《电动汽车用蓄电池械结构可靠性评价方法》

ICS

43.120CCS T47T/DCB中国电池工业协会团体标准T/DCB XXXX—XXXX电动汽车用蓄电池械结构可靠性评价方法Reliability evaluationmethod ofbattery structurefor electricvehicle（征求意见稿）（本草案完成时间）2024/9/9在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国电池工业协会发布q,=l—力

（8）式中%——单项机械结构可靠性离散指标失效系数，其中尸1,2；»——单项机械结构可靠性连续指标，其中产1,2；机械结构可靠性失效系数计算一厂・电池机械结构可靠性失效系数计算公式如下——机械结构可靠性失效系数；QM一一单项机械结构可靠性连续指标失效系数，其中，=1,2,…6；%——单项机械结构可靠性离散指标失效系数，其中六1,2；Wi——连续机械可靠性失效指标的权重系数（i=l,2,…6）,其值分别为

0.

2、

0.

3.

0.

85.

0.

6、

0.

6、

0.55；力——离散机械可靠性失效指标的权重系数（7=1,2）,其值分别为

0.

5、

0.5；检测规则7失效判断

7.1电池可靠性评价指标和失效阈值见表4表可靠性评价指标和失效阈值4序号可靠性评价指标失效指标/失效阈值备注1外观破裂、破损、折断、排气/2超声探伤微裂纹

20.1mm/3扭矩下降60%的螺栓占比40%/4Z轴一阶固有频率变化率10%/5y轴一阶固有频率变化率10%/6X轴一阶固有频率变化率10%/7最大应变量变化率30%/8气密性240Pa/min或制造商规定的值9绝缘电阻2100V/Q/机械结构可靠性评价

7.2-n6r-r2iu=117q9将机械结构可靠性评价指标带入公式计算机械结构可靠性评价系数，并以该系数对电池机械结构进行9,等级评价，评价规则见表5表评价等级5可靠性评价系数（QM）值评价等级0完全失效0e

0.3差

0.

320.8中

1.1-20201本文件由提出XXXX本文件由归口XX XX本文件起草单位本文件主要起草人电动汽车用蓄电池械结构可靠性评价方法范围1本文件规定了电动汽车用蓄电池产品的机械结构可靠性的评价方法，对动力电池包或系统在多因素影响下的结构可靠性进行定量评价本文件适用于装载于新能源汽车的动力电池包和系统，其他类型电池，如半固态动力电池或储能电池参考本文件执行规范性引用文件2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，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件电动汽车用动力蓄电池安全要求GB38031-2020术语和定义3下列术语和定义适用于本文件

3.1电池包battery pack具有从外部获得电能并可对外输出的单元注通常包括电池单体、电池管理模块（不含BCU）,电池箱及相应附件（冷却部件、连接线缆等）电池系统battery system一个或一个以上的电池包及相应附件（管理系统、高压电路、低压电路及机械总成等）构成的能量存储装置爆炸explosion突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物，可能会对周边区域造成结构或物理上的破坏AR起火fire电池单体、模块、电池包或系统任何部位发生持续燃烧（单次火焰持续时间大于）火花及拉弧不属lso于燃烧外壳破裂housing crack由于内部或外部因素引起电池单体、模块、电池包或系统外壳机械损伤,导致内部物质暴露或溢出一36固有频率natural frequency系统本身固有的振动频率应变量stress shapevariable样品因外力所造成的微小形变量残余扭矩residual torque测试后样品连接螺栓所剩余的扭矩值q

3.超声探伤ultrasonic inspection利用超声波非破坏性地检查材料或机械部件的内部缺陷、伤痕的一种技术四综合测试four comprehensivetest对电池样品进行振动、温度、湿度和充放电的综合测试缩略语和符号4/ilh率放电电流（A）,其数值等于额定容量值；33h率放电电流（A）,其数值等于额定容量值的1/3试验条件5一般条件51除非另有规定，试验环境温度为它±（相对湿度为大气压力为

5.

1.12252,10%〜90%,86kPa〜106kPa的环境中进行推荐的预处理充电方法室温下，锂离子电池单体先以八电流放电至制造商技术条件中规定的放

5.

1.21电终止电压，搁置然后按以人或制造商规定且不小于电流恒流充电至锂离子电池单体达制造商技术lh,1/3条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至h时停止充电，充电后搁置

0.051ho其它预处理充电方法可以按制造商提出的要求进行，但初始充电电流应大于等于/3测试样品均经过预处理充电后进行测试

5.

1.3二测量仪器、仪表准确度5测量仪器、仪表准确度应满足以下要求a）电压测量装置±

0.5%F.S.；b）电流测量装置:±

0.5%F.S.；c）温度测量装置:±

0.5℃；d）时间测量装置:±1s；e）电阻测量装置±

0.1mQ；）加速度测量灵敏度幅值f±1%F.S.测试过程误差55控制值（实际值）与目标值之间的误差要求如下a）电压±1%；b）电流:±1%；A安全要求5电池包或系统按照进行综合振动试验，应无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象，且不触发异常终

6.L1止条件试验后的绝缘电阻应不小于100Q/V试验方法6电池机械结构可靠性指标数据采集方法四综合测试

6.

