ChinaAutoRegs|GB/T 34015.5-2025英文版翻译 车用动力电池回收利用 梯次利用 第5部分：可梯次利用设计指南

Recovery of Traction Battery Used in Electric Vehicle—Echelon Use—Part 5: Battery Design Guide for Echelon Use

CONTENTS

Foreword

Introduction

1 Scope

2 Normative References

3 Terms and Definitions

4 Basic Principles

5 Design for Echelon Use

Annex A (Informative) Individual Collection Symbol for Battery

Annex B (Normative) Factors to Be Considered in Design of Battery Management System and Remote Monitoring Data for Echelon Use of Whole Battery Packs

Bibliography

1 SCOPE

This document establishes the basic principles of design for echelon use of traction battery used in electric vehicles, and provides the guidance and recommendations on the design for echelon use.

This document is applicable to the design for echelon use of traction battery systems, packs, modules and cells used in electric vehicles.

2 NORMATIVE REFERENCES

The following normative documents contain provisions which, through normative reference in this text, constitute essential provision of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendment) applies.

GB/T 19596 Terminology of Electric Vehicles

GB/T 20861 Terminology of waste product recovery

GB/T 25978 Road vehicle—Plates and label

GB/T 30512 Requirements for prohibited substances on automobiles

GB/T 32960.3 Technical specifications for remote service and management system for electric vehicles – Part 3: Communication protocol and data format

GB/T 33993-2024 Two-dimensional code for commodity

GB/T 34014-2017 Coding regulation for automotive traction battery

GB/T 34015.3-2021 Recovery of traction battery used in electric vehicle—Echelon use—Part 3: Echelon using requirement

GB/T 37133 High voltage connection system for electric vehicle

GB 38031-2020 Electric vehicles traction battery safety requirements

GB/T 38661-2020 Technical specifications of battery management system for electric vehicles

3 TERMS AND DEFINITIONS

For the purpose of this document, the terms and definitions given in GB/T 19596, GB/T 20861 and GB 38031-2020, as well as the following apply.

3.1 secondary cell

basic functional unit, which realizes mutual conversion between chemical energy and electric energy

Note: It generally consists of electrodes, separators, electrolyte, container and terminals, and is designed to be electrically recharged.

1范围

本文件确立了车用动力电池可梯次利用设计的基本原则,提供了可梯次利用设计等方面的指导和建议。

本文件适用于可梯次利用的车用动力电池系统、电池包、模块和单体的设计。

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,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 19596电动汽车术语

GB/T 20861废弃产品回收利用术语

GB/T 25978道路车辆 标牌和标签

GB/T 30512汽车禁用物质要求

GB/T 32960.3电动汽车远程服务与管理系统技术规范 第3部分:通信协议及数据格式

GB/T 33993-2024商品二维码

GB/T 34014-2017汽车动力蓄电池编码规则

GB/T 34015.3-2021车用动力电池回收利用 梯次利用 第3部分:梯次利用要求

GB/T 37133电动汽车用高压大电流线束和连接器技术要求

GB 38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求

GB/T 38661-2020电动汽车用电池管理系统技术条件

3术语和定义

GB/T 19596、GB/T 20861和GB 38031-2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电池单体secondary cell

将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置。

注:通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被设计成可充电。

[来源:GB 38031-2020,3.1]

3.2

电池模块battery module

将一个以上电池单体按照串联、并联或串并联方式组合,并作为电源使用的组合体。

[来源:GB 38031-2020,3.2]

3.3

电池包battery pack

具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元。

注:通常包括电池单体、电池管理模块(不含电池控制单元)、电池箱及相应附件(冷却部件、连接线缆等)。

[来源:GB 38031-2020,3.3]

3.4

拆卸remove

将动力电池从电动汽车上拆除并卸下的过程。

3.5

拆解dismantling

将废旧动力蓄电池包(组)、模块进行解体的作业。

[来源:GB/T 33598-2017,3.1]

3.6

梯次利用echelon use

车用动力电池退役后,整体或经过拆解、分类、检测、重组与装配等相关工艺,能够以电池包或模块或单体的形式再次应用到包括但不限于基站备电、储能、低速动力等相关目标领域的过程。

[来源:GB/T 34015.3-2021,3.1]

