ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДОРОЖНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

Требования к испытаниям для литий-ионных тяговых батарей и систем

Часть 4

Испытания для оценки рабочих характеристик

(ISO 12405-4:2018, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартмнформ

2019

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока «РУСБАТ» (Ассоциация «РУСБАТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 «Аккумуляторы и батареи»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 марта 2019 г. № 81-ст

4    Настоящий стандарт идентичен межцународному стандарту ИСО 12405-4:2018 «Электрические дорожные транспортные средства. Требования к испытаниям для литий-ионных тяговых батарей и систем. Часть 4. Испытания для оценки рабочих характеристик» (ISO 12405-4:2018 «Electrically propelled road vehicles — Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems — Part 4: Performance testing», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6    Некоторые положения настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав. Международная электротехническая комиссия (IEC) не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© ISO. 2018 — Все права сохраняются ©Стандартинформ. оформление. 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

6 Общие испытания

6.1    Циклы предварительной подготовки

6.1.1    Цель

ОИ должен перед началом серии испытаний пройти предварительную подготовку путем проведения определенных циклов за ряда-разряда, чтобы гарантировать соответствующую стабилизацию параметров батарейных блоков и систем.

Данное испытание применяется к батарейным блокам и системам.

6.1.2    Методы испытаний

6.1.2.1    Высокомощные батарейный блок и система

Для высокомощных батарейных блоков и систем метод должен быть следующий:

-    испытание проводят при КТ;

-    разряды должны выполняться токами 2С или другим значением тока, если это предложено поставщиком и/или использовано им в испытаниях перед поставкой. Заряд производится в соответствии с рекомендациями поставщика;

-    должны быть проведены пять последовательных циклов предварительной подготовки. Меньшее количество циклов может быть согласовано между потребителем и поставщиком;

-    напряжение батарейного блока или системы в конце разряда не должно опускаться ниже минимального напряжения, рекомендованного поставщиком;

-    батарейный блок или система считаются предварительно подготовленными, если разрядная емкость в течение двух последовательных разрядов не изменяется более чем на 3 % от величины нормированной емкости (30-минутный разряд или другой режим разряда, принятый в ходе испытания в соответствии с указаниями поставщика). Если режим разряда совпадает с режимом, используемым поставщиком для того же батарейного блока или системы во время заводских испытаний, то данные второго цикла могут быть непосредственно сопоставлены сданными поставщика;

-    если требования предварительной подготовки не могут быть выполнены, потребитель и поставщик должны согласовать дальнейшие действия.

Примечание — Режим разряда током 2 С используется для того, чтобы сократить время предварительной подготовки

6.1.2.2    Высокоэнергоемкие батарейный блок и система

Для высокоэнергоемких батарейных блоков и систем метод должен быть следующий:

-    испытание проводят при КТ;

-    разряды должны выполняться токами С/3 или другим значением тока, если это предложено поставщиком и/или использовано им в испытаниях перед поставкой. Заряд производится в соответствии с рекомендациями поставщика;

-    должны быть проведены три последовательных цикла предварительной подготовки. По согласованию между потребителем и поставщиком может быть проведено два цикла;

-    напряжение батарейного блока или системы в конце разряда не должно опускаться ниже минимального напряжения, рекомендованного поставщиком (минимальное напряжение — самое низкое напряжение при разряде, не вызывающее необратимого повреждения);

-    батарейный блок или система считаются предварительно подготовленными, если разрядная емкость в течение двух последовательных разрядов не изменяется более чем на 3 % от величины нормированной емкости. Если режим разряда совпадает с режимом, используемым поставщиком в том же батарейном блоке или системе во время заводских испытаний, то данные второго цикла могут быть непосредственно сопоставлены сданными поставщика;

-    если требования предварительной подготовки не могут быть выполнены, потребитель и поставщик должны согласовать дальнейшие действия,

6.2    Стандартный цикл (ЦС)

6.2.1 Цель

Цель стандартного цикла (ЦС) — обеспечить одинаковые начальные условия для каждого испытания батарейного блока или системы. ЦС. описанный ниже, должен проводиться перед каждым испытанием.

Данные испытания применяются к батарейным блокам и системам.

6.2.2    Метод испытаний

6.2.2.1    Общие положения

ЦС проводят при КТ. ЦС должен включать стандартный разряд (РРС) (см. 6.2.2.2). за которым следует стандартный заряд (ЗРС) (см. 6.2.2.3).

Если по какой-либо причине промежуток времени между окончанием ЦС и началом нового испытания превышает 3 ч. то ЦС следует повторить.

6.2.2    2 Стандартный разряд (РРС)

6.2.2.2.1    Высокомощные батарейный блок и система

Режим разряда: 1C или другой требуемый режим согласно спецификациям, предоставленным поставщиком.

Ограничение по разряду, согласно спецификациям, предоставленным поставщиком.

Период выдержки после разряда для достижения стабильного состояния: 30 мин или время достижения теплового равновесия ОИ при КТ.

6.2.2.2    2 Высокоэнергоемкие батарейный блок и система

Режим разряда: С/3 или другой требуемый режим согласно спецификациям, предоставленным поставщиком.

Ограничение по разряду: согласно спецификациям, предоставленным поставщиком.

Период выдержки после разряда для достижения стабильного состояния: 30 мин или время достижения теплового равновесия ОИ при КТ.

