版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
GB/T《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》
征求意見稿編制說明
一、工作簡況
1、任務(wù)來源
電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)通過檢測電池的外特性參數(shù)(如電壓、
電流、溫度等),采用適當(dāng)?shù)乃惴?,?shí)現(xiàn)電池內(nèi)部狀態(tài)(如容量和SOC等)的估算和監(jiān)控,
這是電池系統(tǒng)有效運(yùn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。BMS在獲取電池的狀態(tài)后進(jìn)行熱管理、電池均衡管
理、充放電管理、故障報(bào)警等,最終建立通信總線,與顯示系統(tǒng)、整車控制器和充電機(jī)等實(shí)
現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,保證電動(dòng)汽車動(dòng)力電池安全高效運(yùn)行。
2011年9月,四部委聯(lián)合發(fā)布了新能源汽車示范推廣“安全令”(即《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能與
新能源汽車示范推廣安全管理工作的函》),發(fā)布了加強(qiáng)節(jié)能與新能源汽車示范運(yùn)行安全管理
的具體措施;2016年12月,工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好新能源汽車推廣應(yīng)用安
全監(jiān)管工作的通知》,強(qiáng)調(diào)“對投入示范運(yùn)行的插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車要全部安
裝車輛運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),特別是要加強(qiáng)對動(dòng)力電池和燃料電池工作狀態(tài)的監(jiān)控”。
電池管理系統(tǒng)在保障動(dòng)力電池安全和提高電池壽命方面具有重要作用。在電動(dòng)汽車快速增長
的推動(dòng)下,電動(dòng)汽車對車載動(dòng)力電池管理系統(tǒng)提出更高的系統(tǒng)級功能性需求以及安全要求,
因此建立完善的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。
標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃于2016年底正式下達(dá),計(jì)劃編號20162463-T-339。
2、主要工作過程
根據(jù)有關(guān)部門對電動(dòng)汽車領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的要求,全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會電動(dòng)車
輛分技術(shù)委員會組織“電動(dòng)汽車電池工作組”,開展電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的制定工
作。
2015年12月17日,電動(dòng)車輛分技術(shù)委員會電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在海口
召開了工作組首次會議,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)說明。
2016年1月~5月,編制組在調(diào)研目前國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,完成
了《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》框架的初稿。
2016年5月25日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在深圳召開了工作組第二次會議,
工作組成員單位對《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》初稿進(jìn)行了充分的討論,確立并統(tǒng)一
了標(biāo)準(zhǔn)的制定原則和主體框架。
2016年6月,為了進(jìn)一步把握目前國內(nèi)電池管理系統(tǒng)行業(yè)的技術(shù)水平,向工作組成員
單位開展電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的絕緣性能、參數(shù)檢測精度、電磁兼容性能、故障導(dǎo)向安全
等方面的技術(shù)調(diào)研。根據(jù)調(diào)研技術(shù)參數(shù),進(jìn)一步修改標(biāo)準(zhǔn)草案。
2016年10月10日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在寧德召開了工作組第三次會
議,起草組介紹了標(biāo)準(zhǔn)修訂思路,與會專家對標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、術(shù)語定義、主要功能要求與
測試方法進(jìn)行研討。會后根據(jù)反饋意見對標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行了梳理與修改。
2017年3月21日,邀請了國內(nèi)主要整車廠和BMS供應(yīng)商在天津召開BMS標(biāo)準(zhǔn)專題討
論會,會上經(jīng)過討論對多數(shù)性能指標(biāo)達(dá)成一致意見,但電磁兼容、故障診斷、延時(shí)斷電等方
面提出新的修改意見,并進(jìn)一步明確電氣負(fù)荷和氣候負(fù)荷的具體試驗(yàn)項(xiàng)目。
2017年4月5日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在昆明召開了工作組第四次會議,
總結(jié)了標(biāo)準(zhǔn)編寫的前期工作,并對《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的延時(shí)斷電、
SOC估算精度以及系統(tǒng)功耗要求進(jìn)行了深入的研討,根據(jù)工作組成員單位積極反饋意見,
進(jìn)一步完善了標(biāo)準(zhǔn)草案。
2017年5月18日~19日,與德國汽車工業(yè)協(xié)會(VDA)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)交流研討。起草組
重點(diǎn)介紹標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)目的、編制過程和基本框架以及技術(shù)內(nèi)容,并對BMS電磁兼容性能、
SOC估算、均衡等問題進(jìn)行探討。
2018年2月2日,邀請了國內(nèi)主要整車廠和BMS供應(yīng)商在北京市召開電動(dòng)汽車用電池
管理系統(tǒng)技術(shù)條件討論會,與會專家對標(biāo)準(zhǔn)條款進(jìn)行了詳細(xì)的梳理與研討,對SOC估算精
度要求與試驗(yàn)方法、耐鹽霧試驗(yàn)要求、快速脈沖群抗擾度要求與試驗(yàn)方法、SOP和均衡試驗(yàn)
方法達(dá)成一致意見。
2018年3月12日,起草組與鎳氫電池BMS的技術(shù)專家針對鎳氫電池BMS的參數(shù)檢測
精度、絕緣電阻測試、電壓采用精度測試、SOC估算精度等方面進(jìn)行了交流研討,會后要求
相關(guān)單位提供必要的數(shù)據(jù),以支撐標(biāo)準(zhǔn)草案的修訂工作。
2018年4月12日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在成都召開了工作組第五次會議,
重點(diǎn)討論了鎳氫電池BMS狀態(tài)參數(shù)測量精度與測試方法的特殊要求問題,會后通過修訂形
成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。
二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容
1、編制原則
1)本標(biāo)準(zhǔn)編寫符合GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》規(guī)定;
2)本著“試驗(yàn)檢測可操作性強(qiáng),有據(jù)可依”的原則立足國內(nèi)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的
技術(shù)現(xiàn)狀,充分參考國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3)針對修訂內(nèi)容,在工作組內(nèi)進(jìn)行多次意見征求,并在會上充分討論。
2、主要內(nèi)容
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車用蓄電池管理系統(tǒng)的術(shù)語與定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)
則、標(biāo)志等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池的管理系統(tǒng),鎳氫動(dòng)力蓄電池及其他類型動(dòng)
