揭秘新规！《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》即将强制执行，你知道涵盖哪些内容吗？
芯格瑞 Slab
2024年03月10日 09:30 北京
近期，南京市发生的电动车电池起火事故令人深感震惊。这起事件造成了不幸的生命损失，引发了社会对电动车安全的关切。为了加强电动车电池管理，国家正在审议一项强制性的国家标准——《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》。2022年初起草的这一标准旨在从根本上保障电动自行车锂电池的安全性，为广大市民提供更可靠的出行工具。
《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》旨在确保电动自行车所使用的锂离子蓄电池在设计、制造和使用过程中具备高度的安全性能。这一技术规范包括对电池及其相关系统的各种安全要求和测试方法，旨在提供全面的框架，确保电动自行车锂离子蓄电池在正常使用和异常情况下均能保持安全，防止火灾、爆炸等安全事故。规范中涵盖了电池的性能标准，包括电气性能、机械性能、热性能等，以确保电池在各种条件下正常工作，不会对用户和环境造成危害。此外，规范还提供了制造指南，规定了生产厂家制造电池时应该遵循的标准和流程，以确保电池的一致性和符合安全标准。试验方法也在规范中详细说明，用于验证电池在各种条件下的安全性和稳定性。最后，规范规定了电池需要标明的信息，如生产厂家、产品信息、标称电压、额定容量等，以便用户正确使用和维护。总体而言，这些技术规范旨在确立一个全面的标准体系，以确保电动自行车锂离子蓄电池在全生命周期内都能够达到高水平的安全标准。
在这篇文章中，我们将深入探讨这一新标准的部分内容，了解其中的安全技术规范，以及对电动自行车锂电池的严格要求。通过对标准的解读，我们能够更全面地了解电动车电池安全方面的措施，为我们的生活出行提供更可靠的保障。一起来看看这个标准是如何为我们的电动车安全保驾护航的吧！
《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》（节选）
5.2.6 标志
电池组的醒目部位应清晰和耐久的标上至少下列标志:
a) 生产厂;
b) 产品名称与型号;
c) 标称电压、额定容量、充电限制电压、额定能量;
d) 正负极性标志，使用“正、负”字样，或“+、-”符号; e) 生产日期或批号;
f) 必要的安全警示说明;
g) 最大充电电流、最大放电电流、工作温度范围。
电池组按 6.4.6 方法试验后，标识和警示说明仍应清晰，铭牌不应轻易被揭掉，且不应出现卷边。
6 试验方法
6.1 试验条件
6.1.1 环境要求
除非另有特别规定外，试验一般在以下环境进行:
温度:20°C±5°C，相对湿度:不大于85%，大气压力为86kPa-106kPa。
6.1.2 测量仪器和设备要求
测量仪器和设备准确度应不低于以下要求:
a) 电压测量装置:±0.5% FS;
b) 电流测量装置:±0.5% FS;
c) 温度测量装置:±1.0°C;
d) 时间测量装置:±1s;
e) 尺寸测量装置:1mm;
f) 质量测量装置:±0.5% FS。
6.1.3 单一故障条件
如果要求施加模拟故障或异常工作条件，应依次施加，一次模拟一个故障。对由模拟故障条件过程 中直接导致的故障(如器件直接损坏)被认为是故障条件的一部分。
当设置某单一故障时，这个单一故障包括任何元器件的失效。应通过检查电路板、电路图和元器件 规格书来确定出合理可预见的故障条件。例如:
a) 半导体器件(如保护开关管)任意2个引脚的短路和开路; b) 限流器件(如保险丝)的短路、开路;
c) 电容器的短路和开路;
d) 限压器件的短路和开路。
6.2 样品准备
6.2.1 电池样品准备
6.2.1.1 标准充电
若企业未提供充电方法，电池采用以下方法进行充电。
充电前，电池以I2(A)恒流放电至终止电压。在常温(23±2)°C试验环境下，以0.4I2(A)充电，当电 池的端电压达到充电终止电压时，再转以恒压充电直至充电电流小于等于0.04I2(A)为止，静置30分钟。
6.2.1.2 标准放电
在常温(23±2)°C试验环境下，电池按照6.2.1.2规定的方法充电结束后搁置0.5h~1h，以I2(A)电 流恒流放电至放电终止电压。
6.2.2 电池组样品准备 6.2.2.1 标准充电
若企业未提供充电方法，电池组采用以下方法进行充电
充电前，电池组以I2(A)恒流放电至终止电压。在常温(23±2)°C试验环境下，以0.4I2(A)充电，当 电池组的端电压达到充电终止电压时，再转以恒压充电直至充电电流小于等于0.04I2(A)为止，静置30 分钟。