6.2.2.3    Стандартный заряд (ЗРС)

6.2.2.3.1    Высокомощные батарейный блок и система

Метод заряда и критерий окончания заряда: согласно спецификациям, предоставленным поставщиком. Спецификации должны охватывать критерии окончания заряда и предельную продолжительность процесса заряда.

Период выдержки после заряда: 30 мин.

6.2.2.3.2    Высокоэнергоемкие батарейный блок и система

Метод заряда и критерий окончания заряда: согласно спецификациям, предоставленным поставщиком. Спецификации должны охватывать критерии окончания заряда и предельную продолжительность процесса заряда В любом случае процесс заряда должен быть завершен в течение 8 ч.

Период выдержки после заряда: 60 мин.

7 Испытания по определению рабочих характеристик

7.1    Энергия и емкость при КТ

7.1.1    Цель

Это испытание проводят для измерения емкости ОИ. А ч. при разряде постоянным током.

Для высокомощных батарейных блоков и систем режим разряда постоянным током должен соответствовать заявленной поставщиком нормированной при токе 1C емкости. А ч (например, если нормированная емкость одночасового разряда составляет 10 А ч, то разряд проводят током 10 А). Одночасовой режим (1C) используется как эталонный для измерения статической емкости и энергии и как стандартный режим для испытания высокомощных батарейных блоков и систем. Кроме того, если это применимо, для выполнения требований по отнесению к высокомощным системам, определения емкости должны быть выполнены также при разряде током ЮС. а также максимально допустимым током. Разряд должен быть прекращен при достижении U_v установленного поставщиком в зависимости от режима и температуры разряда.

Для высокоэнергоемких батарейных блоков и систем режим разряда постоянным током должен соответствовать заявленной поставщиком нормированной при токе С/3 емкости. А ч (например, если нормированная емкость трехчасового разряда составляет 45 А ч. то разряд проводят током 15 А). Трехчасовой режим (С/3) используется как эталонный для измерения статической емкости и энергии и как стандартный режим для испытания высокоэнергоемких батарейных блоков и систем. Кроме того, если это применимо, для выполнения требований по отнесению к высокоэнергоемким системам определения емкости должны быть выполнены также при разряде токами 1 С, 2С и максимально допустимым током. Разряд должен быть прекращен при достижении U_K, установленного поставщиком в зависимости от режима и температуры разряда.

Данные испытания применяются к батарейным блокам и системам.

7.1.2 Методы испытаний

7.1.2.1 Высокомощные батарейный блок и система

Испытание проводят при КТ режимами разряда токами 1C. ЮС и максимальным током, разрешенным поставщиком (максимальный ток разряда соответствует _макс).

Последовательность испытаний, которые должны быть проведены, определена в таблице 1.

Таблица 1 — Последовательность проведения испытаний при определении энергии и емкости при КТ для высокомощных батарейных блоков и систем

Этап Процедура Температура испытаний 1.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 1.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 1.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 2 1 Разряд током 1C КТ 2.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.3 Разряд током 1C КТ 2.4 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.5 Разряд током ЮС КТ 26 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.7 Разряд током ЮС КТ 28 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.9 Разряд током /рр ^ КТ 2.10 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.11 Разряд током /рр тшс КТ 2.12 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 3.1 Стандартный цикл (ЦС) КТ

Процедура ЗРС должна проводиться в соответствии с 6.2.2.3.1.

Процедура ЦС должна проводиться в соответствии с 6.2.

Все испытания на разряд прекращают при достижении U_K, установленного поставщиком.

После разряда ОИ должен быть выдержан в состоянии покоя не менее 30 мин или должна пройти тепловая стабилизация при требуемой температуре окружающей среды либо до начала следующего этапа последовательности испытаний для обеспечения теплового равновесия должен использоваться фиксированный период времени.

7.1.2.2 Высокоэнергоемкие батарейный блок и система

Испытание проводят при КТ режимом разряда токами С/3. 1 С, 2С (если 2С менее /_{рр макс}) и максимальным током, разрешенным поставщиком.

Последовательность испытаний, которые должны быть проведены, определена в таблице 2.

Таблица 2 — Последовательность проведения испытаний при определении энергии и емкости при КТ для высокоэнергоемких батарейных блоков и систем

Этап Процедура Температура испытаний 1.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 1.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 1.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ

Окончание таблицы 2

Этап Процедура Температура испытаний 2.1 Разряд током С/3 КТ 2.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.3 Разряд током С/3 КТ 2.4 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.5 Разряд током 1C КТ 2.6 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.7 Разряд током 1C КТ 2.8 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 29 Разряд током 2С КТ 2.10 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.11 Разряд током 2С КТ 212 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 213 Разряд током /рр КТ 2.14 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 2.15 Разряд током /рр тк КТ 2.16 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 3.1 Стандартный цикл (ЦС) КТ

Процедура ЗРС должна проводиться в соответствии сб.2.2.3.2.

Процедура ЦС должна проводиться в соответствии с 6.2.

Все испытания на разряд прекращают при достижении U_K. установленного поставщиком.

После разряда ОИ должен быть выдержан в состоянии покоя не менее 30 мин или должна пройти тепловая стабилизация при требуемой температуре окружающей среды либо до начала следующего этапа последовательности испытаний для обеспечения теплового равновесия должен использоваться фиксированный период времени.

7.1.3 Определение нормированной емкости

7.1.3.1 Высокомощные батарейный блок и система

Если емкость одночасового режима 1C. полученная в ходе испытания по 7.1.2.1. этап 2.3 таблицы 1. отличается более чем на 5 % от спецификации поставщика, то измеренная при испытании емкость принимается за нормированную и должна быть использована в качестве базового значения нормированной емкости всех дальнейших требований к току разряда, то есть значение С во всех расчетах тока разряда. пС. должно быть основано на измеренной емкости режима 1C.