力蓄電池的管理系統(tǒng)可參照執(zhí)行。
本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容如下:
(1)術(shù)語
有關(guān)電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)的定義主要參考GB/T19569—2017《電動(dòng)汽車術(shù)語》標(biāo)
準(zhǔn),參照電池荷電狀態(tài)(SOC)的定義描述方法,首次給出電池功率狀態(tài)(SOP)定義。
(2)使用條件
根據(jù)整車企業(yè)的通用需求和電池系統(tǒng)使用情況,為了更好地規(guī)范電池管理系統(tǒng)環(huán)境方面
的性能測試,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電池管理系統(tǒng)正常工作的使用條件。此外,整車企業(yè)也可根據(jù)實(shí)際
應(yīng)用中電池管理系統(tǒng)具體安裝位置進(jìn)一步提出特殊性的要求。
工作溫度:-20℃~60℃
貯存溫度:-40℃~85℃
工作濕度:5%~95%
供電電源:9~16V/16~32V
(3)基本功能要求
明確電池管理系統(tǒng)必備的功能需求,包括數(shù)據(jù)監(jiān)測、故障診斷與記錄、自檢、與整車和
非車載充電機(jī)的通訊、安全防護(hù)、SOC估算。與整車實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案密切相關(guān)的功能,如絕
緣電阻值檢測、高壓互鎖、SOP估算和均衡功能均規(guī)定為可選功能。
(4)狀態(tài)參數(shù)測量精度
基于主要生產(chǎn)廠商技術(shù)調(diào)研數(shù)據(jù)以及多次工作組會議的深入討論,考慮不同系統(tǒng)的測量
范圍的差異,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總電壓、總電流、單體(電芯組)電壓的測量精度必須滿足滿量程誤
差以及最大誤差的較小值。
根據(jù)現(xiàn)有鎳氫動(dòng)力蓄電池企業(yè)提出的反饋意見,考慮鎳氫電池電壓不均衡以及過充的耐
受能力優(yōu)于鋰離子電池,因此標(biāo)準(zhǔn)中適當(dāng)放寬了鎳氫電池管理系統(tǒng)的總電流、單體(電芯組)
電壓、溫度測量精度的要求。但是在調(diào)研過程中企業(yè)反饋意見以及支撐數(shù)據(jù)較少,需在全行
業(yè)范圍進(jìn)一步征求意見。
(5)SOC估算精度
準(zhǔn)確的SOC估算可以合理利用電池,延長電池組的使用壽命,實(shí)際應(yīng)用中SOC估算
誤差包括計(jì)量累計(jì)誤差和狀態(tài)初始誤差,而對于SOC估算的全面評測與實(shí)際補(bǔ)償方案密切
相關(guān),因此本標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了與電池管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相關(guān)的累計(jì)誤差的性能要求與測試方
法。對于狀態(tài)初始誤差的修正速度,僅在附錄B中提供推薦的測試方法。
針對非插電式混合動(dòng)力汽車的SOC估算精度,考慮了部分企業(yè)的反饋意見,在標(biāo)準(zhǔn)中
適當(dāng)放寬了要求,詳細(xì)說明如下:
純電動(dòng)汽車、外部充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的SOC估算的累計(jì)誤差應(yīng)不大于5%。不可
外接充電的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的SOC估算的累積誤差,鋰離子電池系統(tǒng)應(yīng)不大于15%、鎳
氫電池系統(tǒng)應(yīng)不大于20%。
對于GB/T19596—2017《電動(dòng)汽車術(shù)語》標(biāo)準(zhǔn)中定義的純電動(dòng)汽車(3.1.1.1)和外部充
電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(3.1.1.2.2),SOC估算誤差會影響直接其續(xù)航里程,因此SOC估算
需要具有較高的精度要求。
依據(jù)相關(guān)企業(yè)反饋意見,鎳氫電池系統(tǒng)SOC使用范圍為40-80%,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)例
證明(參見圖1和圖2),鎳氫電池在SOC估算發(fā)生20%偏離的情況下,對充放電循環(huán)特性
沒有影響,并且考慮鎳氫電池比鋰離子電池具有更好的耐過充電性能。所以,適當(dāng)放寬了非
插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的SOC估算精度的要求,同時(shí)也降低了對于鎳氫電池SOC估算累
計(jì)誤差的精度要求。
圖
1
鎳氫電池充放電循環(huán)曲線
圖
2
鎳氫電池過充電試驗(yàn)
(6)絕緣性能
為了保證電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)的系統(tǒng)安全,提升了電池管理系統(tǒng)絕緣性能的要求。絕
緣電阻分為工作情況和不工作情況,在不工作時(shí)要求系統(tǒng)自身的絕緣電阻不小于10M?,與
GB/T28046.2通用標(biāo)準(zhǔn)的要求一致。電池管理系統(tǒng)工作時(shí),由于絕緣檢測電路的接入會降低
整個(gè)系統(tǒng)的絕緣電阻,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電池管理系統(tǒng)絕緣電阻符合GB/T18384.3電動(dòng)汽車安全標(biāo)
準(zhǔn)的要求。
(7)環(huán)境適應(yīng)性
通過與電動(dòng)汽車整車企業(yè)的反復(fù)討論,逐漸明確了電動(dòng)汽車整車對電池管理系統(tǒng)的要
求,標(biāo)準(zhǔn)中重點(diǎn)完善了對于電池管理系統(tǒng)電氣環(huán)境、氣候環(huán)境、機(jī)械環(huán)境以及電磁環(huán)境的性
能要求以及測試方法。
三、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況分析
(1)狀態(tài)參數(shù)測量精度試驗(yàn)
考慮到測試的可重復(fù)性與可實(shí)施性,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定參數(shù)精度試驗(yàn)可以采用配置電池系統(tǒng)或者
通過電池模擬系統(tǒng)進(jìn)行?;诒緲?biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電池管理系統(tǒng)通用工作條件,因此各狀態(tài)參數(shù)測
量精度均規(guī)定在-20℃、25℃和60℃三個(gè)溫度環(huán)境下進(jìn)行測試。
其中,由于狀態(tài)參數(shù)測量精度需要同時(shí)滿足滿量程精度以及最小測量誤差的兩方面的要
求,因此,規(guī)定總電壓和總電流需要分別在0%、50%、100%滿量程上進(jìn)行試驗(yàn)。
單體(電芯組)電壓測量精度分別根據(jù)電池特性的不同,選定三個(gè)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。
考慮電池管理系統(tǒng)應(yīng)該具有系統(tǒng)全應(yīng)用范圍內(nèi)的溫度測量能力,因此溫度測量精度規(guī)定
必須在5個(gè)典型溫度點(diǎn)(-40℃、0℃、25℃、40℃、125℃)進(jìn)行試驗(yàn)。
充分考慮應(yīng)用中系統(tǒng)絕緣正常、絕緣降低多級報(bào)警臨界值以及絕緣破壞多種情況,標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)定分別40%、60%、80%、100%電壓滿量程下,接入5種(80?/V、100?/V、300?/V、
500?/V和2k?/V)不同標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻陣列,進(jìn)行絕緣電阻測量精度試驗(yàn)。
(2)SOC估算精度試驗(yàn)
SOC累計(jì)誤差精度測試需要選擇電池管理系統(tǒng)適用的最小單元系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),考慮目
前主流的SOC估算方法為安時(shí)積分累積同時(shí)采用其他方法修正,將SOC測試分為SOC累計(jì)
誤差測試和SOC誤差修正速度測試。其中安時(shí)累積作為BMS基本功能,標(biāo)準(zhǔn)中列為規(guī)范
性附錄,提出精度要求,SOC范圍設(shè)定在30%~80%之間。SOC誤差修正速度因算法不同
存在差異,列為推薦性附錄,對精度不做要求,分別在低端SOC(≤30%),中間SOC
(30%-80%),高端SOC(≥80%)三段區(qū)間進(jìn)行測試。
測試工況選取了行業(yè)內(nèi)使用較廣的美國城市運(yùn)行工況DST和FUDS??紤]不同溫度下
SOC誤差不同,要求在0℃,25℃和40℃三個(gè)溫度進(jìn)行測試,其中低溫考慮測試工況中存
在制動(dòng)時(shí)的充電過程,為保證電池安全性,選在0℃以上;高溫40℃為不強(qiáng)制要求,由檢測
