ICS29.220.99

CCSK82T/CQAE

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CQAE××××－××××

電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電池鐵路運(yùn)輸測(cè)試

規(guī)范

Testspecificationforrailwaytransportofelectricvehiclestractionlithiumion

battery

（報(bào)批稿）

××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施

中國(guó)電子質(zhì)量管理協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CQAE×××××—××××

目次

前言..................................................................................II

1范圍.................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.......................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義...........................................................................1

4一般要求.............................................................................2

5熱穩(wěn)定性試驗(yàn).........................................................................3

6振動(dòng)、沖擊試驗(yàn).......................................................................4

參考文獻(xiàn)...............................................................................7

I

T/CQAE×××××—××××

電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電池鐵路運(yùn)輸測(cè)試規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電池進(jìn)行鐵路運(yùn)輸前需進(jìn)行的測(cè)試，包括UN38.3，鐵路運(yùn)輸

安全性試驗(yàn)（熱穩(wěn)定性試驗(yàn)，振動(dòng)、沖擊試驗(yàn)）。

本文件適用于鐵路運(yùn)輸?shù)男轮圃斓碾妱?dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電芯和電池組。

本文件不適用于軟包裝鋰離子電芯和TB/T30006特殊規(guī)定72中不應(yīng)運(yùn)輸?shù)匿囯姵亍?/p>

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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/T4857.3包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)第3部分：靜載荷堆碼試驗(yàn)方法

GB/T4857.7包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)第7部分：正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)方法

GB/T4857.10包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)第10部分：正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)方法

GB/T4857.11包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)第11部分：水平?jīng)_擊試驗(yàn)方法

GB/T4857.17包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)第17部分：編制性能試驗(yàn)大綱的通用規(guī)則

GB/T4857.23包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)第23部分：垂直隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)方法

GB38031電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求

聯(lián)合國(guó)《試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

電芯cell

將化學(xué)能與電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的基本單元裝置。

注：通常包括電極、隔膜、電解質(zhì)、外殼和端子，并被設(shè)計(jì)成可充電。

3.2

電池組battery

用電路連接的兩個(gè)或多個(gè)電芯，裝有使用所需的裝置，例如：外殼、終端（極）保護(hù)裝置。電池組

包括電池模塊、電池包等多種形式。

注：電芯和電池組統(tǒng)稱為電池。

3.3

1

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電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電池electricvehiclestractionlithiumionbattery

為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的鋰離子電芯或電池組。

3.4

運(yùn)輸包裝件transportpackage

以運(yùn)輸貯存為主要目的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)包裝形成的總體。

3.5

荷電狀態(tài)stateofcharge；SOC

按照制造商規(guī)定的放電條件可以釋放的容量占實(shí)際容量的百分比。

3.6

起火fire

電池任何部位發(fā)生持續(xù)燃燒（火焰持續(xù)時(shí)間大于1s）?；鸹袄〔粚儆谌紵?/p>

注：火焰持續(xù)時(shí)間大于1s是指單次火焰持續(xù)時(shí)間，而非多次火焰的累計(jì)時(shí)間。

3.7

爆炸explosion

電芯或電池組的外殼劇烈破裂并且主要成分拋射出來(lái)。

3.8

泄漏leakage

有可見物質(zhì)從電池中漏出至試驗(yàn)對(duì)象外部的現(xiàn)象。

3.9

破裂rapture

指內(nèi)部或外部原因引起的電芯或電池組外殼的機(jī)械損壞，造成內(nèi)裝物暴露或溢出，但無(wú)固體噴射。

3.10

排氣venting

按設(shè)計(jì)方式釋放電芯或電池組內(nèi)部過(guò)高的壓力，防止其破裂。

3.11

熱失控thermalrunaway

電芯放熱連鎖反應(yīng)引起電池溫度不可控上升的現(xiàn)象。

4一般要求

電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電芯或電池組應(yīng)通過(guò)聯(lián)合國(guó)《試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》第Ⅲ部分第38.3節(jié)各項(xiàng)試驗(yàn)