Должны быть зафиксированы следующие данные:

-    ток. напряжение, температура ОИ и температура окружающей среды в зависимости от времени для каждого испытания на разряд и следующего за ним ЗРС;

-    емкость. А ч. и энергия. Втч. отданные при разряде, и средняя мощность разряда. Вт. для каждого испытания на разряд;

-    емкость. А ч. и энергия. Вт ч. пошедшие на заряд, и средняя мощность при заряде. Вт. следующем за каждым испытанием на разряд;

-    энергоэффективность заряда-разряда для каждого испытания на разряд:

-    энергия. Вт ч. отданная при разряде как функция СЗ для каждого испытания на разряд (в процентах от нормированной емкости);

-    U_K на всех доступных точках измерения напряжения на аккумуляторах для всех проведенных испытаний на разряд;

-    измеренная емкость одночасового режима 1 С. которая будет принята как базовое значение для всех дальнейших требований к току разряда.

Примечание — Данные о емкости также используются впоследствии для расчета величин снижения емкости (см 7.10 2.1 8).

7.1.3.2    Высокоэнергоемкие батарейный блок и система

Если емкость трехчасового режима С/3, полученная в ходе испытания по 7.1.2.2, этап 2.1 таблицы 2, отличается более чем на 5 % от спецификации поставщика, то измеренная при испытании емкость принимается за нормированную и должна быть использована в качестве базового значения нормированной емкости всех дальнейших требований к току разряда, то есть значение С во всех расчетах тока разряда. пС, должно быть основано на измеренной емкости режима С/3.

Должны быть зафиксированы следующие данные:

-    ток, напряжение, температура ОИ и температура окружающей среды в зависимости от времени для каждого испытания на разряд и следующего за ним ЗРС;

-    емкость. А ч. и энергия. Втч. отданные при разряде, и средняя мощность разряда. Вт. для каждого испытания на разряд:

-    емкость. А ч. и энергия. Вт ч, пошедшие на заряд, и средняя мощность при заряде. Вт. следующем за каждым испытанием на разряд;

-    энергоэффективность заряда-разряда для каждого испытания на разряд;

-    энергия, Вт ч. отданная при разряде как функция СЗ для каждого испытания на разряд (в процентах от нормированной емкости);

-    U_K на всех доступных точках измерения напряжения на аккумуляторах для всех проведенных испытаний на разряд;

-    измеренная емкость трехчасового режима С/3, которая будет принята как базовое значение для всех дальнейших требований к току разряда.

Примечание — Данные о емкости также используются впоследствии для расчета величин снижения емкости (см 7.10.2.2 6)

7.2    Энергия и емкость при различных температурах окружающей среды

и режимах разряда

7.2.1    Цель

Это испытание проводят для определения емкости при различных температурах на трех различных режимах разряда. Разряд различными токами проводят последовательно при одной температуре окружающей среды, затем температуру окружающей среды меняют на новое значение и последовательность испытания на разряд повторяют.

7.2.2    Метод испытания

7.2.2.1 Высокомощные батарейный блок и система

Испытание проводят при трех различных температурах (40 °С. 0 °С и -18 °С) режимом разряда токами 1C. ЮС и максимальным током, разрешенным поставщиком (максимальный ток разряда соответствует /_рр ^).

Последовательность испытаний, которые должны быть проведены, определена в таблице 3.

Таблица 3 — Последовательность проведения испытаний при определении энергии и емкости при различных температурах и скоростях разряда для высокомощных батарейных блоков и систем

Этап Процедура Температура испытаний 1.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 1.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 1.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 2.1 Приведение к тепловому равновесию 40 X 2.2 Дозаряд 40 X 2.3 Разряд током 1С 40 X

Продолжение таблицы 3

Этап Процедура Температура испытаний 24 Стандартный заряд (ЗРС) 40 °С 2.5 Разряд током 1C 40 °С 31 Приведение к тепловому равновесию КТ 32 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 3.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 4.1 Приведение к тепловому равновесию 40 X 42 Дозаряд 40 X 43 Разряд током ЮС 40 X 44 Стандартный заряд (ЗРС) 40 X 4.5 Разряд током ЮС 40 X 5.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 5.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 53 Стандартный цикл (ЦС) КТ 6.1 Приведение к тепловому равновесию 40 °С 62 Дозаряд 40 X 6.3 Разряд током /рр ,ijms 40 X 64 Стандартный заряд (ЗРС) 40 X 65 Разряд током /рр 40 X 7.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 72 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 7.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 81 Приведение к тепловому равновесию ОХ 8.2 Доза ряд ОХ 8.3 Разряд током 1C ОХ 84 Стандартный заряд (ЗРС) ОХ 85 Разряд током 1C ОХ 9.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 92 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 93 Стандартный цикл (ЦС) КТ 10.1 Приведение к тепловому равновесию ох 102 Дозаряд ох 103 Разряд током ЮС ох 104 Стандартный заряд (ЗРС) ох 10.5 Разряд током ЮС ох