機(jī)構(gòu)在參考制造商技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上選做。
(3)絕緣性能試驗(yàn)
絕緣電阻和絕緣性能基本試驗(yàn)方法主要參考汽車領(lǐng)域通用標(biāo)準(zhǔn)GB/T28046.2,但是考慮
電動(dòng)汽車存在高壓系統(tǒng),并且根據(jù)最新發(fā)布的電動(dòng)汽車安全要求標(biāo)準(zhǔn)GB/T18384和具有相
同電壓等級的電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T18487,適當(dāng)提高了試驗(yàn)電壓等級,以保障
整個(gè)電池系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
絕緣電阻考慮不同的試驗(yàn)類型,出廠試驗(yàn)為直接進(jìn)行測試;型式試驗(yàn)為濕熱循環(huán)后進(jìn)行
測試。
(4)電氣適應(yīng)性能試驗(yàn)
由于電池管理系統(tǒng)的電氣環(huán)境與傳統(tǒng)汽車電子設(shè)備基本相同,因此電池管理系統(tǒng)的電氣
適應(yīng)性試驗(yàn)基本參考GB/T28046.2,選取直流供電電壓、過電壓、疊加交流電壓、供電電壓
緩升和緩降、供電電壓瞬態(tài)變化、反向電壓和短路保護(hù)作為主要測試項(xiàng)目。
(5)環(huán)境適應(yīng)性能試驗(yàn)
本標(biāo)準(zhǔn)中環(huán)境適應(yīng)性能試驗(yàn)分為機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性和氣候環(huán)境適應(yīng)性兩部分。
機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性能主要包括正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、機(jī)械沖擊以及跌落。其中正弦振動(dòng)和
隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)方法與電池管理系統(tǒng)在車上的安裝位置密切相關(guān),由于目前電動(dòng)汽車應(yīng)用車型
繁多,技術(shù)方案多樣,尚不能對電池管理系統(tǒng)在車上位置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,因此在標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)
定試驗(yàn)方法和試驗(yàn)等級由整車廠和制造商根據(jù)電池管理系統(tǒng)具體安裝位置協(xié)商確定。而機(jī)械
沖擊和跌落模擬測試情況相對明確,試驗(yàn)方法參照GB/T28046.3標(biāo)準(zhǔn)。
氣候環(huán)境適應(yīng)性主要包括高低溫性能、溫度梯度、溫度循環(huán)、耐鹽霧和濕熱循環(huán)試驗(yàn)項(xiàng)
目。由于電池管理系統(tǒng)使用氣候環(huán)境與傳統(tǒng)汽車基本相同,氣候環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)基本參考
GB/T28046.4,測試溫度根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電池管理系統(tǒng)通用使用條件進(jìn)行設(shè)定。
此外,由于系統(tǒng)實(shí)際安裝位置和安裝形式直接決定被測對象是否存在測試環(huán)境條件,因
此在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定完全放置在乘員艙、行李艙、貨艙或者艙體防護(hù)等級達(dá)到IP67的電池艙內(nèi)
的電池管理系統(tǒng),可以不進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。
(6)電磁兼容性能試驗(yàn)
考慮整車對電池管理系統(tǒng)的要求,電磁兼容性能試驗(yàn)包括電源線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)、
信號線/控制線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)、輻射抗擾度、大電流注入、磁場抗擾度、靜電放電、
傳導(dǎo)騷擾、輻射騷擾,基本試驗(yàn)方法參考汽車領(lǐng)域的成熟標(biāo)準(zhǔn),測試強(qiáng)度和功能要求通過前
期開展電池管理系統(tǒng)技術(shù)水平調(diào)研的數(shù)據(jù)確定,并且充分參考ECER10的最新要求。由于
電動(dòng)汽車動(dòng)力電池存在高電壓系統(tǒng),整車電磁環(huán)境與傳統(tǒng)汽車略有區(qū)別,因此參考電壓等級
相同的其他領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn),增加了電快速瞬態(tài)脈沖群抗擾度試驗(yàn)。
(7)SOP估算精度試驗(yàn)
SOP估算精度測試需要選擇電池管理系統(tǒng)適用的最小電池單元系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。電池SOP
與環(huán)境溫度和SOC都相關(guān),所以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了10℃、25℃、40℃三個(gè)溫度點(diǎn)和80%、50%、
30%三個(gè)SOC點(diǎn)。具體測試方法參照了SOP的定義,采用試測加曲線擬合的方法,一方
面保證測試精度,一方面確保測試的可操作性。目前各廠家對SOP給出的限制條件不同,
標(biāo)準(zhǔn)中重點(diǎn)考察最為關(guān)鍵的BMS對電池能力評估功能。因各廠家留有的裕量也不同,因此
該項(xiàng)測試只給出推薦測試方法,不進(jìn)行指標(biāo)要求。
(8)均衡試驗(yàn)
均衡測試可以選擇鋰離子電池管理系統(tǒng)最小均衡管理單元,但為保證測試方案的可操作
性,電池串聯(lián)數(shù)不能低于5串。均衡測試方法的基本思路為人為設(shè)置電池的不一致狀態(tài),通
過充放電循環(huán),給予BMS足夠時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,評估系統(tǒng)均衡效果。測試方案考慮了主動(dòng)均
衡和被動(dòng)均衡不同技術(shù)路線,同時(shí)設(shè)置了偏高的SOC和偏低的SOC;測試對象原則上為一
致性較好的新電池組,但考慮新電池不可避免地存在較小的不一致,對所有單體采取了低端
(即放空)對齊的方式,最終也采用放電容量差進(jìn)行評估,將單體電池間的差異的影響降到
最小。
由于各廠家目前的均衡方案不同,且部分BMS不具有均衡功能,所以該項(xiàng)只給出推薦
性測試方法,不進(jìn)行指標(biāo)要求。
(7)檢驗(yàn)對象
考慮目前電池管理系統(tǒng)存在集中型、分散型等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案,并且出現(xiàn)相關(guān)功能逐
漸與整車控制相結(jié)合的趨勢,對于涵蓋在電池管理系統(tǒng)定義中的各項(xiàng)功能均需進(jìn)行測試,根
據(jù)目前電池管理系統(tǒng)的構(gòu)成,標(biāo)準(zhǔn)明確了各項(xiàng)性能的測試對象。
表
1
標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目測試對象
要求條檢驗(yàn)方法條
序號檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)對象
文號文號
狀態(tài)參數(shù)
14.45.2蓄電池管理系統(tǒng)
測量精度
SOC估算
24.55.3蓄電池管理系統(tǒng)
精度
電池故障
34.65.4蓄電池管理系統(tǒng)
診斷
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
4絕緣性能4.75.5
統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元(隔離通信接口除外)
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
電氣適應(yīng)池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
54.85.6
性能統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
環(huán)境適應(yīng)池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
64.95.7
性能統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
電磁兼容池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
74.105.8
性能統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元
四、明確標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況
本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容及相關(guān)測試方法均不涉及專利。
