1要求目??次前??言 II范圍 1規范性引用文件 1術語和定義 1縮略語和符號 2安全要求 2試驗條件 3試驗準備 5試驗方法 6附錄A（資料性）電池或系統典型結構 21附錄B（規范性）電池或系統緣電阻試方法 23附錄C（規范性）熱失試驗 25附錄D（規范性）熱擴試驗 26I電動土方機械用動力電池第1部分：安全要求范圍本文件規定了電動土方機械用動力電池（以下簡稱電池）單體、電池包或系統的安全要求和試驗方法。本文件適用于電動土方機械用動力鋰離子電池，其他類型動力蓄電池可參照執行。規范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T2423.4電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Db交變濕熱（12h＋12h循環）GB/T2423.17電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ka：鹽霧GB/T2423.43電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法振動、沖擊和類似動力學試驗樣品的安裝GB/T2423.56電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Fh：寬帶隨機振動和導則GB/T4208—2017外殼防護等級（IP代碼）GB/T19596電動汽車術語GB/T28046.4—2011 道路車輛電氣及電子設備的環境條件和試驗第4部分：氣候負荷GB38031電動汽車用動力蓄電池安全要求術語和定義GB/T19596、GB38031界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1電動土方機械electricearth-movingmachinery;EEMM運行能量全部或部分由電能提供的土方機械。注1：電能來源于機載可充電儲能系統、燃料電池、發電機、外接線網或其他外部儲能裝置等。注2：運行能量指土方機械作業所需要的能量，包括能量的輸入、能量的輸出，以及中間的能量轉換過程。3.2電池單體secondarycell將化學能與電能進行相互轉換的基本單元裝置。注：通常包括電極、隔膜、電解質、外殼和端子，并被設計成可充電。13.3電池包batterypack具有從外部獲得電能并可對外輸出電能的單元。注：通常包括電池單體、電池管理模塊（不含BCU）、電池箱及相應附件（冷卻部件、連接線纜等）。3.4電池系統batterysystem（存儲裝置。縮略語和符號縮略語下列縮略語適用于本文件。BCU：電池控制單元（batterycontrolunit）FS：滿量程（fullscale）PSD：功率譜密度（powerspectraldensity）RMS：均方根（rootmeansquare）SOC：荷電狀態（state-of-charge）符號下列符號適用于本文件。I1：1h率放電電流（A），其數值等于額定容量值。I3：3h率放電電流（A），其數值等于額定容量值的1/3。安全要求8.1.2進行過放電試驗，應不起火、不爆炸。8.1.3進行過充電試驗，應不起火、不爆炸。8.1.48.1.5進行加熱試驗，應不起火、不爆炸。8.1.68.1.7進行擠壓試驗，應不起火、不爆炸。8.1.8進行熱失控試驗，應不起火、不爆炸。28.2.1100Ω/V。8.2.2100Ω/V。8.2.3100Ω/V。8.2.48.2.530min之內的絕緣電阻應不小于100Ω/V。8.2.6進行防護等級試驗，試驗后需滿足IP68要求，應無泄漏、外殼破裂、100Ω/V。8.2.7進行外部火燒試驗，應不爆炸。8.2.8100Ω/V。8.2.9100Ω/V。8.2.10Ω/V。8.2.11100Ω/V。8.2.12100Ω/V。8.2.138.2.13100Ω/V。8.2.14100Ω/V。8.2.15100Ω/V。