Этап	Процедура	Температура испытаний
11.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
11.2	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
11.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
12.1	Приведение к тепловому равновесию	0*С
122	Доэаряд	ОХ
123	Разряд током /рр	ОХ
124	Стандартный заряд (ЗРС)	о*с
125	Разряд током /рр магс	ОХ
13.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
132	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
133	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
14.1	Приведение к тепловому равновесию	-18 X
142	Дозаряд	-18 "С
143	Разряд током 1C	-18 X
144	Стандартный заряд (ЗРС)	-18 X
145	Разряд током 1С	-18 X
15.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
15 2	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
153	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
16.1	Приведение к тепловому равновесию	-18 X
162	Дозаряд	-18 X
163	Разряд током ЮС	-18 X
164	Стандартный заряд (ЗРС)	-18 X
165	Разряд током ЮС	-18 X
17.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
17.2	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
17.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
18.1	Приведение к тепловому равновесию	-18 X
182	Дозаряд	-18 X
183	Разряд током /рр магс	-18 X
184	Стандартный заряд (ЗРС)	-18 X
185	Разряд током /рр ма(С	-18 X
19.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
192	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
193	Стандартный цикл (ЦС)	КТ

Процедура ЗРС должна проводиться в соответствии с 6.2.2.3.1.

Процедура ЦС должна проводиться в соответствии с 6.2.

Значение «п» для режима разряда током лС основывается на значении нормированной емкости, предоставленной поставщиком, а также полученной по результатам испытания на разряд током 1C в соответствии с 7.1.2.1.

Все испытания на разряд прекращают при достижении U_K, установленного поставщиком.

После разряда ОИ должен быть выдержан в состоянии покоя не менее 30 мин или должна пройти тепловая стабилизация при требуемой температуре окружающей среды либо до начала следующего этапа последовательности испытаний для обеспечения теплового равновесия должен использоваться фиксированный период времени.

Примечание — ЗРС для доэаряда позволяет восполнить заряд ОИ для компенсации возможных потерь энергии на этапе установления теплового равновесия

7.2.2.2 Высокоэнергоемкие батарейный блок и система

Испытание проводят при четырех различных температурах (40 °С, 0 °С. -10 °С и -18 °С, дополнительно может проводиться испытание при T_tAAti) режимом разряда токами С/3.1 С. 2С и максимальным током, разрешенным поставщиком (максимальный ток разряда соответствует l_w iMai(C_).

Последовательность испытаний, которые должны быть проведены, определена в таблице 4.

Таблица 4 — Последовательность проведения испытаний при определении энергии и емкости при различных температурах и скоростях разряда для высокоэнергоемких батарейных блоков и систем

Этап Процедура Температура окружающей среды 1.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 1.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 1.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 2.1 Приведение к тепловому равновесию 40 X 22 Доза ряд 40 X 2.3 Разряд током С/3 40 "С 24 Стандартный заряд (ЗРС) 40 X 2.5 Разряд током С/3 40 °С 3.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 3.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 33 Стандартный цикл (ЦС) КТ 4 1 Приведение к тепловому равновесию 40 °С 42 Дозаряд 40 °С 43 Разряд током 1C 40 °С 44 Стандартный заряд (ЗРС) 40 °С 45 Разряд током 1C 40 °С 5.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 52 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 5.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 6.1 Приведение к тепловому равновесию 40 X 62 Дозаряд 40 X 6.3 Разряд током 2С 40 X

Этап	Процедура	Температура окружающей среды
64	Стандартный заряд (ЗРС)	40 X
6.5	Разряд током 2С	40 X
7.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
7.2	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
7.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
8.1	Приведение к тепловому равновесию	40 X
82	Дозаряд	40 X
8.3	Разряд током /рр маре	40 X
84	Стандартный заряд (ЗРС)	40 X
8.5	Разряд током /рр_	40 X
9.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
92	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
9.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
10.1	Приведение к тепловому равновесию	ох
10.2	Дозаряд	ох
103	Разряд током С/3	ох
104	Стандартный заряд (ЗРС)	ох
10.5	Разряд током С/3	ох
11.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
11.2	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
11.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
12.1	Приведение к тепловому равновесию	ох
122	Дозаряд	ох
123	Разряд током 1C	ох
124	Стандартный заряд (ЗРС)	ох
125	Разряд током 1С	ох
13.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
13 2	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
13.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
14.1	Приведение к тепловому равновесию	ох
142	Дозаряд	ох
143	Разряд током 2С	ох
144	Стандартный заряд (ЗРС)	ох
14.5	Разряд током 2С	ох

Продолжение таблицы 4

Этап Процедура Температура окружающей среды 15.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 152 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 153 Стандартный цикл (ЦС) КТ 16.1 Приведение к тепловому равновесию ох 16.2 Доза ряд ох 163 Разряд током /рр ^с ох 164 Стандартный заряд (ЗРС) ох 16.5 Разряд током /рр-ДИИ! ох 17.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 17.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 17.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 18.1 Приведение к тепловому равновесию -10 X 18.2 Доза ряд -10 X 18.3 Разряд током С/3 -10 X 184 Стандартный заряд (ЗРС) -10 X 185 Разряд током С/3 -10 X 19.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 19.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 19.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 20.1 Приведение к тепловому равновесию -10 X 20.2 Доза ряд -10 X 20.3 Разряд током 1C -10 X 204 Стандартный заряд (ЗРС) -10 X 20 5 Разряд током 1C -10 X 21.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 21.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 21.3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 22.1 Приведение к тепловому равновесию -10 X 22 2 Доза ряд -10 X 22 3 Разряд током 2С -10 X 224 Стандартный заряд (ЗРС) -10 X 22 5 Разряд током 2С -10 X 23.1 Приведение к тепловому равновесию КТ 23.2 Стандартный заряд (ЗРС) КТ 23 3 Стандартный цикл (ЦС) КТ 24.1 Приведение к тепловому равновесию -10 X 24.2 Доза ряд -10 X