五、預(yù)期達(dá)到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況
隨著國家政策強(qiáng)力助推新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入高速增長期。電池管理系統(tǒng)
(BMS)作為連接動(dòng)力電池與電動(dòng)汽車的重要紐帶,在保障動(dòng)力電池安全及壽命的核心地
位越來越被行業(yè)認(rèn)識。2011年,我國發(fā)布了QC/T897-2011《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技
術(shù)條件》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),主要規(guī)定了電池管理系統(tǒng)必須的基本功能,其在電動(dòng)汽車初期發(fā)展階段
起到很好的指導(dǎo)作用。然而隨著電動(dòng)汽車的逐漸推廣和應(yīng)用,電動(dòng)汽車基于系統(tǒng)級對車載動(dòng)
力電池的管理系統(tǒng)提出更高的功能性需求以及安全要求。
本標(biāo)準(zhǔn)作為國內(nèi)電池管理系統(tǒng)的主要測試標(biāo)準(zhǔn),基于對電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)進(jìn)一步深
入研究,主要規(guī)范了電動(dòng)汽車用蓄電池管理系統(tǒng)的術(shù)語與定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)
規(guī)則。本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)目前技術(shù)發(fā)展和多年的試驗(yàn)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)制定,為我國電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)
的設(shè)計(jì)制作、生產(chǎn)應(yīng)用和直流檢驗(yàn)提供了技術(shù)依據(jù),對推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、加強(qiáng)行業(yè)管理具
有重要意義。
六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況,與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情
況,國內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對比分析或與測試的國外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對比
情況
本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過程中未采用國際和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。
七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置,與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn),特別是強(qiáng)制
性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性
本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中,參考了現(xiàn)有GB/T19596—2017《電動(dòng)汽車術(shù)語》、GB《電動(dòng)汽車
用動(dòng)力蓄電池安全要求》、GB/T18384.3《電動(dòng)汽車安全要求》、GB/T28046《道路車輛電
氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)》等標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,與現(xiàn)行的相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn)保持
協(xié)調(diào)一致。
電池管理系統(tǒng)作為電池包和系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件,工作環(huán)境溫度與電池包和系統(tǒng)一致,
本標(biāo)準(zhǔn)中有多項(xiàng)溫度范圍指標(biāo),與GB《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》中的溫度范圍的
含義接近,但又不完全相同,在本標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí),與GB《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》
進(jìn)行了協(xié)調(diào)。
表
2
本標(biāo)準(zhǔn)與GB《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》溫度范圍協(xié)調(diào)情況
GB《電動(dòng)汽車用
序
設(shè)置溫度本標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力蓄電池安全協(xié)調(diào)情況
號
要求》
1工作溫度-20℃~60℃無
2貯存溫度-40℃~85℃無
-20℃~60℃范圍內(nèi)溫度
狀態(tài)參數(shù)測檢測精度不大于±2℃
3量精度-鋰電在-40℃~-20℃以及無
池60℃~125℃范圍內(nèi),溫度
檢測精度不大于±3℃
在-20℃~60℃范圍內(nèi)溫
狀態(tài)參數(shù)測
度檢測精度不大于±3℃
4量精度-鎳氫無
在-40℃~-20℃以及
電池
60℃~125℃范圍內(nèi),溫度
檢測精度不大于±5℃。
在-20℃至60℃間的每個(gè)
5溫度梯度溫度點(diǎn),功能狀態(tài)都應(yīng)達(dá)無
到A級。(5℃梯度)
BMS:工作狀態(tài)
Tmin-Tmax
6溫度循環(huán)-40℃-85℃GB:靜置,非工作
(-20℃~60℃)
狀態(tài)
BMS沿用QC/T897
7試驗(yàn)溫度25℃±5℃22℃±5℃GB與UNGTR20協(xié)
調(diào)
DUT都處于工作狀
態(tài);
上限溫度GB與UN
GTR20協(xié)調(diào),BMS
8濕熱循環(huán)25℃~60℃25℃~60℃
與QC/T897協(xié)調(diào),
最終統(tǒng)一BMS標(biāo)準(zhǔn)
與電池安全GB一
致。
9溫度沖擊無-40℃-60℃
八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)
關(guān)于SOC估算精度測試,存在的分歧意見為:SOC是一個(gè)多因素影響下的綜合計(jì)算出
的值,不應(yīng)把SOC累積誤差和SOC誤差修正速度兩部分分開。
處理經(jīng)過及依據(jù):本標(biāo)準(zhǔn)目前的測試方法及要求主要針對誤差的來源,影響SOC誤差
的因素很多,首先是安時(shí)積分的精度,其次是初始誤差,其中修正算法部分又與模型誤差密
切相關(guān),另外,SOC的誤差還涉及電池的老化問題。
其中,直接和BMS硬件相關(guān)的SOC估算指標(biāo)為累積誤差,其主要取決于電流采樣的
精度及采樣頻率,是針對BMS直接可獲得的參數(shù)(與電池?zé)o關(guān)),目前大部分BMS能夠控
制采樣精度及時(shí)間,相關(guān)測試可在較短時(shí)間內(nèi)完成,并且具有良好的復(fù)現(xiàn)性。因此,基于原
有QC/T897—2011標(biāo)準(zhǔn)中的測試要求,本標(biāo)準(zhǔn)對SOC估算累計(jì)誤差提出了更高的要求。
初始誤差的修正除與BMS中的算法相關(guān)外,同時(shí)與電池類型及工況直接相關(guān),不同電
池的類型和不同的運(yùn)行工況會對該項(xiàng)測試的結(jié)果影響較大,考慮初始誤差修正速度在BMS
技術(shù)發(fā)展過程中已經(jīng)逐漸被重視并已有解決方案,本標(biāo)準(zhǔn)將其列為推薦性的測試方法,并較
為詳細(xì)地給出測試過程。依據(jù)目前的標(biāo)準(zhǔn)推薦測試,測試過程大概需要耗時(shí)3-4天。但是,
初始誤差修正速度需要修正時(shí)間和修正后的誤差兩個(gè)物理量來評估,由于各廠家使用的修正
方法路線存在較大差異,目前難以給出明確的性能要求。
由于老化造成的SOC誤差,嚴(yán)重依賴于電池的老化路徑,并且測試需要模擬出電池循
環(huán)上百次甚至上千次的老化狀態(tài),在短期內(nèi)難以完成??紤]測試的時(shí)效及可操作性,對此標(biāo)
準(zhǔn)中未進(jìn)行測試說明。
綜合以上內(nèi)容,目前考慮SOC的所有誤差來源進(jìn)行完整的綜合性測試比較困難,其測
試時(shí)間較長,耦合在一起難以真實(shí)地評價(jià)一款BMS的估算精度,所以本標(biāo)準(zhǔn)將完全與BMS
相關(guān)與電池?zé)o關(guān)的累積誤差做了明確的要求;對具有可操作性的初始誤差修正速度給出了測