要求。

電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電芯或電池組應(yīng)按照第5章進(jìn)行熱穩(wěn)定性試驗(yàn)，鋰電池應(yīng)不起火、不爆炸。

若電池在高荷電狀態(tài)下通過(guò)熱穩(wěn)定性試驗(yàn)，可不進(jìn)行低荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性試驗(yàn)。

2

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電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電芯或電池組包裝件應(yīng)按照第6章進(jìn)行振動(dòng)、沖擊試驗(yàn)，鋰電池應(yīng)未發(fā)生滲

露、排氣、破裂和起火現(xiàn)象。

5熱穩(wěn)定性試驗(yàn)

5.1試驗(yàn)對(duì)象

試驗(yàn)對(duì)象為動(dòng)力鋰離子電芯或電池組，按照制造商規(guī)定充電/放電方法將鋰電池的SOC調(diào)整至不低

于40％。

5.2試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)環(huán)境溫度為0℃以上，相對(duì)濕度為15%～90%，大氣壓力為86kPa～106kPa。

5.3試驗(yàn)方法

可選擇5.4規(guī)定的外部加熱方法作為熱穩(wěn)定性試驗(yàn)的觸發(fā)方法，也可參考GB38031-2020附錄C

5.3中規(guī)定的其他方法來(lái)觸發(fā)熱失控。

5.4外部加熱試驗(yàn)步驟

5.4.1確定加熱對(duì)象。對(duì)于動(dòng)力鋰離子電芯，加熱對(duì)象為該電芯；對(duì)于鋰離子電池組，選擇電池組內(nèi)

靠近中心位置的電芯，或者被其他電芯包圍的電芯作為加熱對(duì)象。

5.4.2確定加熱裝置。使用平面狀或者棒狀加熱裝置，并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層，加熱

裝置的功率要求見表1。

表1加熱裝置功率選擇

試驗(yàn)對(duì)象電能加熱裝置功率

EWhW

E<10030～300

100≤E<400300～1000

400≤E<800300～2000

E≥800>600

5.4.3裝配加熱對(duì)象與加熱裝置。加熱裝置與加熱對(duì)象應(yīng)直接接觸，加熱裝置的尺寸規(guī)格應(yīng)不大于加

熱對(duì)象的被加熱面；安裝溫度監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度傳感器布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè)，即安裝在加熱裝置

的對(duì)側(cè)（如圖1）。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應(yīng)小于1s，準(zhǔn)確度要求為±2℃，溫度傳感器尖端的直徑應(yīng)小

于1mm。

a）硬殼電池b）圓柱形電池-Ic）圓柱形電池-II

說(shuō)明：

——加熱裝置

3

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——加熱裝置（電阻絲）

——溫度監(jiān)測(cè)裝置

圖1加熱觸發(fā)時(shí)溫度傳感器的布置位置示意圖

5.4.4啟動(dòng)加熱裝置，并以其最大功率對(duì)加熱對(duì)象進(jìn)行持續(xù)加熱，當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)電芯發(fā)生熱失控或者監(jiān)測(cè)

點(diǎn)溫度達(dá)到300℃時(shí)，停止觸發(fā)，關(guān)閉加熱裝置。

5.4.5熱失控事件的判定條件如下：

a）試驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生電壓降，且下降值超過(guò)初始電壓的25%；

b）監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到電池廠商規(guī)定的最高工作溫度；

c）監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續(xù)3s以上。

當(dāng)a）和c）或者b）和c）發(fā)生時(shí)，判定發(fā)生熱失控。如果采用5.3規(guī)定的一種方法作為觸發(fā)方法，

且觸發(fā)對(duì)象未發(fā)生熱失控，為了確保充分評(píng)估電池?zé)岱€(wěn)定性，需證明采用5.4外部加熱方法及GB38031

中的推薦方法均不會(huì)發(fā)生熱失控。

5.5判定方法

滿足以下條件之一，判定為通過(guò)熱穩(wěn)定性試驗(yàn)：

a)鋰電池采用5.4外部加熱方法和GB38031中的推薦方法均不會(huì)發(fā)生熱失控，且試驗(yàn)結(jié)束2h內(nèi)或

監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度降低至45℃前，鋰電池未出現(xiàn)起火、爆炸現(xiàn)象；

b)鋰電池發(fā)生熱失控，但試驗(yàn)過(guò)程中以及試驗(yàn)結(jié)束2h內(nèi)或監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度降低至45℃前，鋰電池未出

