UL-2580--电动汽车电池安规标准中文版

电池的安规标准——EV-UL2580引言1.适用范围1.1这些要求包括在电池供电型的汽车中的镍、锂离子电池，还有锂离子聚合物电池，电池模组和电池包被定义在这个标准中。1.2该标准包括了电池，电池模组和电池包的安全的承受模拟恶劣条件的能力。该标准包括了电池，电池模组和电池包依据制造商要求的充放电参数。该标准不包括电池包与车辆内的其他控制系统的互相作用。1.3该标准不包括这些装置的性能或可靠性。2.计量单位2.1要求数值后带括号。数值后的括号内容需要包含解释或近似（解释的）信息。3参考资料和组成部分3.1任何出现在本标准要求的未注明日期的代码和标准，均不得认定为是代码和标准的最新版本。3.2本标准所包括的一个产品的一个组成部分应该符合该组成部分的要求。见附录A标准清单所包含的产品使用的一般组件。4名词解释4.1电池（battery）——或是在一个系列或是在一个并联结构中的一个单体电池组或连接在一起的电池模块的总称。4.2电池包——准备使用在电池动力汽车中的电池，装在一个刚性保护罩中，这里面具有保护装置，冷却系统和检测电路。见图一。4.3电动汽车——使用电池电力作为动力源的在道路行驶的汽车。4.4额定容量(Cn)——指一个充满的电池以一个特定的放电率放电到一个特定的终止放电电压（E0DV）时的安时总数。4.5壳体——直接将电池的电解质、阴极、阳极限制封装的容器。外壳也是为电池模块内部提供了一个保护壳。4.6电芯（cell）——电化学的基本功能单元，包含了电极、电解质、外壳、端子、并且有时候有分隔器。它是一个将化学能转换成电能的来源。4.7电池模块——在具有或者不具有防护设备和检测电路的或是一个系列的或是一个并联结构的一组连接在一起的单体电芯（cell）的总称。一个电池模块是一个电池包的组成部分。见图1。4.8电池块——一个或多个电芯（cell）的并联。4.9恒流充电(CC)——充电电流保持不变，而充电电压可变的一种充电方式。4.10恒压充电（CV）——充电电压保持不变，而充电电流可变的一种充电方式。4.11死区金属件——电池包或系统的导电部分不是为了承载电流的部件。4.12外壳——电池组的刚性防护外壳，能对电池内部提供机械保护。4.13放电终止电压（EODV）——单体电池或电池放电结束时的负载电压。EODV也许会被生厂商特别指定，作为在终止电压放电情况下的典型的锂离子电化学过程。4.14爆炸——当单体电池或电池组的内部发生剧烈反应，外壳被撕裂开或分裂分两块或更多片的一种情况。4.15起火——火焰从单体电池或电池组中冒出的现象。4.16完全充电——一个电池，已经达到由生产厂商规定的完全充电状态（SOC）。4.17完全放电——一个电池，已经放电到由生产厂商规定的放电终止电压（EODVZ）。4.18漏液——当液体电解液从单体电池或电池组的破裂处或裂纹或其他在外壳处的意外的开口处泄露出来并从外部可见的一种情况。4.19生产线制造测试——在生产商的设备上进行测试，以此来对他们生产制造进行测试。依靠这个测试，它或者可以做一个100%的生产测试，或者能对产品做定期或抽样检查。4.20单模块电池——一个电池组的设计包括一个共同的压力容器的建造，一个单一的排气总成和共享的硬件。4.21标准操作范围——一个在范围内的单体电池内部的电压、电流和温度能够使单体电池安全的在它的预期寿命中重复的进行充放电。电池生产商制定了这些值，然后使电池能安全的使用。4.22主动防护部件——需要电能来操作设备提供预防危险的情况，主动控制的一个例子就是电池管理集成电路。4.23被动防护部件——不需要电能来操作设备提供预防危险的情况，被动控制的一个例子就是保险丝熔断。4.24室内环境——温度应该在25±5°C(77±41°F)的范围内。4.25破裂——一个单体电池的机械故障状况或由内部或外部原因诱发的电池组附件问题，导致暴露或溢出，但没有内部物质喷出。