試方案,但并未做出要求;回避了耗時(shí)長,可操作性差,嚴(yán)重依賴電池衰退的老化因素影響。
九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明
本標(biāo)準(zhǔn)可作為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與檢測。
十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議
本標(biāo)準(zhǔn)對于電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池的運(yùn)行安全具有重要保障作用,建議電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
與研發(fā)企業(yè)以此標(biāo)準(zhǔn)作為基本依據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā),不斷提高產(chǎn)品的技術(shù)水平。
十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議
無。
十二、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)
本標(biāo)準(zhǔn)的制定主要基于目前國內(nèi)電池管理系統(tǒng)的整體技術(shù)水平,生產(chǎn)企業(yè)也給予了積極
的支持。由于目前電動(dòng)汽車電池管理與整車控制尚未達(dá)到完全成熟階段,技術(shù)方案尚處于不
斷發(fā)展過程中,因此建議本標(biāo)準(zhǔn)按照推薦性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。
GB/T《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》
征求意見稿編制說明
一、工作簡況
1、任務(wù)來源
電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)通過檢測電池的外特性參數(shù)(如電壓、
電流、溫度等),采用適當(dāng)?shù)乃惴?,?shí)現(xiàn)電池內(nèi)部狀態(tài)(如容量和SOC等)的估算和監(jiān)控,
這是電池系統(tǒng)有效運(yùn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。BMS在獲取電池的狀態(tài)后進(jìn)行熱管理、電池均衡管
理、充放電管理、故障報(bào)警等,最終建立通信總線,與顯示系統(tǒng)、整車控制器和充電機(jī)等實(shí)
現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,保證電動(dòng)汽車動(dòng)力電池安全高效運(yùn)行。
2011年9月,四部委聯(lián)合發(fā)布了新能源汽車示范推廣“安全令”(即《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能與
新能源汽車示范推廣安全管理工作的函》),發(fā)布了加強(qiáng)節(jié)能與新能源汽車示范運(yùn)行安全管理
的具體措施;2016年12月,工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好新能源汽車推廣應(yīng)用安
全監(jiān)管工作的通知》,強(qiáng)調(diào)“對投入示范運(yùn)行的插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車要全部安
裝車輛運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),特別是要加強(qiáng)對動(dòng)力電池和燃料電池工作狀態(tài)的監(jiān)控”。
電池管理系統(tǒng)在保障動(dòng)力電池安全和提高電池壽命方面具有重要作用。在電動(dòng)汽車快速增長
的推動(dòng)下,電動(dòng)汽車對車載動(dòng)力電池管理系統(tǒng)提出更高的系統(tǒng)級功能性需求以及安全要求,
因此建立完善的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。
標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃于2016年底正式下達(dá),計(jì)劃編號20162463-T-339。
2、主要工作過程
根據(jù)有關(guān)部門對電動(dòng)汽車領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的要求,全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會電動(dòng)車
輛分技術(shù)委員會組織“電動(dòng)汽車電池工作組”,開展電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的制定工
作。
2015年12月17日,電動(dòng)車輛分技術(shù)委員會電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在???/p>
召開了工作組首次會議,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)說明。
2016年1月~5月,編制組在調(diào)研目前國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,完成
了《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》框架的初稿。
2016年5月25日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在深圳召開了工作組第二次會議,
工作組成員單位對《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》初稿進(jìn)行了充分的討論,確立并統(tǒng)一
了標(biāo)準(zhǔn)的制定原則和主體框架。
2016年6月,為了進(jìn)一步把握目前國內(nèi)電池管理系統(tǒng)行業(yè)的技術(shù)水平,向工作組成員
單位開展電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的絕緣性能、參數(shù)檢測精度、電磁兼容性能、故障導(dǎo)向安全
等方面的技術(shù)調(diào)研。根據(jù)調(diào)研技術(shù)參數(shù),進(jìn)一步修改標(biāo)準(zhǔn)草案。
2016年10月10日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在寧德召開了工作組第三次會
議,起草組介紹了標(biāo)準(zhǔn)修訂思路,與會專家對標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、術(shù)語定義、主要功能要求與
測試方法進(jìn)行研討。會后根據(jù)反饋意見對標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行了梳理與修改。
2017年3月21日,邀請了國內(nèi)主要整車廠和BMS供應(yīng)商在天津召開BMS標(biāo)準(zhǔn)專題討
論會,會上經(jīng)過討論對多數(shù)性能指標(biāo)達(dá)成一致意見,但電磁兼容、故障診斷、延時(shí)斷電等方
面提出新的修改意見,并進(jìn)一步明確電氣負(fù)荷和氣候負(fù)荷的具體試驗(yàn)項(xiàng)目。
2017年4月5日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在昆明召開了工作組第四次會議,
總結(jié)了標(biāo)準(zhǔn)編寫的前期工作,并對《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的延時(shí)斷電、
SOC估算精度以及系統(tǒng)功耗要求進(jìn)行了深入的研討,根據(jù)工作組成員單位積極反饋意見,
進(jìn)一步完善了標(biāo)準(zhǔn)草案。
2017年5月18日~19日,與德國汽車工業(yè)協(xié)會(VDA)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)交流研討。起草組
重點(diǎn)介紹標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)目的、編制過程和基本框架以及技術(shù)內(nèi)容,并對BMS電磁兼容性能、
SOC估算、均衡等問題進(jìn)行探討。
2018年2月2日,邀請了國內(nèi)主要整車廠和BMS供應(yīng)商在北京市召開電動(dòng)汽車用電池
管理系統(tǒng)技術(shù)條件討論會,與會專家對標(biāo)準(zhǔn)條款進(jìn)行了詳細(xì)的梳理與研討,對SOC估算精
度要求與試驗(yàn)方法、耐鹽霧試驗(yàn)要求、快速脈沖群抗擾度要求與試驗(yàn)方法、SOP和均衡試驗(yàn)
方法達(dá)成一致意見。
2018年3月12日,起草組與鎳氫電池BMS的技術(shù)專家針對鎳氫電池BMS的參數(shù)檢測
精度、絕緣電阻測試、電壓采用精度測試、SOC估算精度等方面進(jìn)行了交流研討,會后要求
相關(guān)單位提供必要的數(shù)據(jù),以支撐標(biāo)準(zhǔn)草案的修訂工作。