現(xiàn)起火、爆炸現(xiàn)象。

6振動(dòng)、沖擊試驗(yàn)

6.1試驗(yàn)對(duì)象

試驗(yàn)對(duì)象為電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電池組或電芯包裝件。一般使用正常運(yùn)輸包裝件作為試驗(yàn)樣品。

按照制造商規(guī)定充電/放電方法將電池的SOC調(diào)整至不低于40%。

6.2試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)環(huán)境溫度為20℃±5℃，大氣壓力為86kPa～106kPa。

6.3樣品數(shù)量及試驗(yàn)順序

試驗(yàn)順序?yàn)橐来芜M(jìn)行垂直隨機(jī)振動(dòng)、正弦變頻振動(dòng)、正弦定頻振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)。振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)樣

品數(shù)量為1個(gè)包裝件。

注：若包裝件在實(shí)際運(yùn)輸時(shí)發(fā)生多個(gè)樣品堆疊，振動(dòng)和沖擊的試驗(yàn)樣品數(shù)量可按照實(shí)際堆疊數(shù)量適當(dāng)選擇。

6.4試驗(yàn)項(xiàng)目

6.4.1垂直隨機(jī)振動(dòng)

將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的狀態(tài)放置在振動(dòng)臺(tái)上，試驗(yàn)樣品重心點(diǎn)的垂直位置應(yīng)盡可能地接近振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面

的幾何中心。必要時(shí)可在試驗(yàn)樣品上添加載荷，其加載程序參考GB/T4857.3的規(guī)定。

如需測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)的加速度時(shí)，宜將加速度傳感器盡可能安裝到靠近試驗(yàn)樣品的振動(dòng)臺(tái)面上。當(dāng)存

在水平振動(dòng)分量時(shí)，由此分量引起的加速度峰值應(yīng)不大于垂直分量的20%。

試驗(yàn)開始前，確定緊固部件牢固可靠，試驗(yàn)開始后，定期檢查緊固部件是否牢固可靠。在試驗(yàn)過(guò)程

中試驗(yàn)樣品可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械響應(yīng)，因此圍框、其他裝置等要有足夠的強(qiáng)度和安全性。

4

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試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間和功率譜密度曲線可選擇GB/T4857.23附錄D.2京滬鐵路運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)功率譜密度

曲線及數(shù)據(jù)；試驗(yàn)單位也可選擇已掌握的鐵路譜。按照GBT4857.17相關(guān)規(guī)定，試驗(yàn)頻率范圍為3Hz~200

Hz，試驗(yàn)時(shí)間選擇120min。

加速度均方根值應(yīng)不超過(guò)規(guī)定值的15%。試驗(yàn)控制信號(hào)的功率譜密度的偏差應(yīng)不超過(guò)全部試驗(yàn)頻

率范圍±3dB。

GB/T4857.23—2021附錄D.2的京滬鐵路功率譜密度（PSD）數(shù)據(jù)表見表2。

表2京滬鐵路運(yùn)輸PSD數(shù)據(jù)表

頻率功率譜密度

Hzg2/Hz

10.000003

20.0003

50.0002

80.0001

100.0003

120.000065

150.00006

200.00002

250.00006

300.00003

450.00012

600.00004

900.000025

2000.000001

加速度均方根（grms）0.08

正弦變頻振動(dòng)

將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的狀態(tài)放置在振動(dòng)臺(tái)上，試驗(yàn)樣品重心點(diǎn)的垂直位置應(yīng)盡可能地接近振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面