8.2.16試驗條件22℃±5℃10～90%86kPa～106Pa。8.15.1執行。3A的安全工作限值。100/VB。（如尺寸或質量）不適合進行某些測試，那么制造商與檢測機象的子系統應包含和整車要求相關的所有部分（。SOCn%1h，1I3T，T按照公式（1）SOC。SOC30min。T=100n3 （1）100式中：T——放電時間，單位為小時（h）；n——試驗目標值的百分數值。電壓測量裝置：±0.5%FS；電流測量裝置：±0.5%FS；溫度測量裝置：±1℃；時間測量裝置：±0.1%FS；尺寸測量裝置：±0.1%FS；質量測量裝置：±0.1%FS。測試過程誤差控制值（實際值）與目標值之間的誤差要求如下：a) 電壓：±1%；b) 電流：±1%；c) 溫度：±2℃。4數據記錄與記錄間隔除另有說明外，測試數據（如時間、溫度、電流和電壓等）的記錄間隔應不大于100s。試驗準備標準充電1I31h的擱置時間1h（1h的擱置時間）。以制造商規定且不小于1I3轉恒壓充電，至充電電流降至0.05I1時停止充電，充電后擱置1h（或制造商提供的不大于1h的擱置時間）。預處理的狀態。步驟如下：7.1.1對電池單體進行標準充電；1I3的電流放電至制造商規定的放電截止條件；30min或制造商規定時間；a)~c)5次。3%理，預處理循環可以中止。工作狀態確認正式開始測試前，電池包或系統的電子部件或BCU應處于正常工作狀態。預處理激活和穩定的狀態。步驟如下：1I330min或制造商規定的時間；1I3的電流放電至制造商規定的放電截止條件；30min或制造商規定的時間；a)~d)5次。53%成了預處理，預處理循環可以中止。241I330min或制造商規定的時間。試驗方法一般要求所有安全試驗均在有充分安全保護的環境條件下進行。如果試驗對象有附加主動保護線路或裝置，應除去。過放電試驗對象為電池單體。7.1.1方法充電。1I190min。1h。過充電試驗對象為電池單體。7.1.1方法充電。1I31.1115%SOC后，停止充電。1h。外部短路試驗對象為電池單體。7.1.1方法充電。10min5mΩ。1h。加熱試驗對象為電池單體。7.1.1方法充電。5℃/min130℃±2℃，并保持此30min后停止加熱。1h。6溫度循環試驗對象為電池單體。7.1.1方法充電。115次。1h。表1溫度循環試驗一個循環的溫度和時間溫度℃時間增量min累計時間min溫度變化率℃/min25000-40606013/12-40901500256021013/1285903002/385110410025704806/7圖1溫度循環試驗示意圖擠壓試驗對象為電池單體。7.1.1方法充電。按下列條件進行試驗：相同；75mm（2所示）；2mm/s；70V15%100kN1000倍試驗對象重量后停止擠壓；10min。1h。圖2電池單體擠壓板示意圖熱失控電池單體按照附錄C進行熱失控試驗。振動試驗對象為電池包或系統。試驗開始前，將試驗對象的SOCSOC50%。GB/T2423.43z軸隨機、z軸定頻、y軸隨機、y軸定頻、x軸隨機、x（xy軸方向選擇順序，以縮短轉換時間。測試過程參照GB/T2423.56。23進行，34進行45進行。表2小型機車輛電池包或系統的振動測試條件隨機振動（每個方向測試時間為21h）頻率Hzz軸功率譜密度（PSD）g2/Hzy軸功率譜密度（PSD）g2/Hzx軸功率譜密度（PSD）g2/Hz50.050.040.0125100.06/0.03200.060.040.032000.00080.00080.00025均方根RMSz軸y軸x軸1.44g1.23g0.96g8圖3小型機車輛電池包或系統隨機振動測試曲線表3非小型機且不具有破碎工況車輛電池包或系統的振動測試條件隨機振動（每個方向測試時間為21h）頻率Hzz軸功率譜密度（PSD）g2/Hzy軸功率譜密度（PSD）g2/Hzx軸功率譜密度（PSD）g2/Hz50.0660.0530.0165100.079/0.04200.0790.0530.042000.0010.0010.00033均方根RMSz軸y軸x軸1.65g1.41g1.10g9圖4非小型機且不具有破碎工況車輛電池包或系統隨機振動測試曲線表4非小型機且具有破碎工況車輛電池包或系統的振動測試條件隨機振動（每個方向測試時間為21h）頻率Hzz（PSD）g2/Hz頻率Hzy軸功率譜密（PSD）g2/Hz頻率Hzx（PSD）g2/Hz50.110050.055050.030090.160090.0650100.0850100.1300180.0070140.0600130.0200300.0500200.0150170.0130600.0090320.0150240.00601020.0500600.0040410.01001150.01001000.0600530.00251650.01501150.0110950.03502000.06701800.01101200.0100\\2000.00701800.0180\\\\2000.05400\\\\均方根（RMS）z軸均方根（RMS）y軸均方根（RMS）x軸1.84g2.16g1.94g10圖5非小型機具有破碎工況車輛電池包或系統隨機振動測試曲線2h。機械沖擊試驗對象為電池包或系統。5規定的半正弦沖擊波，±z612次。66所示。5倍沖擊脈沖持續時間。2h。表5機械沖擊測試參數測試程序參數要求沖擊波形半正弦波測試方向±z加速度值，g7脈沖時間，ms6沖擊次數，次正負方向各611表6機械沖擊脈沖容差范圍點脈寬ms±z方向加速度值GA1.000.00B2.945.95C3.065.95D5.000.00E0.002.68F2.008.05G4.008.05H7.000.00圖6機械沖擊脈沖容差范圍示意圖模擬碰撞試驗對象為電池包或系統。GB/T2423.4377（xy軸方向（x/y/z）2h。表7模擬碰撞脈沖容差范圍點脈寬ms≤3.5t（整車整備質量）3.5t～7.5t（整車整備質量）≥7.5t（整車整備質量）x方向加速度gy方向加速度gx方向加速度gy方向加速度gx方向加速度gy方向加速度gA20000000B502081056.65C652081056.65D10000000012E0104.552.542.5F50281517101210G80281517101210H120000000圖7模擬碰撞脈沖容差范圍示意圖擠壓試驗對象為電池包或系統。按下列條件進行試驗：擠壓板形式：選擇以下兩種擠壓板中的一種：——擠壓板如圖8所示，半徑75mm的半圓柱體，半圓柱體的長度（L）大于試驗對象的高度，但不超過1m；——擠壓板如圖9所示，外廓尺寸為600mm×600mm或更小，三個半圓柱體半徑為75mm，半圓柱體間距30mm。y（xy軸方向2mm/s；100kN30%時停止擠壓；10min。2h。圖8擠壓板形式一示意圖13圖9擠壓板形式二示意圖濕熱循環試驗對象為電池包或系統。按照GB/T2423.4Db1060℃或更高溫度（如果制造商要求）5次。2h。14標引序號說明：Y1——相對濕度，%；Y2——溫度，℃；X——時間，h；a——升溫結束；b——降溫開始；c——推薦溫濕度值；d——冷凝；e——干燥；f——一個循環周期。圖10溫濕度循環防護等級8.2.1振動試驗后的電池包或系統。GB/T4208—201714.2.7mm1000mm850mm的試驗對象，其最150mm24h5℃。2h。8.2.1振動試驗后的電池包或系統。GB/T4208—201713.4第二種方式所述方法和流程進行試驗。2h。外部火燒0℃2.5km/h。152050cm8cm5011所示。4個階段：3m60s70s；60s60s12所示，也可以用耐火材料參考此尺寸制作；2h或試驗對象外表溫度降至45℃以下。圖11外部火燒示意圖標引序號說明：耐火性：SK30；成分：30%~33%Al2O3；密度：1900kg/m3~2000kg/m3；有效孔面積：44.18%；開孔率：20%~22%體積比。圖12耐火隔板的尺寸和技術數據16溫度沖擊試驗對象為電池包或系統。（-40℃±2℃±21330min8h5次。