3.7

可梯次利用设计design for echelon use

在新品动力电池的设计和开发阶段,使其在退役后易于梯次利用的设计。

4基本原则

4.1在车用动力电池产品设计环节,其产品结构、连接方式、循环容量等方面,宜面向潜在梯次利用场景进行相应的可梯次利用设计。

4.2在车用动力电池上宜标示最低可梯次利用的容量,容量宜符合GB/T 34015.3-2021。考虑在车用动力电池上宜标示适宜和不适宜的梯次利用场景。

4.3车用动力电池宜减少电池模块的尺寸规格种类。

4.4采用多模块组成的电池包时,设计动力电池模块时其额定电压宜不高于48V。

4.5模块额定电压高于36V时,宜在动力电池模块外表面标注模块的额定电压。

4.6动力电池包宜标示标牌与标签,标牌与标签性能宜符合GB/T 25978,并提供产品的电子标识。

4.7动力电池单体、模组与电池包、系统宜按照GB/T 34014进行编码。

4.8电池包箱体的标牌和标签注明的信息宜包括但不限于表1所规定的内容。

表1提供的信息a

序号 信息类型 信息内容

1

制造商信息 动力电池制造商名称

2 制造商地址

3 制造商官方网站地址

4

溯源信息 动力电池生产工厂

5 生产日期

6 动力电池编号

7

电池信息 宜标明动力电池的化学信息,如锂离子电池宜标记为“Li-ion”,镍氢电池宜标记为“Ni-MH”

8 标称电压、额定容量、电池质量、有害物质、灭火剂

9 含有超过0.002%镉的电池,宜标明中文名称与化学符号:镉Cd

10 含有超过0.004%铅的电池,宜标明中文名称与化学符号:铅Pb

11 含有超过0.005%汞的电池,宜标明中文名称与化学符号:汞Hg

12

回收信息 回收符号(回收符号见GB/T 16288-2024)

13 单独收集符号(样式见附录A)

14 关键原材料信息 质量分数超过0.1%的重金属及关键原材料名称,用金属化学符号标识

15 动力电池编码信息 动力电池编码宜符合GB/T 34014-2017

16

警示说明1 安全标志见GB 2894-2008的表2

17 高压警告标志见GB 18384-2020的5.1.2.1

18 警示说明2 请查阅使用说明书(安全标志见GB 10396-2006的B.2.24)

19 不要操作(安全标志见GB/T 16273.1-2008)

20 当心高温(安全标志见GB 2894-2008中表2的编号2-24)

21 禁止蹬踏(安全标志见GB 2894-2008中表1的编号1-23)

22 不可潮湿(安全标志见GB/T 191-2008中表1的序号6)

23 禁止触摸(安全标志见GB 2894-2008中表1的编号1-24)

24 必须戴防护眼镜(安全标志见GB 2894-2008中表3的编号3-1)

25 远离儿童(安全标志见GB/T 5008.1-2023的图C.3)

26 当心爆炸(安全标志见GB 2894-2008中表2的编号2-3)

27 当心腐蚀(安全标志见GB 2894-2008中表2的编号2-4)

28 用户不能自行拆卸(安全标志见GB/T 31523.1-2015)

29 禁止烟火(安全标志见GB 2894-2008中表1的编号1-2)

30 怕雨(怕雨标志见GB/T 191-2008的表1)

31

二维码标识 二维码标识宜在动力电池标牌或者标签上标示

32 二维码标识宜符合GB/T 33993-2024

33 二维码标识宜保证用户可根据分级访问要求,允许用户访问对应权限的动力电池信息

表1提供的信息a(续)

序号 信息类型 信息内容

34

梯次利用需要应用的信息 动力电池拆卸、拆解及电池管理系统的车载总线通信协议(定向公开)

