T-CSAE 255-2022 電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程電池系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警規(guī)范

ICS43.020CCST40團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Specificationforsafetyriskmonitoringandfaultearlywarningofelectricvehiclebatterysysteminoperationprocess中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布IT/CSAE255—2022前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4通用要求 4.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)字段 4.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳和存儲(chǔ)要求 25預(yù)警方法 35.1離線超時(shí)預(yù)警 35.2數(shù)據(jù)有效率預(yù)警 35.3壓差異常預(yù)警 35.4溫差異常預(yù)警 45.5絕緣異常預(yù)警 55.6自放電速率異常預(yù)警 66預(yù)警的處置 76.1提交診斷報(bào)告 76.2提交檢修報(bào)告 7附錄A（資料性）百分位數(shù)與箱形圖 8A.1百分位數(shù) 8A.2箱形圖 8T/CSAE255—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提出。本文件起草單位：上海蔚來(lái)汽車(chē)有限公司、中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司、北京新能源汽車(chē)股份有限公司、武漢蔚來(lái)能源有限公司、武漢蔚能電池資產(chǎn)有限公司、中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)有限公司、重慶長(zhǎng)安新能源汽車(chē)科技有限公司、奇瑞新能源汽車(chē)股份有限公司、比亞迪汽車(chē)工業(yè)有限公司、寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司、天津力神電池股份有限公司、特來(lái)電新能源股份有限公司、南方電網(wǎng)電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)有限公司、蜂巢能源科技（無(wú)錫）有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、華中科技大學(xué)、浙江吉利汽車(chē)研究院有限公司、廣州小鵬汽車(chē)科技有限公司、普天新能源有限責(zé)任公司、國(guó)網(wǎng)廣匯（上海）電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)有限公司、深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院、宇通客車(chē)股份有限公司、北京昇科能源科技有限責(zé)任公司、深圳格瑞安能科技有限公司。本文件主要起草人：趙建智、曾士哲、葉磊、黃源、劉仕強(qiáng)、穆寶、周子鈞、聶瑞超、王書(shū)洋、袁昌榮、楊輝前、曾祥兵、宋開(kāi)通、黃華英、江佳鑫、馬全林、吳冠軍、桂洋、劉彩秋、尹玉鵬、黃鵬、張建彪、萬(wàn)里平、李頂根、孫全、華卓立、鄧遲、夏巖松、周頔、王勇士、褚政宇、姜久春。1T/CSAE255—2022電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程電池系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警規(guī)范本文件規(guī)定了在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警的通用技術(shù)。本文件適用于對(duì)鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)進(jìn)行故障預(yù)警的電動(dòng)汽車(chē)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)應(yīng)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(chē)輛車(chē)輛識(shí)別代號(hào)(VIN)GB/T19596—2017電動(dòng)汽車(chē)術(shù)語(yǔ)GB/T32960.3—2016電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)程服務(wù)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(chē)動(dòng)力蓄電池編碼規(guī)則3術(shù)語(yǔ)和定義GB16735、GB/T19596—2017、GB/T32960.3—2016和GB/T34014—2017界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。監(jiān)測(cè)平臺(tái)monitorplatform用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池，接收和處理車(chē)輛數(shù)據(jù)的管理平臺(tái)。行駛事件drivingevent一次完整車(chē)輛行駛過(guò)程。交流充電事件ACchargingevent一次完整車(chē)輛交流充電過(guò)程。直流充電事件DCchargingevent一次完整車(chē)輛直流充電過(guò)程。靜置事件idleevent一次完整車(chē)輛靜置過(guò)程。