电动汽车用锂离子动力蓄电池UN38.3认证检测研究

孙晓娜，孙朝蓉，韩思远，郑媛，鲍宸浩

摘  要：目前电动汽车用锂离子动力蓄电池成为新能源领域的热点，本文从标准定义、不同类型电池的检测项目、送检数量以及UN38.3关键条款等方面解析UN38.3标准，以期帮助企业了解并做好UN38.3检测，顺利完成电动汽车用锂离子动力蓄电池的出口运输。

关键词：锂离子动力蓄电池；UN38.3

中图分类号：U462.1      文献标识码：A      文章编号：1005-2550（2023）03-0028-04

Research of UN38.3 Certification Testing for Electric Vehicle Traction Battery

SUN Xiao-na， SUN Chao-rong， HAN Si-yuan， ZHENG Yuan， BAO Chen-hao

（ National Automobile Quality Inspection and Test Center （Xiangyang），

Xiangyang 441004， China）

Abstract：At present， Li-ion traction battery for electric vehicle has become a hot spot in the field of new energy. This paper analyzes the UN38.3 standard from the aspects of the definition of the standard， the test items of different types of batteries， the inspection quantity and the key clauses of UN38.3， It is expected to help enterprises complete the UN38.3 test and successfully complete the export transportation of the Li-ion traction battery for electric vehicle.

Key  Words： Li-ion Traction Battery；UN38.3

近年来，我国新能源汽车产业快速发展，中国产新能源汽车受到全世界市场的认可，越来越多的新能源汽车、动力蓄电池出口到世界各地。因此及时了解和掌握新能源汽车、动力蓄电池出口运输规则有着非常重要的意义。目前UN38.3认证测试是锂电池空运、海运和陆运的通用测试标准。本文针对电动汽车用锂离子动力蓄电池UN38.3认证测试进行研究，以期帮助电动汽车整车企业及动力电池零部件企业了解并做好UN38.3检测，顺利完成产品的出口运输。

1    UN38.3简介

UN38.3是指联合国在《关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册》中，针对锂电池及带锂电池的设备/车辆运输专门制定的第3部分38.3测试条款，最新有效版本为ST/SG/AC.10/11/Rev.7[1]，本文主要围绕电动汽车用锂离子动力蓄电池UN38.3检测技术进行解析、研究，对于其他类型的锂电池在此就不赘述。

1.1   重要术语说明

电芯（Cell）：指单一的封闭电化学装置（一个正极和一个负极），两个电极之间存在电位差。电芯根据其总质量的大小又分为小型电芯（总质量≤500g）和大型电芯（总质量＞500g）。对电动汽车用动力蓄电池而言，其质量一般都大于500g，属于大型电芯。

电池组（Battery）：是指用电路连接在一起的两个或多个单体，并安装有使用所必须的装置，如外壳、终端、标记和保护装置等。UN38.3手册中，并没有提到模块、电池包/系统概念，而是将其统称为电池组，电池组根据其总质量的大小又分为小型电池组（总质量≤12kg）和大型电池组（总质量＞12kg）。对于电动汽车用锂离子动力蓄电池的模组或电池包/系统而言，质量一般都大于12kg，属于大型电池组。

电池组件（Assembled Battery）：属于电池组的一种，电池组包含电池组件，电池组件就是常说的电池包/系统。

1.2   测试程序

UN38.3手册共有8个检测项目：T.1高度模拟、T.2温度试验、T.3振动、T.4冲击、T.5外部短路、T.6挤压、T.7过度充电、T.8强制放电。据UN38.3手册要求，同一个试验样品必须按照T.1～T.5顺序依次进行测试。 T.6和T.8试验对象为单体，电池组（模组、电池包/系统）无需做T.6和T.8，且T.6和T.8不能使用试验过的样品进行测试，需用新样品进行测试。T.7试验对象为电池组（模组、电池包/系统），可以使用T.1～T.5测试后的未损坏样品进行测试，UN38.3手册中描述：若电池组未安装过度充电保护装置，只作为部件用在另一个带有过度充电保护装置的电池组中，无需满足本项试验的要求。对于电动汽车用锂离子动力蓄电池而言，若模组没有安装过充保护装置，而是作为带过充保护装置的电池包/系统的一部分，则模组是免做T.7测试项目。

2    送样及检测项目规则

2.1   锂离子电芯

如果动力电池零部件企业只是单独出口锂离子电芯，则需要做T.1-T.6和T.8项目，需要40只电芯。对应的具体检测项目、样品状态、数量和试验周期如表1所示。这里需要注意的是样品预处理的状态，UN38.3手册中没有说明从什么状态开始进行充放电周期，也没有说明50%容量状态是在充电过程还是放电过程。国家标准GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》规定[2]，电芯在标准充电前，先按照制造商规定的放电方法放电至终止电压。 GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》[3]和GB/T 31484-2015《电動汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》[4]也要求首先放电至相应的放电终止电压。因此，建议无论锂电池开始处于何种荷电状态，都首先按照制造商规定的放电方法放电至截止条件，称之为“初始状态”，然后再进行充放电周期；50%容量状态建议是在充电过程的50%额定容量状态。

