ICS43.120

CCST47

CASME

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CASMEXXXX—XXXX

鋰離子電池模組安全要求及測試方法

Safetyrequirementsandtestmethodsforlithium-ionbatterymodules

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會??發(fā)布

T/CASMEXXXX—XXXX

鋰離子電池模組安全要求及測試方法

1范圍

本文件規(guī)定了鋰離子電池模組安全性能要求、試驗條件及安全性能測試方法。

本文件適用于鋰離子電池模組的安全性能檢測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(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。

GB/T31467.3電動汽車用離子動為蓄電池包和系統(tǒng)第3部分:安全性要求與測試方法

GB/T31485電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

3.2鋰離子電池模組

由單體鋰離子電池按照串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式組成的只有一對正負(fù)極輸出端子的組合體。

3.3

3.4爆炸

電池外殼猛烈破裂，突然釋放足量的能量產(chǎn)生壓力波或者噴射物,可能會對周邊區(qū)域造成結(jié)構(gòu)或物

理上的破壞。

3.5

3.6起火

單體電芯、電池模組、電池包或系統(tǒng)任何部位發(fā)生持續(xù)燃燒（單次火焰持續(xù)時間大于1s)。火花及

拉弧不屬于燃燒。

3.7

3.8泄露

有可見物質(zhì)從電池模組、電池模組、電池包或系統(tǒng)中漏出至試驗對象外部的現(xiàn)象。

4安全性能要求

4.1.1電池模組進(jìn)行下列試驗時，應(yīng)不爆炸、不起火、不漏液、不泄氣、不破裂：

——過放電試驗；

——過充電試驗；

——短路試驗；

——跌落試驗；

——振動試驗；

——加熱試驗；

——擠壓試驗；

——針刺試驗；

——火燒試驗；

——熱擴(kuò)展試驗；

——海水浸泡試驗；

——溫度循環(huán)試驗；

1

T/CASMEXXXX—XXXX

——高海拔試驗。

4.1.2電壓達(dá)到規(guī)定充電終止電壓的1.15倍或130%SOC時應(yīng)不爆炸、不起火。

4.1.3電池模組進(jìn)行試驗后，電壓下降應(yīng)不高于10%，電池模組容量損失率應(yīng)不高于10%。

4.1.4鋰離子電池模組安全性能應(yīng)符合GB/T31467.3及GB/T31485的要求。

5試驗條件

5.1環(huán)境條件要求

5.1.1測試環(huán)境條件為25℃±2℃，相對濕度為25%～90%，大氣壓力為86kPa～106kPa的環(huán)境

中進(jìn)行。

5.1.2當(dāng)更改測試步驟時，電池模組需恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件。

5.2儀器設(shè)備要求

5.2.1電壓測量裝置準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.1%以內(nèi)，其內(nèi)阻應(yīng)為1MQ/V。

5.2.2電流測量裝置準(zhǔn)確度應(yīng)為±1.0%以內(nèi)。

5.2.3溫度測量裝置分度值應(yīng)不大于1℃，準(zhǔn)確度±2K以內(nèi)。

5.2.4計時器應(yīng)按時、分、秒分度，準(zhǔn)確度±0.1%以內(nèi)。

5.2.5測量尺寸的量具分度值應(yīng)不大于lmm，準(zhǔn)確度+0.1%以內(nèi)。

5.2.6稱量質(zhì)量的衡器準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.1%以內(nèi)。

