DB44DB44/T1480—2014電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)方法2014-12-02發(fā)布2015-03-02實(shí)施廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布 I 12規(guī)范性引用文件 1 1 3 4 77故障的分析處理及統(tǒng)計(jì) 88試驗(yàn)結(jié)果的判定 8 810試驗(yàn)的記錄和試驗(yàn)報(bào)告 9 11 14 19 20 211本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)要求、試驗(yàn)實(shí)施、故障分析、試驗(yàn)結(jié)果下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T2423.56-2006電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fh：寬帶隨機(jī)振動(dòng)（數(shù)字GB/T5080.1-2012可靠性試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)條GB/T5080.7-1986設(shè)備可靠性試驗(yàn)恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無(wú)故障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)GB/T5081電子產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)工作可靠性、有效性和維修ISO12405-2電動(dòng)道路車輛鋰離子牽引電池組和系統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)范第2部分高能量型packsandsystems-Part2:High-energyappIEC62660-1-2010電動(dòng)道路車輛用二次鋰離子電池第1部分性能測(cè)試（Secondary能量存儲(chǔ)裝置，包括電池單體或電池模塊的集成、電池管理系統(tǒng)、高壓電路、低壓電路、冷卻裝環(huán)境應(yīng)力environmentals2平均故障間隔工作時(shí)間meanoperatingtimebetw凡是在同一部位或在不同部位但用途相同的同一種零件（元件）；相同種類和相同制造商的零件3注：改寫(xiě)GB/T2900.13—20T——累計(jì)相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間（單位：ht——規(guī)定的每套樣品試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間（單位：ha)實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)是在規(guī)定的受控制的工作環(huán)境條件下進(jìn)行的可靠性試驗(yàn)，其工作環(huán)境可以b)現(xiàn)場(chǎng)可靠性試驗(yàn)是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的可靠性驗(yàn)證或測(cè)定試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境、維修及測(cè)量條件a)可靠性工程試驗(yàn)由環(huán)境應(yīng)力篩選和可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)組成，在于暴露故障并加以排除，通常在b)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)有可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)和可靠性測(cè)定試驗(yàn)，在于驗(yàn)證產(chǎn)品是否符合規(guī)定要求和測(cè)4試驗(yàn)樣品為生產(chǎn)合格的產(chǎn)品，且應(yīng)通過(guò)由制造商和采購(gòu)商協(xié)商一致的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)和安全性試試驗(yàn)樣品數(shù)量一般至少2臺(tái)，但若生產(chǎn)量不足3臺(tái)時(shí)，允許可靠性試驗(yàn)所選用的環(huán)境應(yīng)力及其隨時(shí)間變化的情況應(yīng)能反映現(xiàn)場(chǎng)使用和任務(wù)環(huán)境特征，若無(wú)其）；試驗(yàn)循環(huán)期間對(duì)濕度一般不加控制，只在需要時(shí)（如現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)冷凝、結(jié)霜或結(jié)冰等情況），才在振動(dòng)應(yīng)力量值和剖面應(yīng)按產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)使用類別、產(chǎn)品的安裝位置和預(yù)期使用情況確定。在確定實(shí)振動(dòng)應(yīng)力的施加盡量使用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可根據(jù)試驗(yàn)樣品具體安裝位置選取，具體試驗(yàn)剖面及量級(jí)的2/Hz)2)2/Hz2/Hz)2)2/Hz2/Hz)2)2/Hz2/Hz)2)2/Hz5555---------------5_PSD_horizontal_transverse_Yprguoompatnart_b圖1振動(dòng)應(yīng)力參考剖面BMS工作狀態(tài)的電應(yīng)力應(yīng)按以下要求變化，在每個(gè)試驗(yàn)循環(huán)中，50%的時(shí)間輸入電壓為設(shè)計(jì)的標(biāo)稱電壓；25%的時(shí)間輸入電壓為設(shè)計(jì)的標(biāo)稱電壓的上限，其余25%的時(shí)間輸入電壓為設(shè)計(jì)的標(biāo)稱電壓的下限，若無(wú)其他規(guī)定，則輸入電壓的變動(dòng)范圍應(yīng)為標(biāo)稱電壓的±10%。