35 明确的动力电池退役、回收等要求和程序

36 来自跟踪记录的换电模式电动汽车识别代号和动力电池编码的动态匹配信息

37 动力电池的维修、拆卸、使用年限和更换信息

38 电池需退役时告知车辆(电池)所有人须退役的信息与退役原因,报送、定向公开动力电池健康状态信息

a表1中动力电池制造相关信息,均宜包括动力电池单体、模组与电池包。

5可梯次利用设计

5.1通则

5.1.1动力电池设计时宜考虑可进行梯次利用的应用场景,如用于光伏路灯等场景。

5.1.2动力电池系统、整车生产企业宜考虑向梯次利用企业开放其所使用的专用接插件信息,包括但不限于接插件型号、端子定义。

5.1.3电池包及零部件材料有害物质宜满足GB/T 30512。

5.1.4进行电池包设计时,零部件宜选择具备可回收性的材料。

5.1.5电池包、模组宜使用一定条件下可溶解的黏性(胶类)物质。

注:可溶解的黏性(胶类)物质如聚氨酯类物质,配合无机酸和有机溶剂。

5.2结构设计时需考虑的因素

5.2.1结构设计时宜遵循标准化、模块化、通用性及易拆解的原则。

5.2.2考虑对电池内部固定部件进行易拆解设计,包含但不限于以下内容:

a)不同材料的零部件之间便于拆分,尤其是金属材料易于分离;

b)具有不同再生利用特性的零部件之间便于拆解;

c)含有有害物质的零部件便于拆解;

d)含有贵重/稀有材料的零部件便于拆解;

e)易损坏、寿命相对较短的零部件便于拆解。

5.2.3电池包及模块的结构设计宜充分考虑拆解便利性。包括但不限于以下:

a)单体在模块内的固定宜通过结构和摩擦力实现;

b)电池包上盖与下箱体装配宜选择螺栓连接,不宜使用粘接胶进行密封,若需使用粘接胶,宜考虑满足工装工具拆解方便的需要;

c)高压接插件宜使用GB/T 37133中的标准件,插头选择快插接头。

5.3电池包可整包梯次利用设计时需考虑的因素

5.3.1电池包与车身连接固定的方式宜易于将电池包无损拆卸,宜使用螺栓连接。

5.3.2电池包设计时宜便于通过检测设备对模块与单体进行一致性检测。

5.3.3电池包的设计宜便于更换部分电池模块和单体,采用无模组化设计成组方式的电池包宜便于更换部分单体。

5.3.4电池管理系统设计宜满足附录B。

5.3.5在电池包设计时,生产企业宜具有向已获得企业授权的梯次利用企业公开表B.1中的控制系统通信协议信息的条件。

5.4电池模块可梯次利用设计时需考虑的因素

5.4.1电池模块宜采用易从电池包中拆解取出的设计,电池模块之间宜选用易于拆解的连接方式。

5.4.2电池模块设计时宜便于通过检测设备对单体进行一致性检测。

5.4.3应用于通信基站备用电源的电池的,模块规格尺寸宜按照通信基站备用电源的免维护标准箱尺寸设计。

5.4.4应用于通信基站备用电源的电池的,模块电压宜设计为48V,或容易串联为48V的电压等级系列。

5.4.5应用于通信基站备用电源的电池的,电池模块的设计宜在满足电动汽车使用的前提下,宜把单体电压、温度的采集做成标准接口,模块的正负极做成标准接口。

5.5电池单体可梯次利用设计时需考虑的因素

5.5.1电池单体宜采用易从电池模块中拆解取出的设计,电池单体之间宜选用易于拆解的连接方式。

5.5.2单体宜采用标准尺寸的电池。

5.5.3电池单体的尺寸宜适用于再重组后尺寸、电压和接口,同时宜满足5.4.3、5.4.4与5.4.5。

附录A(资料性)电池单独收集符号

电池单独收集符号见图A.1。

图A.1电池单独收集符号

附录B

(规范性)

面向整包梯次利用的电池管理系统及远程监控数据设计时需考虑的因素

B.1电池管理系统需考虑的因素

B.1.1电池管理系统宜被设计为具有基于历史数据估计动力电池的健康状态的功能。

B.1.2宜具备基于汽车终端上传的电池充放电监控数据,结合电动汽车多采用恒流充电的工况,获取稳定可靠的充电阶段数据的功能。

B.1.3宜具备将终端记录的数据向新能源整车厂和开放给梯次利用企业部分开放的功能。梯次利用企业可根据数据对电池的容量特征进行初步评估。

B.1.4宜具备后续两个层级进行梯次利用的监控数据的记录功能。

a)梯次利用企业可提取充电过程有完整或近乎100%DOD(Depth of Discharge,放电深度)充电的曲线。

b)若无法获取完整充电数据,宜允许梯次利用企业读取不同款电池电压外特性,或宜允许可梯次利用企业选择线性度好的片段对终端记录数据进行提取和筛选。可确定通过片段数据的充电容量与对应SOC(State-of-Charge,荷电状态)的增量的比值。