4通用要求監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)字段電動(dòng)汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)對(duì)與電池系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)字段見(jiàn)表1：2T/CSAE255—2022表1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)字段0x01:行駛;0x02:交流充電;0x03:直流充電;0x04:靜置;0x05:其他;符合GB/T32960.3—2016有效值范圍：0～40000（偏移量2000A，表示-2000A～2000A最小符合GB/T32960.3—2016符合GB/T32960.3—2016符合GB/T32960.3—2016符合GB/T32960.3—2016符合GB/T32960.3—2016符合GB/T32960.3—2016參考GB/T32960.3—2016B參考GB/T32960.3—2016B監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳和存儲(chǔ)要求4.2.1車(chē)輛處于行駛事件、交流充電事件、直流充電事件時(shí)，應(yīng)即時(shí)上傳信息，上傳周期宜小于等于4.2.2車(chē)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(yīng)持續(xù)大于等于10min，上3T/CSAE255—2022傳周期宜小于等于10s。4.2.3車(chē)輛處于靜置事件時(shí)，應(yīng)間歇性的上傳信息。喚醒間隔宜小于等于3h，喚醒后在線時(shí)長(zhǎng)宜大于等于2min，上傳周期宜小于等于10s。4.2.4監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)上傳的原始數(shù)據(jù)保存時(shí)間應(yīng)大于等于8年。5預(yù)警方法離線超時(shí)預(yù)警5.1.1電池離線超時(shí)預(yù)警運(yùn)行頻率為每日1次。5.1.2被監(jiān)測(cè)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(yù)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(shí)預(yù)警。數(shù)據(jù)有效率預(yù)警5.2.1被監(jiān)測(cè)電池的數(shù)據(jù)有效率按公式(1)計(jì)算：pctvalid=×100%···············································(1)式中：pctvalid——數(shù)據(jù)有效率；Nvalid——有效數(shù)據(jù)幀數(shù)量；Nall——總數(shù)據(jù)幀數(shù)量。5.2.2有效數(shù)據(jù)幀同時(shí)滿(mǎn)足下列要求：a)本幀中必選項(xiàng)不為空；b)本幀中必選項(xiàng)不為初始化值、異常值、無(wú)效值；c)本幀中必選項(xiàng)字段值在有效值范圍內(nèi)。5.2.3數(shù)據(jù)有效率預(yù)警運(yùn)行頻率為每日1次。5.2.4若存在車(chē)輛當(dāng)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(shí)，則觸發(fā)數(shù)據(jù)有效率預(yù)警。壓差異常預(yù)警5.3.1壓差異常預(yù)警用于識(shí)別同一車(chē)型中電壓一致性不佳的電池系統(tǒng)，運(yùn)行頻率為每日1次。5.3.2同一電池型號(hào)界定以工信部公告車(chē)型產(chǎn)品型號(hào)為依據(jù)，可在公告基礎(chǔ)上根據(jù)批次、壽命作進(jìn)一5.3.3對(duì)滿(mǎn)足下列條件的數(shù)據(jù)幀計(jì)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(dāng)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(gè)電池系統(tǒng)當(dāng)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(cè)平臺(tái)中同一型號(hào)所有電池系統(tǒng)的壓差，分別對(duì)每一電池系統(tǒng)計(jì)算當(dāng)日的壓差分位數(shù)。對(duì)任一電池系統(tǒng)可得如下3項(xiàng)分位數(shù)：a)電池系統(tǒng)壓差第25百分位數(shù)V25，單位為伏特（V）；b)電池系統(tǒng)壓差第50百分位數(shù)V50，單位為伏特（V）；c)電池系統(tǒng)壓差第75百分位數(shù)V75，單位為伏特（V）。5.3.5電池型號(hào)壓差上邊緣值按公式(2)計(jì)算：4T/CSAE255—2022V0=V75total+1.5×V75total?V25total)·······································(1)式中：V0——電池型號(hào)壓差上邊緣值，單位為伏特（V）；V75total——以5.3.4得出的V50為樣本，計(jì)算得到該電池型號(hào)當(dāng)日整體的壓差第75百分位數(shù)，單位為伏特（V）；V25total——以5.3.4得出的V50為樣本，計(jì)算得到該電池型號(hào)當(dāng)日整體的壓差第25百分位數(shù)，單位為伏特（V）。5.3.6單個(gè)電池系統(tǒng)壓差下邊緣值按公式(3)計(jì)算：V1=V25?1.5×V75?V25)············································(2)式中：V1——單個(gè)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)V1>V0，則觸發(fā)壓差異常預(yù)警，如圖1所示：圖1壓差異常預(yù)警示意圖溫差異常預(yù)警5.4.1溫差異常預(yù)警用于識(shí)別同一車(chē)型中溫度一致性不佳的電池系統(tǒng)，運(yùn)行頻率為每日1次。5.4.2同一電池型號(hào)界定以工信部公告車(chē)型產(chǎn)品型號(hào)為依據(jù)，可在公告基礎(chǔ)上根據(jù)批次、壽命作進(jìn)一步劃分。5.4.3對(duì)滿(mǎn)足下列條件的數(shù)據(jù)幀計(jì)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(dāng)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(gè)電池系統(tǒng)當(dāng)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(cè)平臺(tái)中同一型號(hào)所有電池系統(tǒng)的溫差，分別對(duì)每一電池系統(tǒng)計(jì)算當(dāng)日的溫差分位數(shù)。