浅谈现有电动汽车用动力蓄电池国家标准

吕媛媛

(中华人民共和国吴江出入境检验检疫局，国家动力及储能电池检测重点实验室，江苏 苏州 215200)

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浅谈现有电动汽车用动力蓄电池国家标准

吕媛媛

(中华人民共和国吴江出入境检验检疫局，国家动力及储能电池检测重点实验室，江苏 苏州 215200)

从适用范围、测试项目及判断依据的角度，对电动汽车用动力蓄电池现行的6项国家标准GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》、GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》、GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》、GB/T 31467.1-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分：高功率应用测试规程》、GB/T 31467.2-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分：高能量应用测试规程》和GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分：安全性要求与测试方法》进行简要的解读。

电动汽车； 动力蓄电池； 国家标准； 电池检测方法

针对电动汽车用动力蓄电池，中国质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会于2015年5月15日联合发布了6项国家标准，过渡期1 a，于2016年全面实施。

颁布的国家标准与工业和信息化部2015年3月发布的《汽车动力与电池行业规范条件》一起，将会加速动力电池行业的洗牌。颁布的国家标准的实施在一定程度上能够净化动力蓄电池市场，新推出的统一的衡量标准，将促进行业健康发展，提高行业的整体水平。

为使相关从业人员和相关机构加深对标准的理解，本文作者从适用范围、测试项目及判定依据的角度，对颁布的标准进行简要解读。

1 标准简介

目前，国内适用于电动汽车用动力蓄电池的标准主要有以下8项：QC/T 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》[1]、GB/T 18333.1-2001《电动道路车辆用锂离子蓄电池》[2]、GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》[3]、GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》[4]、GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》[5]、GB/T 31467.1-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分：高功率应用测试规程》[6]、GB/T 31467.2-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分：高能量应用测试规程》[7]和GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分：安全性要求与测试方法》[8]。GB/T 31484、GB/T 31485、GB/T 31486、GB/T 31467.1、GB/T 31467.2和GB/T 31467.3为新颁布的6项国家标准，其中明确规定了测试的条件：环境温度为25±5 ℃，相对湿度为15%～90%，大气压力为86～106 kPa，室温为25±2 ℃。

2 标准侧重点解析

2.1 动力蓄电池

GB/T 31484-2015、GB/T 31485-2015和GB/T 31486-2015标准，在制定过程中参考了行业标准QC/T 743-2006的内容，将该标准划分为3项独立的标准。新旧标准的差异详见表1；GB/T 31484-2015、GB/T 31485-2015和GB/T 31486-2015的检验项目、测试样品、技术要求和试验方法，分别见表2、表3和表4。

表1 QC/T 743-2006与标准GB/T 31484-2015、GB/T 31485-2015和GB/T 31486-2015的比较

表2 GB/T 31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法

Table 2 Cycle life requirements and test methods for traction battery of electric vehicle for the GB/T 31484-2015 standard

序号检验项目测试样品技术要求试验方法1室温容量和能量2室温功率单体、模组或系统5.16.2-6.33标准循环寿命单体或模组5.26.44混合动力乘用车用功率型蓄电池工况循环寿命5混合动力商用车用功率型蓄电池工况循环寿命6纯电动乘用车用能量型蓄电池工况循环寿命7纯电动商用车用能量型蓄电池工况循环寿命8插电式和增程式电动汽车用蓄电池工况循环寿命模组或系统5.3.16.5.15.3.26.5.25.3.36.5.35.3.46.5.45.3.3或5.3.46.5.3或6.5.4

表3 GB/T 31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法

Table 3 Safety requirements and test methods for traction battery of electric vehicle for the GB/T 31485-2015 standard

单体蓄电池试验程序蓄电池模组试验程序序号检验项目技术要求试验方法序号检验项目技术要求试验方法1过放电5.1.16.2.21过放电5.2.16.3.22过充电5.1.26.2.32过充电5.2.26.3.33短路5.1.36.2.43短路5.2.36.3.44跌落5.1.46.2.54跌落5.2.46.3.55加热5.1.56.2.65加热5.2.56.3.66挤压5.1.66.2.76挤压5.2.66.3.77针刺5.1.76.2.87针刺5.2.76.3.88海水浸泡5.1.86.2.98海水浸泡5.2.86.3.99温度循环5.1.96.2.109温度循环5.2.96.3.1010低气压5.1.106.2.1110低气压5.2.106.3.11