電池工況的選擇需綜合考慮試驗(yàn)樣品類型及安裝環(huán)境等要素，如無(wú)特殊規(guī)定，可參考IEC62660-1-2010中7.7循環(huán)壽命試驗(yàn)的工況進(jìn)行(見(jiàn)附錄B)。5.3試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量?jī)x器試驗(yàn)設(shè)備能提供滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)條件。其控制要求應(yīng)符合以下規(guī)定：a)溫度：±2℃;b)相對(duì)濕度：±5%;c)振動(dòng)：符合GB/T2423.56-2006的要求。測(cè)量?jī)x器精度要求如下：a)溫度測(cè)量?jī)x器精度±1℃;b)電氣測(cè)量?jī)x器精度應(yīng)不低于0.5級(jí)。5.4試驗(yàn)方案本標(biāo)準(zhǔn)假定試驗(yàn)樣品的故障分布符合指數(shù)分布規(guī)律。試驗(yàn)方案有兩種類型：定時(shí)(定數(shù))截尾試驗(yàn)方案和序貫試驗(yàn)方案。5.4.2定時(shí)(定數(shù))截尾試驗(yàn)方案在試驗(yàn)期間，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行連續(xù)地或短間隔監(jiān)測(cè)，累計(jì)相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到或超過(guò)規(guī)定的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間(接收)或發(fā)生了預(yù)定的相關(guān)失效數(shù)(拒收)。6截尾時(shí)間(θ0）的倍αβ165232332476532在試驗(yàn)期間，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行連續(xù)地或短間隔地監(jiān)測(cè)并將累計(jì)的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間和相關(guān)故障數(shù)與確αβ12345678a)當(dāng)要求通過(guò)試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品的平均故障間隔工作時(shí)間的真值作出估計(jì)時(shí)，推薦選用定時(shí)（定數(shù)）b)當(dāng)僅需要以預(yù)定的判別風(fēng)險(xiǎn)率(α、β)和鑒別比（Dm）對(duì)產(chǎn)品作出接收或拒絕的判決，并如果選擇定時(shí)（定數(shù)）截尾試驗(yàn)時(shí)，需對(duì)累計(jì)相T=DDmθ1……7實(shí)際單套試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間在保證試驗(yàn)總時(shí)間的前提下，可以作一定的調(diào)整，但應(yīng)保證單套最短累計(jì)a)采用定時(shí)（定數(shù)）截尾試驗(yàn)方案時(shí)，試驗(yàn)進(jìn)行到規(guī)定的截尾試驗(yàn)時(shí)間或截尾相關(guān)故障數(shù)時(shí)，b)采用序貫試驗(yàn)方案時(shí)，如果在最大累計(jì)相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)可以做出判決，試驗(yàn)終止；或試驗(yàn)進(jìn)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)為不可間斷試驗(yàn)。若因設(shè)備故障，樣機(jī)故障修復(fù)或其他不可抗因素導(dǎo)致試驗(yàn)中a)發(fā)生故障的試驗(yàn)程序應(yīng)重新設(shè)置后開(kāi)始試驗(yàn)，進(jìn)行時(shí)間累計(jì)，或從故障發(fā)生前的試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)1238試驗(yàn)開(kāi)始后，可以按照供應(yīng)商提供的樣品說(shuō)明書(shū)提示對(duì)受試樣機(jī)維護(hù)，正常維護(hù)不視作維修，不試驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行原因分析、排除，故障的處理結(jié)果按照10.1a)試驗(yàn)中樣品出現(xiàn)的故障，如果不能證明是由于測(cè)量錯(cuò)誤或外部測(cè)試設(shè)備故障導(dǎo)致的，每針對(duì)c)維修、更換零部件后，若在后續(xù)的試驗(yàn)中仍不能消除原來(lái)的故障現(xiàn)象，又不能證實(shí)故障由維當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行至試驗(yàn)方案規(guī)定的總試驗(yàn)時(shí)間（多臺(tái)產(chǎn)品以累計(jì)的臺(tái)時(shí)數(shù)計(jì)）時(shí)，故障數(shù)小于或等于試驗(yàn)方案中規(guī)定的接收判決數(shù)，則作出接收判決；總試驗(yàn)時(shí)間未達(dá)到試驗(yàn)方案的規(guī)定，但故障數(shù)已大試驗(yàn)樣品出現(xiàn)開(kāi)裂、漏液、起火、爆炸等致命故障或電池溫度極高、總電壓極低等情況時(shí)試驗(yàn)終對(duì)必須在現(xiàn)場(chǎng)工作和環(huán)境條件下進(jìn)行的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)，可采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。9現(xiàn)場(chǎng)可靠性試驗(yàn)方案應(yīng)合理地規(guī)定所有工作路況和環(huán)境因素嚴(yán)酷度。