對(duì)任一電池系統(tǒng)可得如下3項(xiàng)分位數(shù)：a)電池系統(tǒng)溫差第25百分位數(shù)T25，單位為攝氏度(oC）；b)電池系統(tǒng)溫差第50百分位數(shù)T50，單位為攝氏度(oC）；c)電池系統(tǒng)溫差第75百分位數(shù)T75，單位為攝氏度(oC）。5.4.5電池型號(hào)溫差上邊緣值按公式(4)計(jì)算：T0=T75total+1.5×T75total?T25total)······································(1)式中：T0——電池型號(hào)溫差上邊緣值，單位為攝氏度(oC）；5T/CSAE255—2022T75total——以5.4.4得出的T50為樣本，計(jì)算得到該電池型號(hào)當(dāng)日整體的溫差第75百分位數(shù)，單位為攝氏度(oC）；T25total——以5.4.4得出的T50為樣本，計(jì)算得到該電池型號(hào)當(dāng)日整體的溫差第25百分位數(shù)，單位為攝氏度(oC）。5.4.6單個(gè)電池系統(tǒng)溫差下邊緣值按公式(5)計(jì)算：T1=T25?1.5×T75?T25)············································(2)式中：T1——單個(gè)電池系統(tǒng)溫差下邊緣值，單位為攝氏度(oC）。5.4.7若存在電池系統(tǒng)T1>T0，則觸發(fā)溫差異常預(yù)警,如圖2所示：圖2溫差異常預(yù)警示意圖絕緣異常預(yù)警5.5.1絕緣異常預(yù)警用于識(shí)別同一車(chē)型中絕緣值過(guò)低的電池系統(tǒng)，運(yùn)行頻率為每日1次。5.5.2同一電池型號(hào)界定以工信部公告車(chē)型產(chǎn)品型號(hào)為依據(jù)，可在公告基礎(chǔ)上根據(jù)批次、壽命作進(jìn)一5.5.3對(duì)滿(mǎn)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(dāng)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(gè)電池系統(tǒng)當(dāng)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(cè)平臺(tái)中同一型號(hào)所有電池系統(tǒng)的絕緣值，分別對(duì)每一電池系統(tǒng)計(jì)算當(dāng)日的絕緣分位數(shù)。對(duì)任一電池系統(tǒng)可得如下3項(xiàng)分位數(shù)：a)絕緣第25百分位數(shù)R25，單位為千歐姆（kΩ);b)絕緣第50百分位數(shù)R50，單位為千歐姆（kΩ);c)絕緣第75百分位數(shù)R75，單位為千歐姆（kΩ)。5.5.5電池型號(hào)絕緣下邊緣值按公式(6)計(jì)算：R0=R25total?1.5×(R75total?R25total)······································(1)式中：R0——電池型號(hào)絕緣下邊緣值，單位為千歐姆（kΩ);R75total——以5.5.4得出的R50為樣本，計(jì)算得到該電池型號(hào)當(dāng)日整體的絕緣第75百分位數(shù)，單位為千歐姆（kΩ);R25total——以5.5.4得出的R50為樣本，計(jì)算得到該電池型號(hào)當(dāng)日整體的絕緣第25百分位數(shù)，單位為千歐姆（kΩ)。5.5.6單個(gè)電池系統(tǒng)絕緣上邊緣值按公式(7)計(jì)算：6T/CSAE255—2022R1=R75+1.5×R75?R25)············································(2)式中：R1——單個(gè)電池系統(tǒng)絕緣上邊緣值，單位為千歐姆（kΩ)。5.5.7若存在電池系統(tǒng)R1<R0，則觸發(fā)絕緣異常預(yù)警，如圖3所示：圖3絕緣異常預(yù)警示意圖自放電速率異常預(yù)警5.6.1自放電速率異常預(yù)警用于識(shí)別同一車(chē)型中自放電速率過(guò)快的電池系統(tǒng)，運(yùn)行頻率為每日1次。5.6.2同一電池型號(hào)界定以工信部公告車(chē)型產(chǎn)品型號(hào)為依據(jù)，可在公告基礎(chǔ)上根據(jù)批次、壽命作進(jìn)一步劃分。5.6.3獲取監(jiān)測(cè)平臺(tái)滿(mǎn)足下列條件的靜置事件：a)事件狀態(tài)為靜置；b)事件時(shí)長(zhǎng)大于等于指定時(shí)長(zhǎng)（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(jì)算滿(mǎn)足5.6.3條件的事件的各項(xiàng)參數(shù)。a)提取去極化完成時(shí)刻t1的全量單體電壓列表vt1[i]，其中去極化完成時(shí)刻t1按公式(8)計(jì)算：t1=t0+tw·······················································(1)式中：t1——去極化完成時(shí)刻；t0——靜置事件起始時(shí)刻，單位為小時(shí)（h）；tw——去極化時(shí)長(zhǎng)，單位為小時(shí)（h）（企業(yè)自定義，例：1h）。b)提取事件結(jié)束時(shí)刻t2的全量單體電壓列表vt2[i]。c)t1至t2期間全量單體電壓壓降按公式(9)計(jì)算：vdropi=vt1[i]?vt2[i]··············································(2)式中：vdropi——全量單體電壓壓降，單位為伏特（V）。d)全量單體中壓降速率最大的單體按公式(10)計(jì)算：vdmax=max(vdropi················································(3)式中：vdmax——全量單體中壓降速率最大的單體，單位為伏特（V）。e)全量單體平均壓降按公式(11)計(jì)算：vdavg=average(vdropIi)·············································(4)式中：7T/CSAE255—2022vdavg——全量單體平均壓降，單位為伏特（V）。f)自放電速率差按公式(12)計(jì)算：Ddiff=(vdmax–vdavg)/(t2?t1)··········································(5)式中：Ddiff——自放電速率差，單位為伏特每小時(shí)（V/h）。5.6.5若存在電池系統(tǒng)的自放電速率差Ddiff大于企業(yè)自定義值，則觸發(fā)自放電速率異常預(yù)警。6預(yù)警的處置6.1提交診斷報(bào)告企業(yè)監(jiān)控團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)在觸發(fā)預(yù)警后24小時(shí)