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................1

4    Обозначения и сокращения............................................................4

4.1    Обозначения.....................................................................4

4.2    Сокращения.....................................................................4

5    Общие требования...................................................................5

5.1    Общие условия...................................................................5

5.2    Программа испытаний.............................................................5

5.3    Испытания.......................................................................5

5.4    Подготовка батарейного блока и системы для стендовых испытаний.......................6

6    Общие испытания....................................................................7

6.1    Циклы предварительной подготовки..................................................7

6.2    Стандартный цикл (ЦС)............................................................7

7    Испытания по определению рабочих характеристик........................................8

7.1    Энергия и емкость при КТ..........................................................8

7.2    Энергия и емкость при различных температурах окружающей среды

и режимах разряда...............................................................11

7.3    Мощность и внутреннее сопротивление.............................................19

7.4    Снижение степени заряженности (саморазряд) без нагрузки............................31

7.5    Снижение степени заряженности (саморазряд) при хранении............................35

7.6    Мощность прокручивания при пониженных температурах окружающей среды..............36

7.7    Мощность прокручивания при повышенных температурах окружающей среды.............38

7.8    Энергетическая эффективность....................................................39

7.9    Энергетическая эффективность при быстром заряде..................................42

7.10    Долговечность при циклировании..................................................44

Приложение А (справочное) Батарейные блоки и системы и обзор испытаний...................60

Приложение В (справочное) Примеры листов данных для испытаний батарейных блоков и систем. ... 64

Приложение С (справочное) Пример условий испытаний....................................69

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам...............................................70

Библиография........................................................................71

Этап	Процедура	Температура окружающей среды
243	Разряд током /рр Ю1С	-10 X
244	Стандартный заряд (ЗРС)	-10 X
245	Разряд током /рр МЛ1С	-10 X
25.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
252	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
253	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
261	Приведение к тепловому равновесию	-18‘С
262	Дозаряд	-18 X
263	Разряд током С/3	-18'С
26.4	Стандартный заряд (ЗРС)	-18 вС
265	Разряд током С/3	-18 X
27.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
272	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
27.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
281	Приведение к тепловому равновесию	-18 °С
282	Дозаряд	-18 “С
28 3	Разряд током 1С	-18‘С
284	Стандартный заряд (ЗРС)	-18 X
28 5	Разряд током 1С	-18 °С
291	Приведение к тепловому равновесию	КТ
292	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
29 3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
301	Приведение к тепловому равновесию	-18 X
302	Дозаряд	-18 X
30.3	Разряд током 2С	-18 X
304	Стандартный заряд (ЗРС)	-18 X
30 5	Разряд током 2С	-18 X
31.1	Приведение к тепловому равновесию	КТ
31.2	Стандартный заряд (ЗРС)	КТ
31.3	Стандартный цикл (ЦС)	КТ
321	Приведение к тепловому равновесию	-18 X
322	Дозаряд	-18 X
32 3	Разряд током /рр_	-18 X
324	Стандартный заряд (ЗРС)	-18 X
325	Разряд током /рр магс	-18 X

Введение

Литий-ионные аккумуляторные системы являются эффективной альтернативной системой накопления энергии для электромобилей. Требования к системам на основе литий-ионных батарей для использования в качестве источника энергии для движения электрических дорожных транспортных средств значительно отличаются от требований к батареям, которые используются для бытовой электроники или стационарного использования.

В настоящем стандарте приведены конкретные процедуры испытаний для литий-ионных аккумуляторных батарей и систем, специально разработанных для движения дорожных транспортных средств. Эти испытания и связанные с ними требования направлены на то. чтобы аккумулятор или система отвечали конкретным потребностям автомобильной промышленности. Стандарт позволяет изготовителям транспортных средств выбирать процедуры испытаний для оценки характеристик батарейного блока или системы для их конкретных требований.

Стандарты серии ИСО 12405 определяют процедуры испытаний для литий-ионных аккумуляторных батарей и систем, которые подключены к электрической силовой установке электромобилей.

Целью серии стандартов ИСО 12405 является определение стандартных процедур испытаний для основных рабочих характеристик, надежности и электрических характеристик литий-ионных аккумуляторных батарей и систем и для оказания помощи пользователю в сравнении результатов испытаний, достигнутых для разных батарейных блоков или систем.

Примечания

1    Общие требования по безопасности и методы испытания для них приведены в ИСО 6469-1

2    Требования и испытания, связанные с условиями окружающей среды, будут приведены в разрабатываемом стандарте ИСО 19453-6²⁾.

Спецификации для аккумуляторов батарей см. в МЭК 62660-1, МЭК 62660-2, МЭК 62660-3.

¹¹ В стадии разработки ²¹ В стадии разработки

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДОРОЖНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА Требования к испытаниям для литий-ионных тяговых батарей и систем

Часть 4

Испытания для оценки рабочих характеристик

Electrically propelled road vehicles. Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems

Part 4 Performance testing

Дата введения — 2019—08—01

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет методы испытаний для определения основных рабочих характеристик, надежности и электрической функциональности батарейных блоков и систем для высокомощных или высокоэнергоемких приложений. Если не указано иное, испытания применяются к блокам и системам обоих типов.