5.3電池模組要求

測試用電池模塊樣品應(yīng)滿足如下條件：

——總電壓不低于電池模組電壓的5倍；

——額定容量不低于20Ah，或者與整車用電池系統(tǒng)額定容量一致。

注：測試用電池模塊可由實際模塊串并聯(lián)組成。

5.4預(yù)處理要求

5.4.1標(biāo)準(zhǔn)充電流程

鋰離子電池模組標(biāo)準(zhǔn)充電流程應(yīng)按照下列步驟進(jìn)行：

a)室溫下，電池模組先以1I1(A)電流放電至產(chǎn)品技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓，靜置1h；

b)以1I1(A)電流恒流充電至產(chǎn)品技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓時轉(zhuǎn)恒壓充電；

c)充電終止電流降至0.05I1(A)時停止充電，充電完成后靜置1h。

注：I1指1小時率放電電流(A)，其數(shù)值等于額定容量值。

5.4.2標(biāo)準(zhǔn)放電流程

鋰離子電池模組標(biāo)準(zhǔn)放電流程應(yīng)按照下列步驟進(jìn)行：

a)在室溫下，電池模組以1I1(A)電流恒流放電至放電截止電壓，計算放電容量(以Ah計)；

b)在放電階段中，若出現(xiàn)任一串單體電壓達(dá)到產(chǎn)品規(guī)格書中規(guī)定的放電終止電壓，則停止放電；

c)放電后靜置不低于30min。

5.4.3標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)流程

5.4.3.1在室溫下，電池模組首先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)放電，靜置不低于30min，且電池溫度降至室溫，然后再

進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電，完成標(biāo)準(zhǔn)充放電循環(huán)。

5.4.3.2電池模組測試開始前，需對電池模組進(jìn)行預(yù)處理循環(huán)3次。

6安全性能測試方法

6.1一般要求

6.1.1鋰離子電池模組在進(jìn)行安全性能測試前，應(yīng)按照本文件5.4.1的要求進(jìn)行充電。

2

T/CASMEXXXX—XXXX

6.1.2鋰離子電池模組在進(jìn)行安全性能測試后，應(yīng)持續(xù)觀察1h。

6.2過充電測試

按照如下步驟進(jìn)行過充電測試：

a)電池模組以1I1(A)恒流充電至任一電池模組電壓達(dá)到技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓的2倍

或充電時間達(dá)到1.3h后停止充電；

b)監(jiān)測測試過程中電池模組的電壓、電流和溫度變化，描述測試過程中的電池單體狀態(tài)。

6.3過放電測試

按照如不步驟進(jìn)行過放電測試：

a)電池模組以1I1(A)電流放電90min；

b)監(jiān)測測試過程中電池模組的電壓、電流和溫度變化，描述測試過程中的電池單體狀態(tài)。

6.4短路測試

6.4.1按照如下步驟進(jìn)行短路測試：

a)室溫下，以外部線路電阻≤5mΩ的回路將電池模組中心外的一個電池單體正負(fù)極短路；

b)短路20min或電池表面溫度基本穩(wěn)定(10min內(nèi)的溫升≤2℃)時停止測試；

c)監(jiān)測測試過程中各電池模組的電壓、電流和溫度變化，描述測試過程中的電池模組狀態(tài)。

6.5跌落測試

按照如下步驟進(jìn)行自由跌落測試：

a)將電池模組正負(fù)端子向下從1.5m高處自由跌落到水泥地面上；

b)觀察1h，描述測試過程中的電池模組狀態(tài)。

6.6振動測試

按照如下步驟進(jìn)行振動測試：

a)根據(jù)GB/T31467.3-2015中7.1的要求進(jìn)行振動測試；

b)觀察模組的結(jié)構(gòu)完整性以及確認(rèn)模組是否漏液，描述測試過程中的電池模組狀態(tài)。

6.7加熱測試

按照如下步驟進(jìn)行加熱測試：

a)將電池模組放入溫度箱，溫度箱按照5℃/min的速率由室溫室了120℃±2℃，并保持此

溫度30min后停止加熱；

b)監(jiān)測測試過程中電池模組的電壓、電流和溫度變化，描述測試過程中的電池單體狀態(tài)。

6.8擠壓測試

6.8.1擠壓試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

a)用擠壓頭面積不小于20cm3的擠壓裝置，5±1mm/s的擠壓速度垂直于電池模組極板方向進(jìn)