的幾何中心。如果試驗(yàn)樣品不固定在臺(tái)面上，可以使用圍欄。必要時(shí)可在試驗(yàn)樣品上添加負(fù)載，其

加載程序應(yīng)符合GB/T4857.3的規(guī)定。可選取下列方法之一進(jìn)行試驗(yàn)：

a）方法A

使振動(dòng)臺(tái)以選定的加速度作垂直正弦振動(dòng)，頻率以每分鐘二分之一倍頻程的掃頻速率，在3Hz和

100Hz頻率之間進(jìn)行掃頻試驗(yàn)，重復(fù)掃描次數(shù)參見GB/T4857.10-2005附錄A。

使用加速度計(jì)測(cè)量時(shí)，要將加速度計(jì)盡可能緊貼到靠近試驗(yàn)樣品的振動(dòng)臺(tái)面上，但要有防護(hù)措施以

防止加速度計(jì)與試驗(yàn)樣品相接觸。

當(dāng)存在水平振動(dòng)分量時(shí)，由此分量引起的加速度峰值不應(yīng)大于垂直分量的20%。

b）方法B

按方法A的程序進(jìn)行試驗(yàn)，在一個(gè)或多個(gè)完整的掃描周期內(nèi)，采用一個(gè)合適的低加速度值（典型

的在0.2g～0.5g范圍內(nèi)），做共振掃頻，并記錄在試驗(yàn)樣品及振動(dòng)臺(tái)上的加速度值。

在主共振頻率的±10%范圍內(nèi)進(jìn)行共振試驗(yàn)。也可在第二和第三共振頻率的±10%范圍內(nèi)進(jìn)行試

驗(yàn)，振動(dòng)持續(xù)時(shí)間參見GB/T4857.10—2005附錄A。

GB/T4857.10—2005附錄A中有關(guān)振動(dòng)時(shí)間的確定如下：

振動(dòng)持續(xù)時(shí)間一般由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)運(yùn)輸環(huán)境條件的具體情況規(guī)定。若未規(guī)定時(shí)，推薦：

5

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——掃頻試驗(yàn)：3Hz～100Hz～3Hz，重復(fù)兩次。

——共振試驗(yàn)：在共振頻率上停留15min。

正弦定頻振動(dòng)

將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的狀態(tài)放置在振動(dòng)臺(tái)上，試驗(yàn)樣品重心點(diǎn)的垂直位置應(yīng)盡可能地接近振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面

的幾何中心。如果試驗(yàn)樣品不固定在臺(tái)面上，可以使用圍欄。必要時(shí)可在試驗(yàn)樣品上添加負(fù)載，其

加載程序應(yīng)符合GB/T4857.3的規(guī)定。可選取下列方法之一進(jìn)行試驗(yàn)：

a）方法A

操作振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生可選范圍在0.5g和1.0g之間的加速度，并且使試驗(yàn)樣品不與臺(tái)面分離。

根據(jù)GB/T4857.7—2005附錄A的圖A.1，選擇一定（正負(fù)）峰值之間的位移，在相應(yīng)的頻率范圍

內(nèi)確定試驗(yàn)頻率，產(chǎn)生在0.5g和1.0g之間的加速度值，進(jìn)行試驗(yàn)。

b）方法B

操作振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生可選范圍的加速度，該加速度可以使試驗(yàn)樣品從臺(tái)面分離從而引起相對(duì)沖擊。

選擇預(yù)定的振幅，開始使試驗(yàn)樣品在2Hz的頻率下振動(dòng)，并逐漸地提高頻率，直到試驗(yàn)樣品即將

與振動(dòng)臺(tái)分離的狀態(tài)為止。

注：在試驗(yàn)期間，沿試驗(yàn)樣品的頂部移動(dòng)-1.5mm到3.0mm時(shí)，最小寬度為50mm的標(biāo)準(zhǔn)量具，在至少三分之一試

驗(yàn)樣品底面積的部分，該標(biāo)準(zhǔn)量具可以被插入，即被認(rèn)為試驗(yàn)樣品與振動(dòng)臺(tái)分離的狀態(tài)。

6.4.2沖擊

將樣品按預(yù)定狀態(tài)放置在水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)或斜面沖擊試驗(yàn)機(jī)的臺(tái)車上，參照GB