6.2.2.2 标准放电
在常温(23±2)°C试验环境下，电池组按照6.2.2.1规定的方法充电结束后搁置0.5h~1h，以I2(A) 电流恒流放电至放电终止电压。
6.2.2.3 I2(A)放电
在(23±2)°C环境中，电池组按6.2.2.1规定充电后，搁置0.5h~1h，以I2(A)电流恒流放电至终 止电压，上述试验重复3次。记录电池组3次实际放电容量。
电池组样品的实际容量应不低于其额定容量，否则不能作为型式试验的样品。
6.3 电池安全测试
6.3.1 过充电测试
将电池按照6.2.1.1规定的试验方法充满电后，电池用直流电源以I2(A)恒流，充电至1.5倍充电限 制电压后停止充电或总充电时间达到1.5h，然后搁置6h。
6.3.2 过放电测试
将电池按照6.2.1.1规定的试验方法充满电后，对电池以2I2(A)恒流放电90min。
6.3.3 外部短路测试
将电池按照6.2.1.1规定的试验方法充满电后，用外部电阻为20mΩ±5mΩ的导体连接电池正负极端 并保持1h，其后搁置6h。
6.3.4 热滥用测试
将电池按照6.2.1.1规定的试验方法充满电后，放入试验箱中，然后试验箱以(5±2)°C/min的温升 速率进行升温，当箱内温度达到(130±2)°C后恒温，并持续60min。
6.3.5 针刺测试
将电池按照6.2.1.1规定的试验方法充满电后，用直径Φ5mm的耐高温钢针(如钨钢， 针尖的圆锥 角为45°)，以(25±5)mm/s的速度，从垂直于电池极板的方向贯穿电池的几何中心，钢针停留在电池中， 并观察1h。
6.3.6 标志
检查电池本体的标志信息。
6.4 电池组安全测试
6.4.1 电气安全
6.4.1.1 强制放电测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，将电池组中的任意一个单体电池进行放电至放电 终止电压，其余单体电池均为充满电状态，之后对电池组以2I2(A)恒流放电60min。电池组应不起火，不爆炸。
试验应在拆除保护装置的电池组上进行。
6.4.1.2 过充电保护测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，继续用制造商规定的最大充电电流充电，并持续 2h。
试验应在正常工作条件和充电保护元器件(充电回路保护开关管、保险丝等)单一故障条件下分别进行。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.1.3 外部短路测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，用外部电阻为20mΩ±5mΩ的导体连接电池组正负 极端并保持1h或者电池组电压小于0.2V(以先到达条件为准)，其后搁置6h。
试验应在正常工作条件和放电保护元器件(放电回路保护开关管、保险丝等)的单一故障条件下分别 进行。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.1.4 过流放电保护测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，继续用制造商规定的最大放电电流的1.5倍放电， 并持续2h。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.1.5 温度保护测试
将电池组按照6.2.2.2规定的试验方法放完电后，在制造商规定的最高充电温度或55°C(取大者) 加5°C的环境下放置8h，然后用制造商规定的最大充电电流进行充电，并保持10min，其后搁置6h。
将电池组按照6.2.2.2规定的试验方法放完电后，在制造商规定的最低充电温度或0°C(取小者)再 降5°C的环境下放置16h，然后用制造商规定的最大充电电流进行充电。电池组应不能充电，不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.1.6 绝缘电阻测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，用直流电压500V的兆欧表对电池组正极与外壳之 间，负极与外壳之间，测试其绝缘电阻值。电池组应功能保证正常，并且电池组正负极同外壳之间的绝缘阻 值应大于等于20 MΩ。
6.4.1.7 静电放电测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，按照GB/T 17626.2电子放电要求进行测试，在4kV 中对电池组进行接触放电测试，在8kV中对电池组进行空气放电测试。