颁布的国标将适用范围由锂离子蓄电池单体和模组拓宽为装载在电动汽车上的锂离子蓄电池和金属氢化物镍蓄电池单体和模组、其他类型蓄电池，以及蓄电池包和蓄电池系统；修改了模组的定义，拓宽至根据实际产品的组合形式；增加了蓄电池包和蓄电池系统的定义，将适用的车型拓宽为混合动力乘用车、混合动力商用车、纯电动乘用车、插电式及增程式电动汽车，几乎涵盖了目前全部的电动汽车类型。颁布的国标将默认充放电倍率改为1C，要求更严格。

GB/T 31484-2015与QC/T 743-2006相比，增加了各类蓄电池的标准循环寿命和工况循环寿命测试。标准循环寿命要求循环次数达到500次时，放电容量不低于初始容量的90%；循环次数达到1 000次时，放电容量不低于初始容量的80%。工况循环寿命测试由两部分组成：“主放电工况”的放电量略多于充电量；“主充电工况”的充电量略多于放电量。整个测试步骤，由主充电工况和主放电工况组成1个大循环。该测试项目要求，总放电能量与初始能量的比值为500时，计算放电容量，但对放电容量具体值没有明确的要求。荷电态(SOC)波动示意图见图1。

表4 GB/T 31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

Table 4 Electrical performance requirements and test methods for traction battery of electric vehicle for the GB/T 31486-2015 standard

电池种类序号检验项目技术要求试验方法电池单体1外观5.1.16.2.12极性5.1.26.2.23外形尺寸和质量5.1.36.2.34室温放电容量5.1.46.2.5电池模组1外观5.2.16.3.12极性5.2.26.3.23外形尺寸和质量5.2.36.3.34室温放电容量5.2.46.3.55室温倍率放电容量5.2.56.3.66室温倍率充电容量5.2.66.3.77低温放电容量5.2.76.3.88高温放电容量5.2.86.3.99荷电保持与容量恢复能力5.2.96.3.1010耐振动5.2.106.3.1111储存5.2.116.3.12

图1 混合动力乘用车用功率型蓄电池大循环SOC波动示意图[3]

Fig.1 Typical SOC swing by combination of discharge-rich and charge-rich profiles of high-power traction battery of hybrid electric vehicle

GB/T 31485-2015通过模拟过放电、过充电、跌落、加热和针刺等测试项目，模拟单体蓄电池和模块在使用和运输过程中可能发生的危险，要求测试过程中样品不起火、不爆炸、不泄漏。与QC/T 743-2006相比，对单体蓄电池和蓄电池模组增加了海水浸泡、温度循环和低气压等检测项目，囊括了蓄电池在使用和运输过程中可能涉及到的各类危险性。

GB/T 31486-2015适用于装载在电动汽车上的锂离子蓄电池和金属氢化物镍蓄电池单体和模块。该标准包括外观、尺寸、高低温以及室温容量、荷电保持、容量恢复、储存、倍率性能等各种电性能测试。同时，对每种电性能测试均给出了明确的判定条件。

综上所述，颁布的GB/T 31484、GB/T 31485和GB/T 31486针对单体电池和模块建立了电性能和安全性能的完整测试体系。工况循环寿命、海水浸泡、温度循环和低气压是行业标准QC/T 743标准中没有的测试项目，而这几个项目，又是蓄电池实际使用和运输过程中的常规检测项目。这表明，颁布的国标注重模拟蓄电池的实际使用和运输时的性能，反映出对蓄电池使用和运输性能的关注。

2.2 动力蓄电池包和系统

相比GB/T 31484、GB/T 31485和GB/T 31486标准侧重于电池单体和模组层级的检验规范，GB/T 31467系列的这3个标准则更为侧重于电池包或电池系统的检验规范。GB/T 31467.1-2015[6]、GB/T 31467.2-2015[7]和GB/T 31467.3-2015[8]分别参考ISO 12405-1：2011《电动道路车辆 锂离子动力蓄电池包和系统测试规程 第1部分：高功率应用》[9]、ISO 12405-2：2012《电动道路车辆 锂离子动力蓄电池包和系统测试规程 第2部分：高能量应用》[10]以及ISO 12405-3：2014《电动道路车辆 锂离子动力蓄电池包和系统测试规程 第3部分：安全性能要求》[11]起草编制。