2.2   锂离子电池组

如果企业出口的仅是电池组（模组、电池包/系统）或者电动汽车整车，此时的测试对象为电芯和电池组。电芯作为电池组的组成一部分，此时电芯只需要做T.6和T.8项目，其送样状态及数量如上表1所示 。电池组则需要做T.1-T.5和T.7项目。表2列出了小型电池组和大型电池组对应的具体检测项目、样品状态、数量和试验周期。从表2可以看出，小型电池组和大型电池组的检测区别是送样的数量不同，但对于电动汽车用锂离子动力蓄电池的模组或电池包/系统而言，质量一般都大于12kg，属于大型电池组，送样的数量为8套。如果T.5试验过后的样品未损坏，T.7项目可以使用其继续开展试验，此时电池组送样数量为4套。

2.3   锂离子电池组件

对于锂离子电池组件， UN38.3.3（f）条款里提到 “如果电池组件由已经通过所有UN38.3试验要求的电池组串并联组成，且在完全充电状态时所有正极锂含量不大于500g或标称能量不大于6200Wh时，需对一个完全充状态电电池组件做T.3、T.4和T.5试验，此外，还应对另一个完全充电状态的电池组件进行T.7试验”。此条款要求：T.3、T.4和T.5试验需要用同一个样品进行试验，且试验前状态为按照制造商提供的充电方法进行充满电状态，T7可以用T.5试验过的未损坏的样品进行试验，或者用一个全新的充满电的电池组件进行试验。

而对于电动汽车用锂离子动力蓄电池而言，其标称能量一般都大于6200Wh，UN38.3.3 （g）条款里提到：“如果电池组件由已经通过所有UN38.3试验要求的电池组串并联组成，且在完全充电状态时所有正极锂含量大于500g或标称能量大于6200Wh时，如果能够验证电池组件能防止过度充电、短路以及过度放电的发生，则无需用电池组件进行UN38.3的相关测试”。此条款表明：对于标称能量大于6200Wh的电动汽车用锂离子动力电池包/系统而言，可以用组成电池包/系统的模组来进行UN38.3项目测试，然后对电池包/系统进行验证，能防止过度充电、短路以及过度放电的发生。按照这种检测方式，如果企业需要对全新的电池组件进行认证试验，只需提供30只电芯做T.6和T.8项目，4套或8套模组做T.1-T.5或T.7项目，1套电池包/系统来验证过度充电、短路和过度放电的发生，这种通过将电池包/系统分解成模组的测试方式，可以减少大型电池包/系统的样品检测成本。

但这里需要注意的是：UN38.3.3（g）条款里只是提到能够验证大型电池组件防止过度充电、短路以及过度放电的发生，但是没有给出明确的检测方法。目前，我国最具代表性的并且是国家强制性的电动汽车用锂离子动力蓄电池安全标准为GB 38031-2020 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，因此，建议UN38.3.3（g）条款里的电池组件防止过充、短路以及过放验证试验可参照GB 38031-2020执行。

3    企业提供资料清单

为了顺利高效完成UN38.3测试，企业除了提供上述检测所需的样品外，还需提供下表3相关资料：

4    总结

近年来，随着我国新能源汽车及锂离子动力蓄电池行业的不断发展，我国新能源汽车、动力蓄电池出口占比持续提升，因此及时了解和掌握新能源汽车、动力蓄电池出口运输规则有着非常重要的意义。本文从标准重要术语定义、不同类型电池的送样及检测项目规则和UN38.3关键条款等方面分析了UN38.3标准，并归纳了企业为顺利高效完成测试所需提供资料清单，希望能够幫助企业了解并高效完成UN38.3检测，顺利完成产品的出口运输。

参考文献：

[1]United Nations. ST/SG/AC.10/11/Rev.7， Recommendations on the transport of dangerous goods Manual of tests and criteria [S]. New York and Geneva， March 2021.

[2]全国汽车标准化技术委员会.GB 38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求[S]. 北京：中国标准出版社，2020.

[3]全国汽车标准化技术委员会.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]. 北京：中国标准出版社，2015.

[4]全国汽车标准化技术委员会.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]. 北京：中国标准出版社，2015.

孙晓娜

毕业于合肥工业大学，硕士学历，现就职于国家汽车质量检验检测中心（襄阳），任工程师，主要从事动力蓄电池检测与试验研究工作。

专家推荐语

邓远发

东风汽车公司技术中心

试验技术副总工程师   研究员高级工程师

电动汽车飞速发展，动力电池出口也日渐增多，更多的企业在了解和查询电池的出口运输规则，该论文通过对UN38.3认证测试标准的研究，总结了电动汽车用锂离子动力蓄电池出口运输的认证测试中的项目和样件数量及测试周期，为企业高效完成出口运输的测试认证提供了很好的指导和建议，具有非常好的实用性。