6.4.2 机械安全
6.4.2.1 挤压测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，放置在一侧是平板，一侧是异形板的中间，异形 板的压头垂直于电池组中单体排列方向(图1所示)。异形板的半圆柱形挤压头的半径为75mm，半圆柱 体的长度大于被挤压电池的尺寸，但不超过1m。
挤压速度为(5±1)mm/s，当挤压至电池组原尺寸的70%，或挤压力达到30kN时保持5min，之后撤除 挤压力，并观察1h。
每个电池组只接受一次挤压。
电池组应不起火，不爆炸。
6.4.2.2 机械冲击测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，用刚性固定的方法(该方法能固定电池组的所有 表面)将电池组固定在试验设备上。在电池组三个互相垂直的方向上各承受六次等值的冲击(三次正方 向，三次负方向)，至少要保证一个方向与水平面垂直。
每个电池组须经受峰值加速度150g,脉冲持续时间6ms的半正弦波冲击。测试结束后搁置1h并进行一次标准放充电循环。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.2.3 振动测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，电池组直接安装或借助于刚性试验夹具安装在振 动测试机的台面上，按表1规定振动谱进行随机振动测试，X，Y和Z轴各进行12h振动，振动顺序为Z→Y →X(车辆行驶方向为X轴，另一垂直于行驶方向的水平方向为Y轴)，测试结束后搁置1h，进行一次标 准放电和标准充电。注:“刚性试验夹具”是指在试验过程中不发生共振或在所有固定点上满足试验容差要求的夹具。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.2.4 自由跌落测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，由高度(最低点高度)1000 mm的位置自由跌落到 混凝土平面上，蓄电池组的六个表面方向各一次，测试结束后搁置4h。电池组应不起火，不爆炸。
6.4.2.5 提手强度测试
针对带有提手的电池组，在电池组提手中央，以75mm的宽度均匀施加相当于四倍电池组质量的重物， 保持位置不动，持续1min。电池组提手应不断裂，提手与外壳连接处应不开裂，不脱落。
6.4.2.6 模制壳体应力测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，放置在70°C±2°C的恒温箱中7h，之后取出电池组 并让其恢复至室温。电池组外壳应不出现内部组成部件暴露的破裂或变形，不泄漏， 不起火，不爆炸。
6.4.3 环境安全
6.4.3.1 低气压测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，放置在真空箱中，逐渐减少其内部气压至不大于 11.6kPa并保持6h。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.3.2 高低温冲击测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，电池组应先在试验温度等于(72±2)°C的条件下存 放至少6小时，接着再在试验温度等于(-40±2)°C的条件下存放至少6小时。两个极端试验温度之间的最 大时间间隔为30分钟。此程序重复进行，共完成10次，接着将样件在环境温度(20±5)°C下存放24小时。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸。
6.4.3.3 浸水测试
电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后,浸没在温度为(20±5)°C的水槽中(以水淹没电池组 最上端为准)48h，测试结束后搁置4h。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸，外壳应不破裂，并且外壳内部应无水进入。
6.4.3.4 盐雾测试
将电池组按照6.2.2.1规定的试验方法充满电后，按照GB/T 2423.18中试验方法3进行测试。试验后 观察2h，并进行一次标准放电和标准充电。然后用直流电压500V的绝缘电阻表对试验对象正负极与外壳 之间，测试其绝缘电阻值。电池组应不泄漏，不起火，不爆炸，电池组正负极同电池外壳表 面之间的绝缘阻值应大于等于1MΩ。
6.4.3.5 湿热循环测试