1.1对电池样品进行四综合测试，测试步骤如下）超声探伤试验开始前，使用超声探伤设备对电池样品的吊耳和底部中轴线进行检测a）气密检测对电池包施加压力或制造商规定的测试压力，保压时间测试时间测试后b5KPa60s,30s,电池包气体泄露量应不大于或制造商规定的泄露量40Pa/min,）绝缘测试参考附录中所使用的方法c GB38031-2020B）扭矩测试对电池样品的高压铜排连接螺栓、高压口连接螺栓、上盖螺栓扭矩进行记录注高压d铜排连接螺栓扭矩和高压口连接螺栓扭矩测试需专业人员进行，并佩戴专业护具）样品安装按照试验对象车辆安装位置和的要求，将测试样品安装在振动台上在电e GB/T

2423.43池包或系统的关键吊点、底部龙骨中心、前后高压接口等位置粘贴加速度传感器，也可根据制造商需求在特定位置粘贴在加速度传感器附近位置粘贴应变片）扫频测试:在每个方向振动测试前后对电池包或系统进行扫频，扫频的频率范围为加速度f5〜200Hz,为扫频过程中监控各加速度传感器的采样值，以第一个峰的频率作为电池包或系统的一阶固

0.5g,有频率同时使用应变采集装置监控扫频过程中各应变片的应变量并加以记录该测试在每个方向四综合测试前后进行，共进行次6）四综合测试对于装载在除类以外的车辆上的电池包或系统，振动测试参数参照振动测试，按g MINI照表进行对于装载在类车辆上的电池包或系统，振动测试参数按照表进行；电池包或1MINI2系统振动过程中温度和湿度的要求:环境温度范围测试过程中温湿度随振动时间施-20℃〜55℃,加的对应关系如表3,随机过程循环两次，定频温度为25℃,湿度50%RH；试验过程中，需监控测试样品内部最小监控单元的状态，如电压和温度等每个方向完成测试后观察两个小时表除］、］类以外的车辆电池包或系统的振动测试条件1M N随机振动（每个方向测试时间为12h）频率（Hz）z轴功率谱密（PSD）y轴功率谱密度（PSD）x轴功率谱密度（PSD）

50.

0080.

0050.

002100.

0420.

0250.

018150.

0120.

0250.

018400.0005——

600.0001—

1000.

00050.0001—

2000.

000010.

000010.00001z轴y轴X轴RMS

0.73g

0.57g

0.52g正弦定频振动（每个方向测试时间为2h）频率（HZ）e轴定频幅值y轴定频幅值X轴定频幅值20±

1.5g±

1.5g±

2.0g表、类车辆电池包或系统的振动测试条件2Mi N1随机振动（每个方向测试时间为12h）频率（Hz）z轴功率谱密（PSD）y轴功率谱密度（PSD）x轴功率谱密度（PSD）

50.

0150.

0020.

006100.005——

150.015・1—

200.005——30——

0.

006650.001——

1000.001——Z轴y轴X轴RMS

0.64g

0.45g

0.50g正弦定频振动（每个方向测试时间为lh）频率Hz轴定频幅值y轴定频幅值X轴定频幅值24±

1.5g±

1.0g±

1.0g表电池包或系统的振动时间与环境温度对应值3累计持续时间（min）阶段持续时间（min）测试环境温度（°C）测试环境相对湿度0/25℃±2℃80%4848-20℃±2℃/168120-20℃±2℃/2164825c±2℃80%℃±2℃240245580%48012055℃±2℃80%样品后处理完成四综合测试后，按照、、中所述对电池样品进行超声探伤、气密测试和绝缘测h ab c试对电池样品残余扭矩进行检测和记录，所测螺栓与中所述相同i d超声探伤参数

6.

1.2探伤参数计算公式如下与二1-10/1式中加一一探伤参数值；I——为最大微裂纹的长度

0.001W/W

0.1；螺栓占比计算

6.

1.3以扭矩下降超过计算螺栓占比公式如下60%*=S100%2N乙式中螺栓扭矩保持率；X2——N——电池样品关键位置螺栓数量；N60%——四综合测试后的扭矩低于原扭矩的螺栓数量；60%轴一阶固有频率变化率计算

6.

1.4Z电池轴的一阶固有频率变化率计算公式如下Z%3=X100%3式中轴的一阶固有频率变化率；X3——ZJz——四综合测试前电池样品的一阶固有频率；h——四综合测试后的电池样品的一阶固有频率；轴一阶固有频率变化率

6.

1.5y电池丫轴的一阶固有频率变化率计算公式如下x=X100%44JY式中轴的一阶固有频率变化率；%4——y四综合测试前电池样品的一阶固有频率；A——/丫一一四综合测试后的电池样品的一阶固有频率；轴一阶固有频率变化率

6.

1.6X电池样品的轴的一阶固有频率变化率可使用公式进行计算:X5x100%5%5=式中:四综合测试前电池样品的一阶固有频率;/x-四综合测试后的电池样品的一阶固有频率;/x一一轴的一阶固有频率变化率;%5X应变量变化率

6.

1.7该值以电池样品四综合测试前后扫频所测出的最大应变量为基准，计算测试前后应变量的变化率,公式如下:x100%6式中:一—电池样品最大应变量的变化率;X6四综合测试前最大应变量;四综合测试后的该应变片所对应的应变力;气密测试

6.

1.8在四综合测试前后对样品进行气密性测试，如通过气密性测试，离散机械结构可靠性指标为不通y1,过则》为0绝缘测试在四综合测试前后对样品进行绝缘电阻测试，如通过绝缘性测试，离散机械结构可靠性指标，2为1,不通过则”为0；机械结构可靠性评价系数计算6单项机械结构可靠性失效系数计算

6.

2.1XiQi=xi,ref单项连续机械结构可靠性失效指标计算公式:式中:q\——单项机械结构可靠性连续指标失效系数，其中:1,2,…6；单项机械结构可靠性连续指标，其中2,…6；”——对应连续性指标的失效阈值z=b2,...6,其值分别为

1、

0.

4、

0.

1、

0.

1、

0.

1、

0.3；单项离散机械结构可靠性失效指标计算公式:。