當(dāng)試驗(yàn)方案有多個(gè)路況可供數(shù)據(jù)的收集應(yīng)使用專用現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告格式詳細(xì)記錄所要求的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的收集應(yīng)符合GB5081的有關(guān)規(guī)在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)收集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)加以分析，以保證其真實(shí)性和完整性，并對(duì)報(bào)告中的故障進(jìn)行再判觀察的年、月、日和時(shí)間，樣品的環(huán)境條件和工作條件，有關(guān)功能參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果和功能狀態(tài)的b)維修說(shuō)明，包括：采取的措施，維修過(guò)程中樣品的工作時(shí)間，維修日期、時(shí)間及維修持續(xù)時(shí)c)被更換的零部件說(shuō)明，包括：名稱、型號(hào)，所在位置，供貨單位，故障的主要特征和確定故a)故障零部件分析與樣品的設(shè)計(jì)分析，包括：目視和初始測(cè)量情況，故障分析說(shuō)明，產(chǎn)品的設(shè)綜合環(huán)境條件A.2.1壽命剖面壽命剖面是對(duì)產(chǎn)品在從其接收到其壽命終結(jié)或退出使用這段時(shí)間內(nèi)所要經(jīng)歷的各種事件和狀態(tài)（包括環(huán)境條件、工作方式及其延續(xù)情況）的一種時(shí)序描述。它涉及壽命期內(nèi)的每個(gè)重要事件，例如運(yùn)輸、貯存、試驗(yàn)和檢驗(yàn)、備用、運(yùn)行使用以及其他可能事件。壽命剖面是確定產(chǎn)品將會(huì)遇到的環(huán)境任務(wù)剖面是對(duì)產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)這段時(shí)間內(nèi)所要經(jīng)歷的全部重要事件和狀態(tài)的一種時(shí)序描述。它僅是壽命剖面的一部分。任務(wù)剖面可以有一個(gè)，也可以有多個(gè)，任務(wù)剖面是決定產(chǎn)品在使用中將會(huì)環(huán)境剖面是產(chǎn)品在貯存、運(yùn)輸、使用中將會(huì)遇到的各種主要環(huán)境參數(shù)和時(shí)間的關(guān)系圖，它主要根試驗(yàn)剖面是直接供試驗(yàn)用的環(huán)境參數(shù)與時(shí)間的關(guān)系圖，是按照一定的規(guī)則對(duì)環(huán)境剖面進(jìn)行處理后得到的。試驗(yàn)剖面還考慮了任務(wù)剖面以外的環(huán)境條件，例如汽車啟動(dòng)前外部的溫度條件。對(duì)設(shè)計(jì)用于執(zhí)行一種任務(wù)的產(chǎn)品，試驗(yàn)剖面與環(huán)境剖面和任務(wù)剖面之間呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)設(shè)計(jì)用于執(zhí)行多項(xiàng)任若訂購(gòu)方無(wú)其他規(guī)定，則可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)應(yīng)在電壓輸入、溫度、振動(dòng)、濕度和其他有關(guān)試驗(yàn)條件也可使用估計(jì)應(yīng)力。在得不到上述應(yīng)力的情況下，可參考使用本附錄提供的應(yīng)力，或按本附錄中的方法確定的應(yīng)力。試驗(yàn)剖面如圖A.1、圖A.2所示，輸入電壓(V)上限①電應(yīng)力電應(yīng)力接通接通③相對(duì)濕度(%)振動(dòng)振動(dòng)溫度(℃)7065605550403530252015100-15圖A.1可靠性試驗(yàn)剖面(冷循環(huán))6加電時(shí)，按上述變化規(guī)律，每30min進(jìn)行一次電應(yīng)力調(diào)整一5(規(guī)范性附錄)電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池工況循環(huán)應(yīng)力條件B.1純電動(dòng)車用蓄電池該循環(huán)測(cè)試由兩部分組成，充電部分按產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行，放電部分按圖B.1、B.2和表B.1、B.2所示的“主放電工況”進(jìn)行。圖B.1純電動(dòng)車用蓄電池主放電工況ATime(s)圖B.2純電動(dòng)車用蓄電池主放電工況B表B.1純電動(dòng)車用蓄電池主放電工況試驗(yàn)步驟A時(shí)間功率比%1-23485一%67889-8_12.5-888-%1-23485-67889-8_12.5-888-1室溫下，按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的充電方法進(jìn)行充電，若產(chǎn)品規(guī)范沒(méi)有規(guī)定充電方法，則以1I1（A）電流橫流恒流充電至蓄電池單體電壓達(dá)到產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電終止電流降至一定電流2345測(cè)試樣品按步驟1方法充電6重復(fù)步驟2~5共X小時(shí)(X約為20h且為如圖8所示大循環(huán)的整數(shù)倍)78合格判據(jù)：放電容量應(yīng)不低于初始容量的90注：如果步驟8中測(cè)試的放電容量低于初始容量的90%,允許維護(hù)一次(不更換電池),然后再滿足條件，則提前終止試驗(yàn)。該循環(huán)測(cè)試由兩部分組成，一個(gè)是“主放電工況”,其放電量略多于充電量，如圖B.3和表B.4所另一個(gè)是“主充電工況”,其充電量略多于放電量，如圖B.4和表B.5所示。整個(gè)測(cè)試步驟如表B.6時(shí)間電流I充/放電1523540-55充電6充電7充電80-9550-5充電7充電充電0一時(shí)間電流I:充/放電15充電2充電3充電40-5567580-95充電7充電充電0-550一1234567合格判據(jù)：放電容量應(yīng)不低于初始容量的90%,5s放電功率不低于初始功率的85%。注：如果步驟7中測(cè)試的放電容量低于初始容量的90%,或放電功率低于初始功率的85%,允許池),然后再重復(fù)7,如仍不滿足條件，則終止試驗(yàn)。鑒于電動(dòng)汽車用電池系統(tǒng)的復(fù)雜性，故障情況對(duì)系統(tǒng)完成其規(guī)定功能的影響不同，因此可以按對(duì)123456789(規(guī)范性附錄)D.1