电池组按照6.2.2.1进行标准充电后，置于交变温度环境中，按照GB/T 2423.4执行试验Db方法2。其中最高温度是65°C或更高温度(如果制造商要求)，循环5次。试验后观察2h，并进行一次标准放电 和标准充电。然后用直流电压500V的绝缘电阻表对试验对象正负极与外壳之间，测试其绝缘电阻值。电池组应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象。电池组正负极同 电池外壳表面之间的绝缘阻值应大于等于1MΩ。
6.4.3.6 阻燃性测试
电池组的非金属材料外壳、印制板按照GB/T 5169.16-2017进行测试。电池组的非金属材料外壳应符合V-0等级的要求;印制板应符合V-1 等级的要求。
6.4.4 热扩散测试
6.4.4.1 触发方法
推荐加热或过充作为热扩散测试的可选方法，可以选择其中一种方法，但需确保选择的方法能触发 单体电池发生热失控。电池组应在热失控报警发生后5min内不起火，不爆炸。
6.4.4.2 触发对象
电池组按照6.2.2.1进行标准充电后，选择电池组内靠近中心位置，或者被其他单体电池包围的一 个单体电池作为触发对象。
6.4.4.3 加热触发
推荐的加热触发热失控方法:使用平面状后者棒状加热装置，并且其表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘 层。对于尺寸与单体电池相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个单体电池，与触发对象的 表面直接接触;对于薄膜加热装置，则应将其始终附着在触发对象的表面加热装置的加热面积都应不大 于单体电池的表面积;将加热装置的加热面与单体电池表面直接接触，加热装置的位置应与6.4.4.5中 规定的温度传感器的位置相对应;安装完成后，应在24h内启动加热装置，以加热装置的最大功率对触 发对象进行加热;加热装置的功率要求见表2，必要时可增加加热功率，确保触发对象发生热失控;当 触发对象发生热失控时停止加热。
6.4.4.4 过充触发
过充触发热失控方法:以电池能持续工作的最大电流对触发对象进行恒流充电，直至其发生热失控 或触发对象的荷电状态达到300% SOC;过充触发要求在触发对象上连接额外的导线以实现过充，电池组 中其他的单体电池不应过充;如果未发生热失控，继续观察1h;
6.4.4.5 监控点布置方案
按如下方案操作:
a) 检测电压或温度，应使用原始的电路或追加新增的测试用电路。温度数据的采样间隔应小于1s， 准确度要求为±2°C;
b) 加热触发时，温度传感器布置在远离热传导的一侧，即安装在加热装置的对侧(如图2所示); c) 过充触发时，温度传感器布置在单体电池表面与正负极等距，且离正负极最近的位置。
6.4.4.6 热失控触发判定条件
判定条件如下:
a) 触发对象产生电压降，且下降值超过初始电压的25%;
b) 监测点温度达到制造商规定的最高工作温度;
c) 监测点的速率dT/dt≥1°C/s，且持续3s以上。当a)和c)或者b)和c)发生时，判定触发对象发生热失控。观察单体电池热失控触发过程中和结束后
1h内电池组的状态。
6.4.5 互认协同充电测试
电池组与充电装置互认协同充电功能测试方法如下:
a) 使用不匹配充电装置给电池组充电，观察电池组的工作状态;或
b) 根据产品说明书的明示，使用通讯模拟器模拟通讯协议，观察电池组的工作状态。
电池组应有与充电装置互认协同充电的功能。
电池组充电应先与充电装置进行互认协同识别，通过后才能开始充电工作
6.4.6 标志
检查电池组本体的标志信息;使用一块蘸有水的棉布擦拭15 s，然后再用一块蘸有浓度为75 %(体 积分数)医用酒精的棉布擦拭15 s，检查电池组标志的耐久性。
7 型式检验
7.1.1 检验规定
当发生下列情况之一时，应进行型式检验: ——新产品鉴定或产品的改型设计、结构、工艺、材料有较大变动后的生产定型检验时; ——产品停止生产半年以上又恢复生产候批量生产检验时;
——合同环境下用户提出要求时。
试验使用的电池组的制造期限不应超过 3 个月，型式试验的样品必须是经出厂检验合格的产品。
7.1.2 检验样本和检验程序
在无特殊要求时，进行型式检验的样本，应从出厂检验合格的产品中随机抽取。
型式试验检验项目、程序按表3规定;样品数量:电池10只，样品编号为1#~10#;电池组13 组， 样品编号为1#~13#。
表 3 型式试验检验项目、程序
7.1.3 检验判别
产品的型式检验必须全部合格。
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