GB/T 31467.1、GB/T 31467.2和GB/T 31467.3的检验项目、测试样品和试验方法，分别见表5、表6。

表5 GB/T 31467.1和GB/T 31467.2动力蓄电池包和系统需要进行的测试项目

Table 5 Test methods of Li-ion traction battery pack and system for electric vehicles for GB/T 31467.1 and GB/T 31467.2 standards

试验项目GB/T31467.1GB/T31467.2适用范围方法要求适用范围方法要求能量和容量测试室温高温低温功率和内阻测试蓄电池包、蓄电池系统7.1.27.1.37.1.47.2蓄电池包、蓄电池系统7.1.27.1.37.1.47.2无负载容量损失存储容量损失高低温启动功率测试能量效率测试蓄电池系统7.37.47.57.6蓄电池系统7.37.4-7.5

表6 GB/T 31467.3动力蓄电池包或系统需要进行的测试项目

Table 6 Test methods of Li-ion traction battery pack and system for electric vehicles for GB/T 31467.3

序号检验项目适用范围试验方法1振动试验蓄电池包或系统7.1.1蓄电池包或系统的子装置7.1.22机械冲击3跌落4翻转5模拟碰撞6挤压7温度冲击8湿热循环9海水浸泡10外部火烧11盐雾12高海拔13过温保护14短路保护15过充电保护16过放电保护蓄电池包或系统蓄电池系统7.27.37.47.57.67.77.87.97.107.117.127.137.147.157.1

从表5、表6可知，颁布的国标对动力蓄电池包和系统的要求很严格，要经过一系列的电性能、负载性能、环境性能以及安全性能的测试。由于动力蓄电池包和系统的制造和实际运行环境存在差异，这3项标准中明确要求测试样品交付时需要包括必要的操作文件，以及与测试设备相连所需的接口部件，如连接器、插头；制造商还需要提供蓄电池包和系统的工作限制，以保证测试过程的安全。动力蓄电池系统的容量、电压、体积和质量大，如果因此类原因不适合进行某些测试，标准允许供需双方协商一致后，用蓄电池包或蓄电池系统的子系统代替作为测试样品，进行全部或部分试验，但应该包含与整车要求相关的所有部分。

新颁布的国标要求蓄电池包和系统在进行测试时，需进行试验前的准备和测量样品的质量和体积。如蓄电池包要求：蓄电池包的高压、低压及冷却装置要与测试平台设备相连，开启蓄电池包的被动保护功能。根据蓄电池包制造商的要求和试验测试规程，测试平台检测和控制电池包的工作状态和工作参数，并保证主动保护开启，必要时可通过断开蓄电池包的主接触器来实现。冷却装置根据制造商的要求工作。蓄电池包的测试过程中，蓄电池包与测试平台之间没有信息交换，蓄电池包的参数限值由测试平台直接控制。测试平台检测蓄电池包的电流、电压、容量或能量等参数，并将这些数据作为检测结果和计算依据。此外，这3个标准要求，样品在进行测试前必须进行预处理循环，以保证测试时蓄电池包和系统的性能处于激活和稳定的状态。

GB/T 31467.1和GB/T 31467.2标准针对蓄电池包和系统的容量、能量和高低温启动等测试项目，只给供需双方提供了一个测试方案，某些具体的测试参数仍需制造商指定，且对测试结果并没有给出判定条件。由此可知，这两项标准更加侧重于指导制造商进行蓄电池生产，为行业的发展方向提供一定的指导，同时可使一些系统组装技术较弱的电动汽车蓄电池生产企业更新工艺，提升产品质量。

由于锂离子电池的特性，在最初使用的过程中不会暴露电化学行为的异常，安全性能目前已成为锂离子电池走向广泛应用的一个瓶颈。这些潜在的缺陷给判断锂离子电池是否合格带来了困难[12-13]。GB/T 31467.3标准针对蓄电池包和系统的全项目进行测试，模拟蓄电池包和系统在车辆中使用时可能遇到的翻转、温度冲击和碰撞等危险性，测试样品的可靠性能，并给出了明确的判定条件。该标准提供了动力锂离子蓄电池的有效检测方法，填补了国内在此领域的空白。