2018年4月12日,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組在成都召開了工作組第五次會議,
重點(diǎn)討論了鎳氫電池BMS狀態(tài)參數(shù)測量精度與測試方法的特殊要求問題,會后通過修訂形
成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。
二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容
1、編制原則
1)本標(biāo)準(zhǔn)編寫符合GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》規(guī)定;
2)本著“試驗(yàn)檢測可操作性強(qiáng),有據(jù)可依”的原則立足國內(nèi)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的
技術(shù)現(xiàn)狀,充分參考國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3)針對修訂內(nèi)容,在工作組內(nèi)進(jìn)行多次意見征求,并在會上充分討論。
2、主要內(nèi)容
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車用蓄電池管理系統(tǒng)的術(shù)語與定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)
則、標(biāo)志等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池的管理系統(tǒng),鎳氫動(dòng)力蓄電池及其他類型動(dòng)
力蓄電池的管理系統(tǒng)可參照執(zhí)行。
本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容如下:
(1)術(shù)語
有關(guān)電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)的定義主要參考GB/T19569—2017《電動(dòng)汽車術(shù)語》標(biāo)
準(zhǔn),參照電池荷電狀態(tài)(SOC)的定義描述方法,首次給出電池功率狀態(tài)(SOP)定義。
(2)使用條件
根據(jù)整車企業(yè)的通用需求和電池系統(tǒng)使用情況,為了更好地規(guī)范電池管理系統(tǒng)環(huán)境方面
的性能測試,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電池管理系統(tǒng)正常工作的使用條件。此外,整車企業(yè)也可根據(jù)實(shí)際
應(yīng)用中電池管理系統(tǒng)具體安裝位置進(jìn)一步提出特殊性的要求。
工作溫度:-20℃~60℃
貯存溫度:-40℃~85℃
工作濕度:5%~95%
供電電源:9~16V/16~32V
(3)基本功能要求
明確電池管理系統(tǒng)必備的功能需求,包括數(shù)據(jù)監(jiān)測、故障診斷與記錄、自檢、與整車和
非車載充電機(jī)的通訊、安全防護(hù)、SOC估算。與整車實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案密切相關(guān)的功能,如絕
緣電阻值檢測、高壓互鎖、SOP估算和均衡功能均規(guī)定為可選功能。
(4)狀態(tài)參數(shù)測量精度
基于主要生產(chǎn)廠商技術(shù)調(diào)研數(shù)據(jù)以及多次工作組會議的深入討論,考慮不同系統(tǒng)的測量
范圍的差異,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總電壓、總電流、單體(電芯組)電壓的測量精度必須滿足滿量程誤
差以及最大誤差的較小值。
根據(jù)現(xiàn)有鎳氫動(dòng)力蓄電池企業(yè)提出的反饋意見,考慮鎳氫電池電壓不均衡以及過充的耐
受能力優(yōu)于鋰離子電池,因此標(biāo)準(zhǔn)中適當(dāng)放寬了鎳氫電池管理系統(tǒng)的總電流、單體(電芯組)
電壓、溫度測量精度的要求。但是在調(diào)研過程中企業(yè)反饋意見以及支撐數(shù)據(jù)較少,需在全行
業(yè)范圍進(jìn)一步征求意見。
(5)SOC估算精度
準(zhǔn)確的SOC估算可以合理利用電池,延長電池組的使用壽命,實(shí)際應(yīng)用中SOC估算
誤差包括計(jì)量累計(jì)誤差和狀態(tài)初始誤差,而對于SOC估算的全面評測與實(shí)際補(bǔ)償方案密切
相關(guān),因此本標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了與電池管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相關(guān)的累計(jì)誤差的性能要求與測試方
法。對于狀態(tài)初始誤差的修正速度,僅在附錄B中提供推薦的測試方法。
針對非插電式混合動(dòng)力汽車的SOC估算精度,考慮了部分企業(yè)的反饋意見,在標(biāo)準(zhǔn)中
適當(dāng)放寬了要求,詳細(xì)說明如下:
純電動(dòng)汽車、外部充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的SOC估算的累計(jì)誤差應(yīng)不大于5%。不可
外接充電的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的SOC估算的累積誤差,鋰離子電池系統(tǒng)應(yīng)不大于15%、鎳
氫電池系統(tǒng)應(yīng)不大于20%。
對于GB/T19596—2017《電動(dòng)汽車術(shù)語》標(biāo)準(zhǔn)中定義的純電動(dòng)汽車(3.1.1.1)和外部充
電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(3.1.1.2.2),SOC估算誤差會影響直接其續(xù)航里程,因此SOC估算
需要具有較高的精度要求。
依據(jù)相關(guān)企業(yè)反饋意見,鎳氫電池系統(tǒng)SOC使用范圍為40-80%,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)例
證明(參見圖1和圖2),鎳氫電池在SOC估算發(fā)生20%偏離的情況下,對充放電循環(huán)特性
沒有影響,并且考慮鎳氫電池比鋰離子電池具有更好的耐過充電性能。所以,適當(dāng)放寬了非
插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的SOC估算精度的要求,同時(shí)也降低了對于鎳氫電池SOC估算累
計(jì)誤差的精度要求。
圖
1
鎳氫電池充放電循環(huán)曲線
圖
2
鎳氫電池過充電試驗(yàn)
(6)絕緣性能
為了保證電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)的系統(tǒng)安全,提升了電池管理系統(tǒng)絕緣性能的要求。絕
緣電阻分為工作情況和不工作情況,在不工作時(shí)要求系統(tǒng)自身的絕緣電阻不小于10M?,與
GB/T28046.2通用標(biāo)準(zhǔn)的要求一致。電池管理系統(tǒng)工作時(shí),由于絕緣檢測電路的接入會降低
整個(gè)系統(tǒng)的絕緣電阻,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電池管理系統(tǒng)絕緣電阻符合GB/T18384.3電動(dòng)汽車安全標(biāo)
準(zhǔn)的要求。
(7)環(huán)境適應(yīng)性
通過與電動(dòng)汽車整車企業(yè)的反復(fù)討論,逐漸明確了電動(dòng)汽車整車對電池管理系統(tǒng)的要
求,標(biāo)準(zhǔn)中重點(diǎn)完善了對于電池管理系統(tǒng)電氣環(huán)境、氣候環(huán)境、機(jī)械環(huán)境以及電磁環(huán)境的性
能要求以及測試方法。
三、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況分析
(1)狀態(tài)參數(shù)測量精度試驗(yàn)
考慮到測試的可重復(fù)性與可實(shí)施性,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定參數(shù)精度試驗(yàn)可以采用配置電池系統(tǒng)或者
通過電池模擬系統(tǒng)進(jìn)行。基于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電池管理系統(tǒng)通用工作條件,因此各狀態(tài)參數(shù)測
量精度均規(guī)定在-20℃、25℃和60℃三個(gè)溫度環(huán)境下進(jìn)行測試。
其中,由于狀態(tài)參數(shù)測量精度需要同時(shí)滿足滿量程精度以及最小測量誤差的兩方面的要
求,因此,規(guī)定總電壓和總電流需要分別在0%、50%、100%滿量程上進(jìn)行試驗(yàn)。
單體(電芯組)電壓測量精度分別根據(jù)電池特性的不同,選定三個(gè)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。
考慮電池管理系統(tǒng)應(yīng)該具有系統(tǒng)全應(yīng)用范圍內(nèi)的溫度測量能力,因此溫度測量精度規(guī)定
必須在5個(gè)典型溫度點(diǎn)(-40℃、0℃、25℃、40℃、125℃)進(jìn)行試驗(yàn)。