Примечания

1    Типичными примерами применения высокомощных батарейных блоков и систем являются гибридные электромобили (ЭМГ) и некоторые типы электромобилей на топливных элементах (ЭМТЭ)

2    Типичные примеры применения высокоэнергоемких батарейных блоков и систем — аккумуляторные электромобили (ЭМА), подзаряжаемые гибридные электромобили (ЭМГТ1) и некоторые типы электромобилей на топливных элементах (ЭМТЭ)

3    Испытание на уровне одиночных аккумуляторов установлено в стандартах серии МЭК 62660

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты. Для датированных ссылок следует использовать только указанное издание ссылочного стандарта. для недатированных ссылок — последнее издание, включая все поправки к нему:

ИСО 6469-1Ч Electrically propelled road vehicles — Safety specifications — Part 1: On-board rechargeable energy storage system (RESS) (Электрические дорожные транспортные средства. Требования безопасности. Часть 1. Бортовые перезаряжаемые системы накопления энергии)

ИСО 6469-3²), Electrically propelled road vehicles — Safety specifications — Part 3: Protection of persons against electric shock) (Электрические дорожные транспортные средства Требования безопасности. Часть 3. Защита людей от поражения электрическим током)

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

-    Электропедия IEC: доступна на http://www.electropedia.org/;

-    Платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на http://www.iso.org/obp.

В стадии разработки ²⁾ В стадии разработки

Издание официальное

3.1    блок контроля и управления батареи; БКБ (battery control unit; BCU): Электронное устройство. которое контролирует, управляет, диагностирует или вычисляет электрические и температурные параметры батарейной системы (3.3). а также обеспечивает обмен информацией между батарейной системой и другими устройствами контроля и управления транспортного средства.

Примечание — См также А3 1 (приложение А)

3.2    батарейный блок (battery pack): Устройство накопления энергии, которое включает в себя аккумуляторы или аккумуляторные сборки, соединенные обычно с электронным блоком аккумуляторов (3.5), электрические силовые цепи, устройство защиты от перегрузки по току, а также электрические соединители и интерфейс для внешних систем.

Примечания

1    См также А 2 (приложение А)

2    Примеры внешних систем охлаждение, электрический контур напряжения класса В. вспомогательный контур напряжения класса А. коммуникационные системы

3.3    батарейная система (battery system): Устройство накопления энергии, которое включает аккумуляторы. аккумуляторные сборки или батарейный(е) блок(и) (3.2). а также электрические цепи и электронные устройства.

Примечания

1    См также А 3.2 и А 3.3 (приложение А) Компоненты батарейной системы могут быть размещены в различных устройствах транспортного средства

2    Примерами электронных устройств являются БКБ и контакторы

3.4    емкость (capacity): Общее количество ампер-часов, которое может быть получено от полностью заряженного батарейного блока (3.2) при определенных условиях.

3.5    электронный блок аккумуляторов (cell electronics): Электронное устройство, которое собирает и, возможно, отслеживает температурные и электрические параметры аккумуляторов или аккумуляторных сборок и при необходимости содержит электронную часть для балансировки аккумуляторов.

Примечание — Электронный блок может включать в себя контроллер аккумулятора Функцией балансировки аккумуляторов может управлять электронный блок аккумулятора или ею может управлять БКБ

3.6    потребитель (customer): Сторона, заинтересованная в использовании батарейного блока или системы и. исходя из этого, заказывающая или осуществляющая испытания.

Пример — Изготовитель транспортных средств.

3.7    объект испытаний; ОИ (device under test; DUT): Батарейный блок или система.

3.8    электрический привод (electric drive): Сочетание тяговых двигателей, силовой электроники и связанных с ними элементов управления, предназначенных для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот.

3.9    электрическое транспортное средство (electrically propelled vehicle): Транспортное средство с одним или несколькими электрическими приводами (3.8) для приведения транспортного средства в движение.

3.10    плотность энергии (energy density): Количество накопленной энергии, отнесенное к объему батарейного блока (3.2) или системы (3.3).

Примечания

1    Батарейный блок или система включают систему охлаждения (при ее наличии) до места подсоединения трубопроводов охлаждающей жидкости или воздуховодов

2    Плотность энергии выражается в ватт-часах на литр (Вт ч/л)

3.11    энергетическая эффективность за ряда-разряда (energy round trip efficiency): Отношение величины общей энергии постоянного тока, отданной испытуемым устройством при разряде в процессе испытания, к суммарной величине энергии постоянного тока, требуемой для восстановления начальной степени заряженности при стандартном заряде.

Примечание — Величины энергии постоянного тока, полученные от ОИ при разряде и энергии постоянного тока при его заряде, выражаются в ватт-часах (Вт ч).

3.12    высокоэнергоемкие батарейный блок и система (high-energy battery pack and system): Батарейный блок (3.2) и система (3.3). использующие аккумуляторы, для которых численное отношение максимально допустимого выходного значения электрической мощности (в ваттах) к отданной электрической энергии (в ватт-часах) при разряде током 1C при комнатной температуре, как правило, менее 10.

Примечания

1    Типичный пример — высокоэнергоемкие батарейный блок или система, предназначенные для применения в ЭМА и ЭМГП

2    Допустимая выходная мощность выражается в ваттах (Вт); отдаваемая электрическая энергия выражается в ватт-часах (Вт ч).

3.13    высокомощные батарейный блок и система (high-power battery pack and system): Батарейный блок (3.2) и система (3.3), использующие аккумуляторы, для которых численное отношение максимально допустимого выходного значения электрической мощности (в ваттах) к отданной электрической энергии (в ватт-часах) при разряде током 1C при комнатной температуре, как правило, равно или более 10.

