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锂电启动电池设计安全规范

1范围

本文件规定了锂电启动电池设计安全规范的术语和定义、基本要求、电芯选择与设计、电池管理系统（BMS）、机械结构设计、电气系统设计、安全防护设计。

本文件适用于汽车启动、点火、照明及驻车用锂离子蓄电池系统的设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T5013.1额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆第1部分：一般要求

GB/T5023.1额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆第1部分：一般要求GB18384电动汽车安全要求

GB/T19666阻燃和耐火电线电缆或光缆通则

GB/T31486电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

GB/T34590.5道路车辆功能安全第5部分：产品开发：硬件层面GB/T34590.6道路车辆功能安全第6部分：产品开发：软件层面GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求

GB/T38661电动汽车用电池管理系统技术条件QC/T989电动汽车用动力蓄电池箱通用要求

QC/T1023电动汽车用动力蓄电池系统通用要求

QC/T1067.1汽车电线束和电气设备用连接器第1部分：定义、试验方法和一般性能要求

QC/T1067.2汽车电线束和电气设备用连接器第2部分：插头端子的型式和尺寸

3术语和定义

GB/T31486、GB38031界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1

测试态teststate

为满足容量测试，根据电池组充放电特性制定的控制策略。

注：因运行态放电策略内预留了启动电量，放电时会先达到SOC放电停止条件，达不到容量测试电压下限条件。

4基本要求

应符合QC/T989、QC/T1023的规定，电池系统在各种工况下应安全、可靠运行，实现预期功能，且在整个生命周期内对人员、车辆及环境无危害。

5电芯选择与设计

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5.1电芯性能要求

电芯应具有高能量密度、良好的充放电性能和循环寿命，在不同温度和充放电倍率下性能稳定。其容量、内阻等参数应满足电池系统启动、辅助供电及车辆运行要求，且在正常使用条件下，容量衰减应符合规定。

5.2电芯安全特性

电芯应具备过充、过放、短路、过热保护功能或能与BMS配合实现上述保护。在过充、过放、针刺、挤压、高温等试验中，应能有效防止起火、爆炸等危险情况。

6电池管理系统（BMS）

6.1BMS功能要求

6.1.1一般要求

BMS应具有数据采集、通信、报警和保护、控制、状态估算、参数设置、数据存储、计算和统计等功能，宜具有显示功能，锂离子电池、钠离子电池管理系统还应具有均衡功能。电池管理系统工作条件应满足GB/T28046的规定。

6.1.2数据采集

采集电池单体电压、电池单体温度、电池模块正负极端子温度、电池包总电压、电池包总电流等参数，采集误差及采样周期应符合表1的要求。

表1数据采集误差及周期

项目

采样误差

采样周期

单体电池电压

＜0.3%

100ms

电池总电压

＜0.5%

100ms

电池电流

＜2

50ms

单体电池温度

＜2

1s

加热膜温度

＜2

1s

极柱温度

＜2

1s

6.1.3电池状态估算

应实时估算电池能量状态（SOC）和电池健康度（SOH），估算最大允许误差应为±5％。

6.1.4报警与保护

6.1.4.1报警信息分为一级、二级和三级，各级报警应按严重程度触发相应处理措施：

a)一级报警信息：应立即停机或停电处理的报警信息；

b)二级报警信息：应立即采取应急处理措施的报警信息；

c)三级报警信息：应加强监视及一、二级报警复归的报警信息。

6.1.4.2应具备短路、过流、温度、过充、过放保护及充电限流功能：

a)短路保护：整车电气出现短路情况时，应在规定时间内及时切断功率回路，电池管理系统功能不受影响，测试完成后，所有电池管理系统保护功能都应处于正常运行状态；

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b)过流保护：检测持续过载时，应在规定时间内断开电池输出，保护电池包功能不受影响；

c)温度保护：应监测电池组、极柱、功率器件的温度，检测温度超出限定值，应立即采取措施，如切断电池与负载的连接及输出告警信号；

d)过充电保护：当电池组的电压超过安全范围时，应及时切断电池组与充电设备之间的连接，避免电池内部发生化学副反应，测试完成后，所有电池管理系统保护功能都应处于正常运行状态；

e)过放电保