行施壓；

b)擠壓力達(dá)到200KN、變形量達(dá)到30%、電池殼體破裂或內(nèi)部短路(蓄電池電壓變?yōu)?V)后停

止施壓，保持10min；

c)監(jiān)測測試過程中電池模組的電壓、電流、溫度和擠壓力變化，描述測試過程中的電池模組狀

態(tài)。

6.8.2擠壓板兩側(cè)應(yīng)包括平板和異形板。異形板的半圓柱形擠壓投的典型直徑為75mm，擠壓頭間的

典型間距為30mm。

6.8.3方形或軟包單體電芯組成的模組需用2組，分別做垂直和平行于單體電芯排列方向施壓。

6.9針刺測試

6.9.1按照如下步驟進(jìn)行針刺測試:

3

T/CASMEXXXX—XXXX

a)用直徑5mm～8mm的耐高溫鋼針以(25±5)mm/s的速度，從垂直于電池極板的方向貫穿，

貫穿位置宜靠近所刺面的幾何中心(鋼針停留在電池中)；

b)監(jiān)測測試過程中電池單體的電壓、電流和溫度變化，描述測試過程中的電池單體狀態(tài)。

6.9.2針尖的角度應(yīng)為60°，鋼針表面應(yīng)光潔，無銹蝕、氧化層及油污。

6.10火燒測試

按照如下步驟進(jìn)行火燒測試：

a)室溫下，將電池模組置于中間直徑為1220mm的孔并蓋有蓋板的平面桌上，蓋板由直徑為0.43

mm的鋼絲和每305mm20孔的鋼絲網(wǎng)構(gòu)成，同時在電池模組周圍安置一個610mm寬、305mm

高共8面的絲網(wǎng)屏風(fēng)，絲網(wǎng)屏風(fēng)由直徑為0.25mm的金屬絲和每305mm16～18絲的金屬絲

網(wǎng)構(gòu)成；

b)將燃燒器置于電池模組下方進(jìn)行火燒，二者距離為38mm；

c)直到電池模組發(fā)生爆炸或起火時停止測試，描述測試過程中的電池模組狀態(tài)。

6.11熱擴(kuò)展測試

6.11.1按照如下步驟進(jìn)行熱失控測試：

a)電池模組進(jìn)行充電至≥90%SOC；

b)將加熱片粘貼到模組中間電芯處的表面，布置電壓采集線和溫感線，并將電池單體放入高溫

防爆箱中，接通加熱片電源進(jìn)行加熱(外接恒壓源，加熱功率選擇為150～200W)；

c)當(dāng)發(fā)生熱失控時停止加熱；

d)監(jiān)測測試過程中模組電芯的溫度、電壓等信息，記錄溫感布置位置，提供過程錄像；

e)加熱過程中及加熱后1h，若發(fā)生起火、爆炸，則終止測試。描述測試過程中的電池模組狀態(tài)。

注：上述測試方式以加熱方式引發(fā)熱失控為例，可根據(jù)過充、過放、加熱的要求選擇引發(fā)熱失控的方式。

6.11.2出現(xiàn)下列情況應(yīng)判定為熱失控：

a)模組中間被加熱電芯產(chǎn)生電壓降到充電截止電壓的1/2以下；

b)監(jiān)測點溫度溫升速率超過1℃/s。

6.12海水浸泡測試

海水浸泡試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

a)將電池模組浸入質(zhì)量百分比3.5%NaC1溶液中2h，水深應(yīng)完全沒過電池模組；

b)描述測試過程中的電池模組狀態(tài)。

6.13溫度循環(huán)測試

電池模組放入溫度箱中，溫度箱溫度按照表1進(jìn)行調(diào)節(jié)，循環(huán)次數(shù)5次；監(jiān)測測試過程中電池模組

的電壓、電流和溫度變化，描述測試過程中的電池單體狀態(tài)。

表1溫度循環(huán)試驗一個循環(huán)的溫度和時間

溫度時間增量累計時間溫度變化率

（℃）（min）（min）（℃/min）

25