近年来，国内电动汽车用蓄电池一直沿用行业标准QC/T 743-2006。蓄电池单体和模组的性能，已经能够达到标准的要求，但对于电池系统的管控较弱。颁布的国标的推行，将促进国内蓄电池系统的发展。随着电动汽车用蓄电池系列国标的推行使用，不同标准的相互衔接和组合，可覆盖不同的零部件等级，进而促进行业健康发展。这也表明国内电动汽车的发展已经不再一味追求速度快和规模大，而是立足于产业的长远发展，逐步建立一个基础性的门槛和通用化的检验标准，让相关企业在一个相对公正和透明的环境下竞争、合作，有利于行业的良性发展。

3 结论

本文作者总结归纳了电动汽车用蓄电池适用的GB/T 31484、GB/T 31485、GB/T 31486、GB/T 31467.1、GB/T 31467.2和GB/T 31467.3等国家标准。从适用范围、测试项目和判定条件进行了简要解读。颁布的国标为整车企业和电池企业提供了统一的衡量标准，明确了动力电池的主要技术参数，为行业的有序发展提供了重要保证，也为检验检疫机构提供了有效的质量监管依据，可以更好地对进出口锂离子电池产品实施监督管理提供技术支撑。

[1] QC/T 743-2006，电动汽车用锂离子蓄电池[S].

[2] GB/T 18333.1-2001，电动道路车辆用锂离子蓄电池[S].

[3] GB/T 31484-2015，电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法[S].

[4] GB/T 31485-2015，电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法[S].

[5] GB/T 31486-2015，电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法[S]

[6] GB/T 31467.1-2015，电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分：高功率应用测试规程[S].

[7] GB/T 31467.2-2015，电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分：高能量应用测试规程[S].

[8] GB/T 31467.3-2015，电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分：安全性要求与测试方法[S].

[9] ISO 12405-1：2011，电动道路车辆 锂离子动力蓄电池包和系统测试规程 第1部分：高功率应用[S].

[10]ISO 12405-2：2012，电动道路车辆 锂离子动力蓄电池包和系统测试规程 第2部分：高能量应用[S].

[11]ISO 12405-3：2014，电动道路车辆 锂离子动力蓄电池包和系统测试规程 第3部分：安全性能要求[S].

[12]TONG Sheng-hua(童生华). 透过锂离子安全事件看标准应用现状[J]. World Standards News(世界标准信息)，2008，7：39-43.

[13]CAI Chun-hao(蔡春皓)，DUAN Ji-yuan(段冀渊)，SHOU Xiao-li(寿晓立)，etal. 浅谈现有锂离子电池检测标准[J]. Battery Bimonthly(电池)，2015，45：121-123.

Brief perception on national standard of the traction battery for electric vehicles

LV Yuan-yuan

(StateKeyTestingLaboratoryofPowerandEnergyStorageforBattery，WujiangEntry-ExitInspectionandQuarantineBureauofthePeople’sRepublicofChina，Suzhou，Jiangsu215200，China)

Six national standards of the traction battery for electric vehicles，such as GB/T 31484-2015Cycleliferequirementsandtestmethodsfortractionbatteryofelectricvehicle，GB/T 31485-2015Safetyrequirementsandtestmethodsfortractionbatteryofelectricvehicle，GB/T 31486-2015Electricalperformancerequirementsandtestmethodsfortractionbatteryofelectricvehicle，GB/T 31467.1-2015Lithium-iontractionbatterypackandsystemforelectricvehicles-Part1：Testspecificationforhighpowerapplications，GB/T 31467.2-2015Lithium-iontractionbatterypackandsystemforelectricvehicles-Part2：Testspecificationforhighenergyapplications，GB/T 31467.3-2015Lithium-iontractionbatterypackandsystemforelectricvehicles-Part3：safetyrequirementsandtestmethodsstandardswere briefly interpretated from the view of the scope of application，testing terms and judging criterion.

electric vehicle； traction battery； national standard; battery test method

吕媛媛(1984-)女，山东人，吴江出入境检验检疫局工程师，博士，研究方向：锂离子电池性能检测。

江苏出入境检验检疫局科技项目(2015KJ12)

TM912.9

A

1001-1579(2016)05-0281-04

2016-04-01