圖13溫度沖擊試驗示意圖2h。鹽霧試驗對象為電池包或系統。8.2.9.2GB/T28046.4—20115.5.2GB/T2423.17的測試條件進行試驗。鹽溶液采用氯化鈉（化學純、分析純）5%±1%（分數）。35℃±2℃下測量pH6.5~7.2之間。1424h35℃±2℃下對試驗8h16h。30個循環。應用場景存在嚴酷工況（）時應對電池倉進行密封處理。標引序號說明：17t——時間，h；a——低壓上電監控；b——連接線束完畢，不通電；c——打開（噴鹽霧）；d——關閉（停噴鹽霧）。圖14鹽霧試驗循環高海拔試驗對象為電池包或系統。4000m4000m的氣壓條件。4000m5500m的氣壓條件。8.2.10.25h。8.2.10.21I3的電流放電至制造商規定的放電截止條件。2h。過溫保護試驗對象為電池系統。20℃±10℃（如果電池系統制造商要求a)b)（如適用）8.2.11.3的規定升高。定的最高工作溫度。試驗對象自動終止或限制充電或放電；試驗對象發出終止或限制充電或放電的信號；2h4℃。1h。過流保護試驗條件如下：2010的環境溫度下進行；18按照電池系統制造商推薦的正常操作（）SOC（假設外部直流供電設備的故障（正常范圍內）。過電流水平；流。然后，將電流在5s內從最高正常充電電流增加到8.2.12.2中c）所述的過電流水平，并繼續進行充電。試驗對象自動終止充電電流；試驗對象發出終止充電電流的信號；試驗對象的溫度穩定，溫度變化在2h內小于4℃。1h。外部短路保護試驗對象為電池系統。試驗條件如下：試驗應在20℃±10℃的環境溫度或更高溫度（）下進行；外部短路過程：a）在開始試驗時，用于充電和放電的相關主要接觸器都應閉合（如電池系統回路中包含相關繼電器），來表示可行車模式以及允許外部充電的模式。如果這不能在單次試驗中完成，則應進行兩次或更多次試驗；b)5mΩ。試驗對象的保護功能起作用，并終止短路電流；試驗對象外殼溫度穩定（溫度變化在2h內小于4℃）后，繼續短路至少1h。1h。過充電保護試驗對象為電池系統。試驗條件如下：20℃±10℃的環境溫度或更高溫度（下進行；（如使用外部充放電設備調整試驗對象的SOC用于充電的所有相關的主要接觸器都應閉合（如電池系統回路中包含相關繼電器）。19充電過程如下：試驗對象自動終止充電電流；試驗對象發出終止充電電流的信號；8.2.14.410℃的溫度值；1012h。1h。過放電保護試驗對象為電池系統。試驗條件如下：20℃±10℃的環境溫度或更高溫度（下進行；（調整試驗對象的SOC用于放電的所有相關的主要接觸器都應閉合（）。放電過程如下：外部放電設備應連接到試驗對象的主端子；試驗對象自動終止放電電流；試驗對象發出終止放電電流的信號；8.2.15.4a）25%為止；2h4。1h。熱擴散電池包或系統按照附錄C進行熱擴散試驗。20附錄A（資料性）電池包或系統的典型結構電池包接口（如冷卻、高壓、輔助低壓和通信等）。圖A.1是一個電池包的典型結構。標引符號說明：In——冷卻介質進口；Out——冷卻介質出口。圖A.1電池包典型結構（器池系統，分別如圖A.2和圖A.3所示。21標引序號說明：In——冷卻介質進口；Out——冷卻介質出口。圖A.2含集成電池控制單元的電池系統典型結構標引序號說明：In——冷卻介質進口；Out——冷卻介質出口。圖A.3外置集成電池控制單元的電池系統典型結構22附錄B（規范性）電池包或系統絕緣電阻測試方法目的明確電池包或系統的絕緣電阻測試方法。22℃±515%~90%。電壓檢測工具的內阻不小于10MΩ生影響，則應將絕緣監測功能關閉或者將絕緣電阻監測單元從B級電壓電路中斷開，以免影響測量值，否則制造商可選擇是否關閉絕緣監測功能或者將絕緣監測單元從B級電壓電路中斷開。方法1用相同的兩個電壓檢測工具同時測量電池包或系統的兩個端子和電平臺之間的電壓,如圖B.1中所示。待讀數穩定，較高的一個為U1，較低的一個為U1`。注：電池包或系統的電平臺可以是其與整車電平臺連接的可導電外殼。UU1`電平臺測試對象UU1電平臺圖B.11添加一個已知電阻R0，阻值推薦1MΩ。如圖B.2中所示并聯在電池包或系統的U1側端子與電平臺之間。再用B.3.1.2待讀數穩定，測量值為U2和U2`。23UU`2臺電平測試對象UR0U2電平臺圖B.22計算絕緣電阻Ri，方法如下：RiR0U1U1`U2U2`（B.1）（B.2）來計算。Rr