充分考慮應(yīng)用中系統(tǒng)絕緣正常、絕緣降低多級報(bào)警臨界值以及絕緣破壞多種情況,標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)定分別40%、60%、80%、100%電壓滿量程下,接入5種(80?/V、100?/V、300?/V、
500?/V和2k?/V)不同標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻陣列,進(jìn)行絕緣電阻測量精度試驗(yàn)。
(2)SOC估算精度試驗(yàn)
SOC累計(jì)誤差精度測試需要選擇電池管理系統(tǒng)適用的最小單元系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),考慮目
前主流的SOC估算方法為安時(shí)積分累積同時(shí)采用其他方法修正,將SOC測試分為SOC累計(jì)
誤差測試和SOC誤差修正速度測試。其中安時(shí)累積作為BMS基本功能,標(biāo)準(zhǔn)中列為規(guī)范
性附錄,提出精度要求,SOC范圍設(shè)定在30%~80%之間。SOC誤差修正速度因算法不同
存在差異,列為推薦性附錄,對精度不做要求,分別在低端SOC(≤30%),中間SOC
(30%-80%),高端SOC(≥80%)三段區(qū)間進(jìn)行測試。
測試工況選取了行業(yè)內(nèi)使用較廣的美國城市運(yùn)行工況DST和FUDS。考慮不同溫度下
SOC誤差不同,要求在0℃,25℃和40℃三個(gè)溫度進(jìn)行測試,其中低溫考慮測試工況中存
在制動(dòng)時(shí)的充電過程,為保證電池安全性,選在0℃以上;高溫40℃為不強(qiáng)制要求,由檢測
機(jī)構(gòu)在參考制造商技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上選做。
(3)絕緣性能試驗(yàn)
絕緣電阻和絕緣性能基本試驗(yàn)方法主要參考汽車領(lǐng)域通用標(biāo)準(zhǔn)GB/T28046.2,但是考慮
電動(dòng)汽車存在高壓系統(tǒng),并且根據(jù)最新發(fā)布的電動(dòng)汽車安全要求標(biāo)準(zhǔn)GB/T18384和具有相
同電壓等級的電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T18487,適當(dāng)提高了試驗(yàn)電壓等級,以保障
整個(gè)電池系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
絕緣電阻考慮不同的試驗(yàn)類型,出廠試驗(yàn)為直接進(jìn)行測試;型式試驗(yàn)為濕熱循環(huán)后進(jìn)行
測試。
(4)電氣適應(yīng)性能試驗(yàn)
由于電池管理系統(tǒng)的電氣環(huán)境與傳統(tǒng)汽車電子設(shè)備基本相同,因此電池管理系統(tǒng)的電氣
適應(yīng)性試驗(yàn)基本參考GB/T28046.2,選取直流供電電壓、過電壓、疊加交流電壓、供電電壓
緩升和緩降、供電電壓瞬態(tài)變化、反向電壓和短路保護(hù)作為主要測試項(xiàng)目。
(5)環(huán)境適應(yīng)性能試驗(yàn)
本標(biāo)準(zhǔn)中環(huán)境適應(yīng)性能試驗(yàn)分為機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性和氣候環(huán)境適應(yīng)性兩部分。
機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性能主要包括正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、機(jī)械沖擊以及跌落。其中正弦振動(dòng)和
隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)方法與電池管理系統(tǒng)在車上的安裝位置密切相關(guān),由于目前電動(dòng)汽車應(yīng)用車型
繁多,技術(shù)方案多樣,尚不能對電池管理系統(tǒng)在車上位置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,因此在標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)
定試驗(yàn)方法和試驗(yàn)等級由整車廠和制造商根據(jù)電池管理系統(tǒng)具體安裝位置協(xié)商確定。而機(jī)械
沖擊和跌落模擬測試情況相對明確,試驗(yàn)方法參照GB/T28046.3標(biāo)準(zhǔn)。
氣候環(huán)境適應(yīng)性主要包括高低溫性能、溫度梯度、溫度循環(huán)、耐鹽霧和濕熱循環(huán)試驗(yàn)項(xiàng)
目。由于電池管理系統(tǒng)使用氣候環(huán)境與傳統(tǒng)汽車基本相同,氣候環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)基本參考
GB/T28046.4,測試溫度根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電池管理系統(tǒng)通用使用條件進(jìn)行設(shè)定。
此外,由于系統(tǒng)實(shí)際安裝位置和安裝形式直接決定被測對象是否存在測試環(huán)境條件,因
此在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定完全放置在乘員艙、行李艙、貨艙或者艙體防護(hù)等級達(dá)到IP67的電池艙內(nèi)
的電池管理系統(tǒng),可以不進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。
(6)電磁兼容性能試驗(yàn)
考慮整車對電池管理系統(tǒng)的要求,電磁兼容性能試驗(yàn)包括電源線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)、
信號線/控制線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)、輻射抗擾度、大電流注入、磁場抗擾度、靜電放電、
傳導(dǎo)騷擾、輻射騷擾,基本試驗(yàn)方法參考汽車領(lǐng)域的成熟標(biāo)準(zhǔn),測試強(qiáng)度和功能要求通過前
期開展電池管理系統(tǒng)技術(shù)水平調(diào)研的數(shù)據(jù)確定,并且充分參考ECER10的最新要求。由于
電動(dòng)汽車動(dòng)力電池存在高電壓系統(tǒng),整車電磁環(huán)境與傳統(tǒng)汽車略有區(qū)別,因此參考電壓等級
相同的其他領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn),增加了電快速瞬態(tài)脈沖群抗擾度試驗(yàn)。
(7)SOP估算精度試驗(yàn)
SOP估算精度測試需要選擇電池管理系統(tǒng)適用的最小電池單元系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。電池SOP
與環(huán)境溫度和SOC都相關(guān),所以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了10℃、25℃、40℃三個(gè)溫度點(diǎn)和80%、50%、
30%三個(gè)SOC點(diǎn)。具體測試方法參照了SOP的定義,采用試測加曲線擬合的方法,一方
面保證測試精度,一方面確保測試的可操作性。目前各廠家對SOP給出的限制條件不同,
標(biāo)準(zhǔn)中重點(diǎn)考察最為關(guān)鍵的BMS對電池能力評估功能。因各廠家留有的裕量也不同,因此
該項(xiàng)測試只給出推薦測試方法,不進(jìn)行指標(biāo)要求。
(8)均衡試驗(yàn)
均衡測試可以選擇鋰離子電池管理系統(tǒng)最小均衡管理單元,但為保證測試方案的可操作
性,電池串聯(lián)數(shù)不能低于5串。均衡測試方法的基本思路為人為設(shè)置電池的不一致狀態(tài),通
過充放電循環(huán),給予BMS足夠時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,評估系統(tǒng)均衡效果。測試方案考慮了主動(dòng)均
衡和被動(dòng)均衡不同技術(shù)路線,同時(shí)設(shè)置了偏高的SOC和偏低的SOC;測試對象原則上為一
致性較好的新電池組,但考慮新電池不可避免地存在較小的不一致,對所有單體采取了低端
(即放空)對齊的方式,最終也采用放電容量差進(jìn)行評估,將單體電池間的差異的影響降到
最小。
由于各廠家目前的均衡方案不同,且部分BMS不具有均衡功能,所以該項(xiàng)只給出推薦
性測試方法,不進(jìn)行指標(biāo)要求。
(7)檢驗(yàn)對象
考慮目前電池管理系統(tǒng)存在集中型、分散型等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案,并且出現(xiàn)相關(guān)功能逐
漸與整車控制相結(jié)合的趨勢,對于涵蓋在電池管理系統(tǒng)定義中的各項(xiàng)功能均需進(jìn)行測試,根
據(jù)目前電池管理系統(tǒng)的構(gòu)成,標(biāo)準(zhǔn)明確了各項(xiàng)性能的測試對象。
表
1
標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目測試對象
要求條檢驗(yàn)方法條
序號檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)對象
文號文號