Примечания

1    Типичный пример — высокомощные батарейный блок и система, предназначенные для применения в ЭМГ и ЭМТЭ

2    Допустимая выходная мощность выражается в ваттах (Вт); отдаваемая электрическая энергия выражается в ватт-часах (Вт ч).

3.14    максимальное рабочее напряжение (maximum working voltage): Наибольшее значение напряжения переменного тока (среднеквадратическое значение) или постоянного тока, которое может возникать в электрической системе при любых нормальных режимах эксплуатации в соответствии с техническими спецификациями изготовителя без учета переходных процессов.

3.15    защита от превышения тока (overcurrent protection): Защита, предназначенная для срабатывания. когда ток превышает заданное значение.

3.16    нормированная емкость (rated capacity): Указанное изготовителем совокупное количество ампер-часов, которое может быть получено от полностью заряженного батарейного блока или системы при заданных условиях испытаний, таких как режим разряда, температура и конечное напряжение разряда (U_K).

3.17    комнатная температура; КТ (room temperature; RT): Температура (25 ± 2) °С.

3.18    знак тока батареи (sign of battery current): Знак тока, проходящего через батарею: ток разряда батареи определен как положительный, ток заряда батареи — как отрицательный.

3.19    удельная энергия (specific energy): Количество запасенной энергии, отнесенное к массе батарейного блока (3.2) или системы (3.3).

Примечания

1    В батарейном блоке или системе должна учитываться масса системы охлаждения (если таковая имеется) до места соединения трубопроводов охлаждения или воздуховодов Для жидкостной системы охлаждения также должна быть учтена масса охлаждающей жидкости внутри батарейного блока или системы

2    Удельная энергия выражается в ватт-часах на килограмм (Вт ч/кг).

3.20    степень заряженности; СЗ (state of charge: SOC): Доступная емкость батарейного блока или системы, отнесенная к значению нормированной емкости (3.16) и выраженная в процентах.

3.21    дозаряд (top off charge): Дополнительный заряд, который исключает возможное уменьшение СЗ после стандартного заряда (ЗРС) при КТ с последующим приведением к тепловому равновесию при различных температурах.

3.22    поставщик (supplier): Компания, которая поставляет батарейные блоки и/или системы.

Пример — Изготовитель батареи.

3.23    напряжение класса A (voltage class А): Классификация электрических компонентов или цепей с максимальным рабочим напряжением (3.14) не более 30 В (среднеквадратическое значение) переменного тока или не более 60 В постоянного тока.

Примечание — Более подробно см ИСО 6469-3

3.24 напряжение класса В (voltage class В): Классификация электрических компонентов или цепей с максимальным рабочим напряжением (3.14) свыше 30 В. но не более 1000 В (среднеквадратическое значение) переменного тока, или свыше 60 В. но не более 1500 В постоянного тока.

Примечание — Более подробно см. ИСО 6469-3

4 Обозначения и сокращения

4.1    Обозначения

Ссииж —снижение емкости, C_fade;

С„_рм ю — нормированная емкость при разряде током 1C в начале жизненного цикла (НЖЦ). C_rtl0; /_{зр шкс} — максимальный ток непрерывного заряда, указанный поставщиком для испытания по определению энергоэффективности при быстром заряде. /_{с тах};

/_{рр кикс} — максимальный непрерывный разрядный ток. указанный поставщиком для испытаний по определению энергии и емкости. /_{d max};

/рр _{и W3}„_c —максимальный импульсный разрядный ток. указанный поставщиком для испытаний по определению мощности, внутреннего сопротивления и энергоэффективности. /_dpmax;

^Tmtc ~ максимальная температура;

Г_|ЛИН — минимальная температура; t—время.

4.2    Сокращения

а.с. — переменный ток (alternating current);

БКБ — блок контроля и управления батареи (battery control unit. BCU);

ЭМА — электромобиль аккумуляторный (battery electric vehicle. BEV);

НЖЦ — начало жизненного цикла (beginning of life. BOL);

C — емкость, выраженная в ампер-часах (А ч);

пС — величина тока, соответствующая току в п раз более разрядной емкости в одночасовом режиме разряда, выраженная в амперах (например. ЗС соответствует величине тока разряда одночасового режима, помноженного на 3 и выраженного в амперах); d.c. — постоянный ток (direct current);

ОИ — объект испытаний (device under test. DUT);

U_K — конечное напряжение при разряде (end of discharge voltage. EODV);

EUCAR — Европейский совет по исследованиям и развитию в автомобилестроении (European Council for Automotive Research and Development):

ЭМТЭ — электромобиль на топливных элементах (fuel cell vehicle. FCV);

ЭМГ — электромобиль гибридный (hybrid electric vehicle. HEV);

МЭК — Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Comission, IEC); ИСО — Международная организация no стандартизации (International Organization for Standardization. ISO);

Li — литий (lithium);

Li-ion — литий-ионный аккумулятор (lithium-ion, Li-ion);

НРЦ — напряжение разомкнутой цепи (open circuit voltage. OCV);

ЭМГП — электромобиль гибридный с подзарядкой от сети (plug-in hybrid electric vehicle. PHEV); СПМ — спектральная плотность мощности (power spectral density, PSD);

СНЭА — система накопления энергии аккумуляторная (rechargeable energy storage system. RESS); rms — среднеквадратическое значение (root-mean-square);

КТ — комнатная температура ((25 ± 2)°C] (room temperature. RT):

ЦС — стандартный цикл (standard cycle. SC);

3PC — стандартный заряд (standard charge. SCH);

PPC — стандартный разряд (standard discharge. SDCH);

C3 — степень заряженности (state of charge. SOC);

USABC — Американский консорциум перспективных источников энергии (батарей) (United States Advanced Battery Consortium).