U' U'0i =R0

21 （B.1）Ri+r

U2 U1Ri=

1U

11U'1

·········································（B.2）21U2 U1方法2使電池包或系統處于接通的狀態。注：電池包或系統的電平臺可以是其與整車電平臺連接的可導電外殼。1.5倍或50030。24附錄C（規范性）熱失控試驗試驗對象為電池單體或最小管理單元。注：最小管理單元為電池管理系統可以監控的最小蓄電池單元。見表C.1C.11±2的直徑應小于1mm。表C.1試驗對象電能E（Wh）加熱裝置最大功率（W）E<10030～300100≤E<400300～1000400≤E<800300～2000E≥800>600將試驗對象充電到100SOC后，再對試驗對象用1C電流繼續充電12min并以其最大功率對試驗對象進行持續加熱，當發生熱失控或者C.2.1定義的監測點溫度達到300停止觸發，關閉加熱裝置。熱失控判定25%；監測點的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續3s以上。當a)和c)或者b)和c)發生時，判定發生熱失控。加熱過程中及加熱結束1內，如果發生起火、爆炸現象，則試驗終止。硬殼及軟包電池 b)圓柱形電池-I c)圓柱形電池-II圖C.125附錄D（規范性）熱擴散試驗目的電池包或系統發生單個電池熱失控后應提供一個熱失控報警信號并應無起火或爆炸現象。（SOC（通常明顯區別于制造商規定的工作狀態。的功能或特性。制造商應提供D.3.2~D.3.5中說明電池包或系統安全性文件。（例如：GB/T34590ISO26262GB/T20438IEC61508中的故障分析或類似的方法。發的熱擴散所引起的危害影響的系統和組件。分：對其操作策略的描述。實現功能的物理系統或組件的標識。試驗時間、地點及產品技術參數；D.5（部煙、火、爆炸等）的照片、數據和時間等。26保護分析與驗證報告應包含表D.1所列3項報告，其中第1項和第2項為制造商提供，第3項由檢測機構出具。注：D.3.5d)與D.4所述的驗證試驗可為在相同檢測機構進行的同一試驗。表D.1熱擴散乘員保護分析與驗證報告詳細內容編號報告名稱對應章節1制造商定義的熱失控報警信號說明D.2.1、D.2.22說明電池包或系統安全性技術文件D.3.2、D.3.3、D.3.4、D.3.53檢測機構依據制造商提供的技術文書、試驗程序進行結果驗證的檢測報告D.4試驗對象試驗對象為電池包或系統。試驗條件試驗應在以下條件進行：本試驗在溫度0以上，相對濕度10%～90%，大氣壓力86kPa～106kPa的環境中進行；SOCSOC調至不低于制造商規定的正常SOC工作范圍的95%系統，SOC調至不低于制造商工作范圍的90%；電，需在試驗開始前確認試驗對象的SOC滿足要求；試驗開始前，所有的試驗裝置正常運行；試驗在室內環境或者風速不大于2.5km/h的環境下進行。試驗方法推薦D.6.3.3、D.6.3.4、D.6.3.5作為熱擴散試驗的可選方法，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熱失控。體包圍的電池單體。完成以上試驗后，在試驗環境溫度下觀察2h。推薦的針刺觸發熱失控方法如下：刺針材料：鋼；刺針直徑：3mm~8mm；針尖形狀：圓錐形，角度為20°~60°；針刺速度：0.1mm/s~10mm/s；27（。D.5.3.5中規定的溫度傳感器的位置相對應；對觸發對象進行加熱，加熱裝置的功率建議參照表D.2；當發生熱失控或發出熱失控報警信號或者D6.3.5定義的監測點溫度達到300℃后，停止觸發。表D.2加熱裝置功率選擇觸發對象電