狀態(tài)參數(shù)
14.45.2蓄電池管理系統(tǒng)
測量精度
SOC估算
24.55.3蓄電池管理系統(tǒng)
精度
電池故障
34.65.4蓄電池管理系統(tǒng)
診斷
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
4絕緣性能4.75.5
統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元(隔離通信接口除外)
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
電氣適應(yīng)池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
54.85.6
性能統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
環(huán)境適應(yīng)池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
64.95.7
性能統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元
安裝在電池包內(nèi)部的蓄電池電子部件和蓄電
電磁兼容池控制單元、安裝在電池包外部與蓄電池系
74.105.8
性能統(tǒng)有電氣連接的蓄電池電子部件和蓄電池系
統(tǒng)控制單元
四、明確標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況
本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容及相關(guān)測試方法均不涉及專利。
五、預(yù)期達(dá)到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況
隨著國家政策強(qiáng)力助推新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入高速增長期。電池管理系統(tǒng)
(BMS)作為連接動(dòng)力電池與電動(dòng)汽車的重要紐帶,在保障動(dòng)力電池安全及壽命的核心地
位越來越被行業(yè)認(rèn)識。2011年,我國發(fā)布了QC/T897-2011《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技
術(shù)條件》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),主要規(guī)定了電池管理系統(tǒng)必須的基本功能,其在電動(dòng)汽車初期發(fā)展階段
起到很好的指導(dǎo)作用。然而隨著電動(dòng)汽車的逐漸推廣和應(yīng)用,電動(dòng)汽車基于系統(tǒng)級對車載動(dòng)
力電池的管理系統(tǒng)提出更高的功能性需求以及安全要求。
本標(biāo)準(zhǔn)作為國內(nèi)電池管理系統(tǒng)的主要測試標(biāo)準(zhǔn),基于對電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)進(jìn)一步深
入研究,主要規(guī)范了電動(dòng)汽車用蓄電池管理系統(tǒng)的術(shù)語與定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)
規(guī)則。本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)目前技術(shù)發(fā)展和多年的試驗(yàn)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)制定,為我國電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)
的設(shè)計(jì)制作、生產(chǎn)應(yīng)用和直流檢驗(yàn)提供了技術(shù)依據(jù),對推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、加強(qiáng)行業(yè)管理具
有重要意義。
六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況,與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情
況,國內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對比分析或與測試的國外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對比
情況
本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過程中未采用國際和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。
七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置,與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn),特別是強(qiáng)制
性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性
本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中,參考了現(xiàn)有GB/T19596—2017《電動(dòng)汽車術(shù)語》、GB《電動(dòng)汽車
用動(dòng)力蓄電池安全要求》、GB/T18384.3《電動(dòng)汽車安全要求》、GB/T28046《道路車輛電
氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)》等標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,與現(xiàn)行的相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn)保持
協(xié)調(diào)一致。
電池管理系統(tǒng)作為電池包和系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件,工作環(huán)境溫度與電池包和系統(tǒng)一致,
本標(biāo)準(zhǔn)中有多項(xiàng)溫度范圍指標(biāo),與GB《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》中的溫度范圍的
含義接近,但又不完全相同,在本標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí),與GB《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》
進(jìn)行了協(xié)調(diào)。
表
2
本標(biāo)準(zhǔn)與GB《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》溫度范圍協(xié)調(diào)情況
GB《電動(dòng)汽車用
序
設(shè)置溫度本標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力蓄電池安全協(xié)調(diào)情況
號
要求》
1工作溫度-20℃~60℃無
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 人力資源管理師(三級)2025年專項(xiàng)訓(xùn)練試題卷及答案解析
- BIM現(xiàn)場施工安全管理方案
- 安全員A證考試考試彩蛋押題附參考答案詳解【達(dá)標(biāo)題】
- 未來五年語言服務(wù)企業(yè)ESG實(shí)踐與創(chuàng)新戰(zhàn)略分析研究報(bào)告
- 未來五年無公害蔬菜企業(yè)縣域市場拓展與下沉戰(zhàn)略分析研究報(bào)告
- 未來五年小麥油菜企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智慧升級戰(zhàn)略分析研究報(bào)告
- 安全員A證考試考前沖刺測試卷講解及完整答案詳解【奪冠系列】
- 未來五年金融服務(wù)業(yè)RFID企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智慧升級戰(zhàn)略分析研究報(bào)告
- 未來五年新形勢下噴花玻璃行業(yè)順勢崛起戰(zhàn)略制定與實(shí)施分析研究報(bào)告
- 未來五年水產(chǎn)品加工企業(yè)縣域市場拓展與下沉戰(zhàn)略分析研究報(bào)告
- 車輛日常安全檢查課件
- 民航安全法律法規(guī)課件
- 山東省濟(jì)寧市2026屆第一學(xué)期高三質(zhì)量檢測期末考試濟(jì)寧一模英語(含答案)
- 光伏電站巡檢培訓(xùn)課件
- 年末節(jié)前安全教育培訓(xùn)
- GB/T 93-2025緊固件彈簧墊圈標(biāo)準(zhǔn)型
- 建設(shè)工程測繪驗(yàn)線標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告模板
- 統(tǒng)編版九年級上冊語文期末復(fù)習(xí):全冊重點(diǎn)考點(diǎn)手冊
- GB/T 18711-2025選煤用磁鐵礦粉試驗(yàn)方法
- 學(xué)堂在線 雨課堂 學(xué)堂云 研究生素養(yǎng)課-積極心理與情緒智慧 章節(jié)測試答案
- 液化氣站建設(shè)可行性研究報(bào)告
評論
0/150
提交評論