4.26测试电流(In)——测试电流定义如下：In(A)=Cn(Ah)/1h这里：Cn是生产厂商给出的单体电池或电池组的额定容量。在Ah里n是Cn所定义的小时时间，并且这里1.0XIn的数值一直是等于Cn的数值。4.27通风——当电池电解液变成蒸汽从设计的排口或气塞中排出的一种情况。解释5.综述5.1非金属材料5.1.1这种材料主要用于电池组外壳或作为危险电压电路的绝缘材料，它应符合适用于电池外壳和绝缘材料的要求——电气设备评估，UL746C。5.1.2作为电池外壳的高分子材料应该符合UL94具有V1的燃烧等级的测试设备和器具的零部件塑料材料易燃性测试标准。例如：根据高分子材料标准，电池包外壳的通过20mm的最终产品的阻燃测试进行选择性评估——使用电气设备评估标准，UL746C。5.1.3所采用的高分子材料应该与应用中期望碰到的温度相适应。电池包外壳应该有一个温度热指数的影响，使之与在应用中遇到的温度变化相适应，但不能低于80°C(176°F),根据确定的高分子材料标准——长期性能评估，UL746B。5.1.4根据高分子材料的标准，最终可使用的电池包外壳暴露在阳光下应符合抗紫外线、水接触和浸泡测试——使用电气设备评估标准，UL746C。5.1.5为了安全起见，垫圈和密封垫应该确定适合它们的接触温度和其他条件。5.2金属部件的耐腐蚀性。5.2.1最终使用的没有额外外壳的金属电池组外壳应该具有抗腐蚀性。（电气设备外壳的标准，环境因素，能在UL50E中找到指南）。5.3电池包外壳5.3.1电池包外壳应该具有一定的强度和刚度要求来抵抗损害，这样可将它的预期用途暴露出来，以此来减少火灾危险和人身伤害，机械测试确定符合该标准。5.3.2提供一个钳子、螺丝刀、钢锯或类似的具有机械优势的工具，应该必须减小他们的机械力量要求来打开外壳。5.3.3电池包外壳上的开口应该设计成防止进水，从而避免其可能导致的危险情况。（即电线或其它部件的损坏，终端短路等）.要符合23章的抗湿测试。电池包外壳上的开口应该设计成防止让危险的部件进入，例如危险的电压电路和活动部件。使用IEC灵敏探头符合如图2所示的信息技术设备安全标准——UL60950-1第一部分的一般要求。5.3.4电池包外壳对电池包在最终使用时提供一种手段来保证其应用。5.4布线和接线端子5.4.1布线应该是绝缘合格的，当要考虑到温度、电压和在设备内部的布线的使用情况。5.4.2续接或连接的布线应该具有机械安全性能并且应该提供连接点和终端自然地电气接触。焊接接头在焊接之前应该做好机械保护。5.4.3未绝缘的裸露部分，包括端子，应该固定在它的一个固定面上而不是靠表面间的摩擦力这样就能防止形变、移位和短路。5.4.4汽车表面的连接端子应该设计成防止偶然短路。当在汽车最终使用时，外表端子应该要注意大意的失位和断路。5.4.5绝缘线穿过的金属孔洞应该具有平滑的导套或者有光滑的平面、无毛边、缝隙和利边等等，这样能承受、防止绝缘皮的磨损。5.5电气电路间距间隔5.5.1电池包内极性相反的电气电路应该具有可靠的空间来防止短路（例如：印制电路板上的电气空间，未绝缘的导线和部件的物理安全等）。当空间不能被可靠的物理分隔所控制时，就应该使用适用于预期的温度和电压的绝缘。5.5.2电路的电气间距应该具有如下表5.1所述的最小爬电距离。5.5.5也看。5.5.3不同电位下的导线导体应该可靠的分开除非他们每个都能具有最高的绝缘能力。5.5.4绝缘导体应该可靠保留，这样它能使在不同电位下的运行电路的不绝缘带电部分不能够接触到。5.5.5如果距离是通过绝缘材料，而绝缘材料完全填充了外壳或部件的部位是没有最小的合适的间距部分的，电压在60VDC或30Vrms以上的是0.4-mm(0.02-in)的最小厚度，并且通过了介质耐压测试，15部分和耐压电阻测试的16部分。电压在60VDC以下的电路对最低绝缘厚度在是没有要求的（一些例子如浇灌、包装和真空注入）。5.6电池包保护电路5.6.1电池包应该设计能保持电芯运行区域内部的电压、电流和温度。