5 Общие требования

5.1    Общие условия

5.1.1    Предпосылки

Батарейный блок или система, подлежащие испытанию в соответствии с настоящим стандартом, должны отвечать следующим требованиям:

-    электробезопасность конструкции должна быть подтверждена на соответствие требованиям ИСО 6469-1¹» и ИСО 6469-3²»;

-    вместе с ОИ должны быть предоставлены необходимая эксплуатационная документация и требуемые для испытания компоненты соединения с испытательным оборудованием (то есть соединители. разъемы, включая охлаждение и коммуникации).

Батарейная система должна обеспечивать возможность проведения всех предписанных испытаний, то есть в БКБ должны быть реализованы все режимы испытаний, а также должна быть обеспечена возможность обмена информацией с испытательным стендом посредством общих коммуникационных шин.

Подсистема батарейного блока в качестве ОИ должна включать в себя все компоненты, указанные потребителем (например, для проведения механических испытаний должны быть предоставлены механические и электрические соединительные компоненты).

Если не указано иное, перед каждым испытанием ОИ уравновешивается при температуре испытаний. Тепловое равновесие достигается, если без активного охлаждения в течение 1 ч отклонения между температурой испытания и температурой всех точек измерения температуры аккумуляторов менее ± 2 °С.

Если не указано иное, после проведения любого заряда и после каждого изменения СЗ ОИ необходимо выдержать в течение 30 мин.

5.1.2    Точность измерительного оборудования и допуски измерения параметров

Общая точность внешнего измерительного оборудования должна быть в пределах следующих допусков:

-    ± 0.5 % для напряжения;

-    ± 0.5 % для тока;

-    ± 1 °С для температуры.

Суммарная погрешность измерений контролируемых и измеряемых величин по отношению к задаваемым или фактическим значениям должна быть не более:

-    ± 1 % для напряжения:

-    ± 0.5 % для тока:

• ±ГС для температуры;

-    ± 0.1 % для времени;

-    ± 1 % для массы:

-    ± 1 % для размеров.

Все величины (время, температура, ток и напряжение), если это не оговорено особо, должны фиксироваться каждые 5 % предполагаемого времени заряда и разряда.

5.2    Программа испытаний

Последовательность испытаний для конкретного батарейного блока, системы или подсистемы батарейного блока устанавливается на основе соглашения между потребителем и поставщиком с учетом испытаний, указанных в 5.3.

Пример перечня условий испытаний, которые должны быть согласованы между потребителем и поставщиком для высокомощных батарейных блоков и систем, приведен в таблице С.1. а для высоко-энергоемких батарейных блоков и систем — в таблице С.2.

5.3    Испытания

Обзор испытаний приведен на рисунке 1, где даны ссылки на конкретные подпункты. В приложении В приведены примеры сбора данных испытаний.

•> Испытание применяется только к высокомощным батарейным блокам и системам Ь) Испытание применяется только к высокоэнергоемким батарейным блокам и системам Рисунок 1 — Последовательность проведения испытаний

5.4 Подготовка батарейного блока и системы для стендовых испытаний

5.4.1    Подготовка батарейного блока

Если не оговорено особо, то батарейный блок должен быть соединен с оборудованием испытательного стенда через выводы напряжения класса В (при наличии) и напряжения класса А. Контакторы, доступные данные по значениям напряжения, тока и температуры должны контролироваться на оборудовании испытательного стенда в соответствии с инструкциями поставщика и требованиями к испытаниям На батарейном блоке должна функционировать пассивная защита от перегрузки по току. На оборудовании испытательного стенда должна функционировать активная защита от перегрузки по току, способная при необходимости размыкать главные контакторы батарейного блока. К оборудованию испытательного стенда может быть присоединено и функционировать в соответствии с инструкциями поставщика устройство охлаждения.

5.4.2    Подготовка батарейной системы

Если не оговорено особо, батарейная система должна быть соединена с оборудованием испытательного стенда через выводы напряжения класса В (при наличии) и напряжения класса А, соединители охлаждения. Функционирование батарейной системы должно контролироваться посредством БКБ. оборудование испытательного стенда должно следовать рабочим пределам, передаваемым от БКБ посредством коммуникационной шины. Оборудование испытательного стенда должно поддерживать условия срабатывания «вкл./выкл.» главных контакторов, изменение параметров напряжения, тока и температуры в соответствии с указанными требованиями методов испытания. Устройство охлаждения батарейной системы и соответствующий контур охлаждения испытательного стенда, если не установлено иное в конкретном методе испытаний, должны функционировать в соответствии с заданными техническими требованиями к испытаниям и под управлением БКБ. БКБ должен обеспечивать возможность выполнения оборудованием испытательного стенда процедур испытаний, не выходя за предельные значения величин параметров батарейной системы. При необходимости управляющая программа БКБ должна быть адаптирована поставщиком к требованиям методов испытания. Устройства активной и пассивной защиты от перегрузки по току должны срабатывать по командам батарейной системы. Активная защита по току должна также поддерживаться оборудованием испытательного стенда, при необходимости выдавая команду на размыкание главных контакторов батарейной системы.

1

В стадии разработки

2

> Введен ИСО 6469-3 2018