B.1.5充电阶段的累计充电容量按公式(B.1)计算:

ΔC=∫Idt …………………………(B.1)

式中:

ΔC—充电阶段的累计充电容量;

I —恒流充电的电流,单位为安(A);

dt—充电数据片段的起始和结束记录时间,单位为小时(h)。

B.1.6 BMS(Battery Management System,电池管理系统)宜提供电池的SOC。

B.2电池管理系统可梯次利用设计功能需考虑的因素

电池管理系统设计宜考虑可梯次利用过程,需要满足的功能包括以下内容。

a)电池管理系统宜满足GB/T 38661-2020。

b)电池管理系统的标志宜置于电池管理系统产品的第一观察面,清楚可见,并且标志不易脱落;电池管理系统产品可拆除、更换。

c)电池管理系统宜具备SOH(State of Health,健康状态)估算功能,其中SOH估算方法宜使用B.1中的方法进行估算。

d)电池管理系统宜具备单体、模组一致性识别功能,并能暂时屏蔽异常电池,对正常电池进行健康度诊断,以利于后续去除异常电池后的模块与单体的梯次利用。

e)电池管理系统宜包括软件复位功能,以便梯次利用企业进行再使用准备、梯次利用准备、梯次利用和再制造时上传不同的电池管理系统软件。

f)电池管理系统宜采用分布式架构,主控制器与采集控制器在控制逻辑上可实现解耦,宜便于梯次利用时安装新的电池管理系统。

g)采集控制器采用标准化、模块化、通用化、智能化、可重用化设计,宜便于梯次利用时重新安装和维护。

B.3电池管理系统可梯次利用设计通信协议需考虑的因素

电池管理系统设计宜考虑可梯次利用过程,需要满足的通信协议包括以下内容:

a)电池管理系统梯次利用通信协议中宜包含电动汽车梯次利用状态识别码,用于提示电池是否达到退役条件、是否符合后续梯次利用;

b)电池管理系统采集控制器宜具备地址自动分配功能,实现即插即用;

c)电池管理系统宜具备通过CAN总线实现本地程序刷写和升级的功能;

d)电池管理系统可通过通信接口读取相关信息;

e)宜向梯次利用企业开放GB/T 32960.3中定义的数据与表1中的数据;

f)宜向梯次利用企业开放如表B.1所示与BMS相关的信息。

表B.1面向梯次利用企业开放的数据

序号 信息类型 信息内容

1

BMS相关信息 BMS的生产日期、序列号

2 BMS硬件版本、BMS软件版本、BMS系统故障

3 电池包信息 电池包中模块数量

4 电池包SOH、电池包SOE(StateofEnergy,剩余能量状态)、电池包SOP(StateofPower,功率状态)

5 电池包累计充电容量、电池包累计放电容量

6 电池包允许最大充电功率、电池包允许最大放电功率、电池包允许最大充电电流、电池包允许最大放电电流

7 电池模块信息 电池模块累计充电容量、电池模块累计放电容量

8 电池模块允许最大充电功率、电池模块允许最大放电功率、电池模块允许最大充电电流、电池模块允许最大放电电流

9 模组单体信息 模块单体电池最大电压、模块单体电池最小电压、单体电池直流内阻

参 考 文 献

[1]GB/T 191-2008包装储运图示标志

[2]GB 2894-2008安全标志及其使用导则

[3]GB/T 5008.1-2023起动用铅酸蓄电池 第1部分:技术条件和试验方法

[4]GB 10396-2006农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械 安全标志和危险图形 总则

[5]GB/T 16273.1-2008设备用图形符号 第1部分:通用符号

[6]GB/T 16288-2024塑料制品的标志

[7]GB 18384-2020电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护

[8]GB/T 31523.1-2015安全信息识别系统 第1部分:标志

[9]GB/T 33598-2017车用动力电池回收利用 拆解规范

[10]GB 43854-2024电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范

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