5.6.2如果超出正常范围，一旦偏移超出了正常的运行范围就会影响电池包的寿命，此时保护电路应关闭电池包的充放电，并应禁用电池包。通过电池包和电芯数据审查和这个标准的测试才符合规定标准5.6.3充电电路应该具有最低的2个级别要求来对过压和过流的状态进行保护。5.6.4一个系列组的电池包应该具有保护来防止由于一个超过了电池寿命的电芯或电芯块导致的过充或反向充电。5.7整体冷却系统5.7.1依靠整体冷却系统的电池组应该设计成防止冷却系统出错除非是可以通过测试和分析表明该冷却系统发生故障不会导致危险情况。5.7.2如装冷却液等用来装液体的管道、软管和管材应该能抗的住它装得液体的化学降解。5.7.3装着液体的管道、软管和管材应该被安排好线路和保护，这样来防止由于起火、爆炸和电击危险带来的漏液。5.8锂离子电池5.8.1锂离子电池应该遵循二次锂电池的要求——锂电池标准：UL1642.例外：电芯不符合锂离子电池标准，UL1642以下测试要求：挤压、冲击、弹射也许可以被利用如果能够认定他们遵循的情况下当构成电池模块当受到23部分的挤压测试及26部分的起火测试。5.8.2锂离子电池还应该设计成能安全承受为车辆应用进行的预期恶劣的条件。检查确定电池的设计和文档是遵循本标准的测试。5.8.3锂离子的构造应防止内部短路的发生。实现这措施的例子如下项（a）—（c）所示，确定电芯设计和文件的检查的测试符合这个标准。a)使用绝缘层防止相反极性电芯之间、电芯的带电部分之间和不打算通电的导电部分有短路的情况发生。b)使用绝缘材料是规定的原始条件。c）在极性相反的部件之间和不绝缘的不通电导电部分要有适当的内部间距，在预期的使用和恶劣情况下来防止意外短路。5.8.4锂离子电池的构造应该通过以技术例如内部电阻测量或放电曲线和重量测量的使用为特点5.9镍电池5.9.1镍电池应符合家用和商用测试标准的要求，UL2054.例外1：电芯不符合家用和商用测试标准的要求,UL2054如下的测试：挤压、冲击、弹射也许可以被利用如果能够认定他们遵循的情况下当构成电池模块当受到23部分的挤压测试及26部分的起火测试。例外2：镍金属氢化物电芯作为单体电池的一部分来被密封和形成，只需要符合作为电池组或模块的标准需要的测试。5.9.2镍电池也应该设计能安全承受为车辆应用进行的预期恶劣的条件。检查确定电池的设计和文档是遵循本标准的测试。5.9.3镍电池要求遵循家用和商用电池标准，UL2054的要求如5.9.1的概述应该通过以技术例如内部电阻测量或放电曲线和重量测量的使用为特点。5.10生产制造线测试5.10.1电芯的生产应该是能代表本标准测试的合格的结构。生产的周期检查使用内阻测量，或者放电曲线测量，或相似的检验方法，应该以这个标准的电芯生产来评估确定它是具有代表性的。5.10.2电池模块和电池组应该接受到100%的生产筛选来确定任何的主动控制被利用来维持电芯内部的运行的参数是起作用的。5.10.3在第15部分所描述的电路超过60VDC或30Vdrm的电池包应该100%进行第15部分的介质耐压试验。例外：产品绝缘测试的时间能减少一秒当1200Vac的测试电压加上2.4倍的电池额定电压或者如果使用直流电压的话就增加1.414倍的测试电压。性能6.1除非另有说明，电池应该按照制造商的技术要求进行完全充电，按照这个标准进行测试。在充电之后和测试前，电池应该在室内环境中静置16-24小时的时间。6.2新鲜样品（指的是没有超过三个月的）代表产品来进行第7到27部分所描述的测试。按照测试设备的不同，在每个测试中用到的测试项目和样本的数量要显示在表6.1或6.2中。6.3对于电芯模块测试，测试应该是在安装在电池包中的最大电池模块配置中进行除非被指出用其他个别的测试方法。除非在实验方法中特别注明，电池包应该在冷却系统中测试。6.4所有的测试，除非特别注明，应该在室温25±5°C(77±4°F)的房间中进行。6.5热电偶使用于电池盒，当测试电池包的时候，是在电池包中间部