----以5.5.4得出的為樣本，計算得到該電池型號當日整體的絕緣第25百分位數(shù)，單位

?25total?50

為歐姆（Ω）

5.5.6單個電池系統(tǒng)絕緣上邊緣值按公式(7)計算：

?1=?75+1.5×(?75??25)????????????(7)

式中：

?1----單個電池系統(tǒng)絕緣上邊緣值，單位為歐姆（Ω）

5.5.7若存在電池系統(tǒng)?1<?0，則觸發(fā)絕緣異常預警，如圖3所示：

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圖3絕緣異常預警示意圖

5.6自放電速率異常預警

5.6.1自放電速率異常預警用于識別同一車型中自放電速率過快的電池系統(tǒng)，運行周期為每日1次。

5.6.2同一電池型號界定以工信部公告車型產(chǎn)品型號為依據(jù)，可在公告基礎上根據(jù)批次、壽命作進

一步劃分。

5.6.3獲取監(jiān)測平臺滿足下列條件的靜置事件：

a)事件狀態(tài)為靜置；

b)事件時長大于等于指定時長（企業(yè)自定義，例：8h）；

c)事件起始SOC處于指定范圍（企業(yè)自定義，例：80%～100%）。

5.6.4計算滿足5.6.3條件的事件的各項參數(shù)。

5.6.4.1提取去極化完成時刻的全量單體電壓列表，其中去極化完成時刻按公式(8)計算：

t1??1[?]t1

?1=?0+??????????????(8)

式中：

t1----去極化完成時刻

?0----靜置事件起始時刻，單位為小時（h）

?w----去極化時長，單位為小時（h）（企業(yè)自定義，例：1h）

5.6.4.2提取事件結(jié)束時刻的全量單體電壓列表

t2??2[?]

5.6.4.3t1至t2期間全量單體電壓壓降按公式(9)計算：

[]????????????(9)

??????=??1[?]???2[?]

式中：

?????[?]----全量單體電壓壓降，單位為伏特（V）

5.6.4.4全量單體中壓降速率最大的單體按公式(10)計算：

?????=???(?????[?])????????????(10)

式中：

?????----全量單體中壓降速率最大的單體，單位為伏特（V）

5.6.4.5全量單體平均壓降按公式(11)計算：

?????=???????(?????[?])????????????(11)

式中：

?????----全量單體平均壓降，單位為伏特（V）

5.6.4.6自放電速率差按公式(12)計算：

?????=(?????–?????)/(t2??1)????????????(12)

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T/CSMAXXXX－2020

式中：

?????----自放電速率差，單位為伏特每小時（V/h）

5.6.5若存在電池系統(tǒng)的自放電速率差?????大于企業(yè)自定義值，則觸發(fā)自放電速率異常預警。

6預警的處置

6.1提交診斷報告

企業(yè)監(jiān)控團隊應在觸發(fā)預警后24小時內(nèi)完成異常分析，并在監(jiān)測平臺提交診斷報告。

常見的診斷結(jié)果包括如下三大類：

1)電池故障：電芯內(nèi)短路、電池系統(tǒng)絕緣故障、電池阻抗故障、電壓采樣失效、溫度采樣失效

等；

2)車輛故障：高壓總成絕緣故障、T-Box傳輸故障，12V供電故障等；

其他故障：充電樁絕緣故障等。

表2各類故障處置建議

故障等級故障項目處置建議

電芯內(nèi)短路

聯(lián)系用戶在24小時內(nèi)對車

高風險

輛進行檢修。

電池系統(tǒng)絕緣故障

高壓總成絕緣故障

聯(lián)系用戶在72小時內(nèi)對車

中風險電壓采樣失效

輛進行檢修。

溫度采樣失效

電池阻抗故障

聯(lián)系用戶在一周內(nèi)對車輛

低風險

T-Box傳輸故障