ChinaAutoRegs|GB/T 46991.1-2025英文版翻译《电动汽车车载动力电池耐久性要求及试验方法 第1部分:轻型汽车》
Requirements and test methods for in-vehicle traction battery durability of electric vehicles—Part 1：Light-duty vehicles
目次
前言
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4总体要求
5SOCE精度验证试验
6虚拟里程精度验证试验
7在用车符合性
8车辆系族定义 10
附录A(规范性)OBD接口传输数据清单
附录B(规范性)试验过程中的参数 13
附录C(规范性)电动汽车车载动力电池老化衰减方法 18
附录D(资料性)车辆调查清单 20
1范围
本文件规定了纯电动汽车、可外接充电式混合动力汽车的车载动力电池耐久性要求及试验方法。
本文件适用于N1类和最大设计总质量不超过3500kg的M1、M2类车辆。最大设计总质量超过3500kg的M1类车辆参照执行。
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 15089机动车辆及挂车分类
GB 18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)
GB/T 18386.1-2021电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法 第1部分:轻型汽车
GB/T 19596电动汽车术语
GB/T 19753-2021轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法
GB/T 29317电动汽车充换电设施术语
GB/T 32694插电式混合动力电动乘用车 技术条件GB/T 34598插电式混合动力电动商用车 技术条件
SAE J1979电子/电气诊断测试模式(E/EDiagnosticTestModes)
SAE J1979-2电子/电气诊断测试模式:使用UDS协议的OBD(E/EDiagnosticTestModes:OBDonUDS)
SAE J1979-3电子/电气诊断测试模式:使用UDS协议的零排放汽车动力系统[E/EDiagnosticTestModes:ZeroEmissionVehiclePropulsionSystemsonUDS(ZEVonUDS)]
3术语和定义
GB/T 15089、GB/T 18386.1-2021、GB/T 19596、GB/T 19753-2021及GB/T 29317界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电池可用能量usable battery energy (UBE)
在续驶里程试验中,从试验开始到试验结束时,由电池供应的能量。
3.2
认证电池可用能量certified usable battery energy (UBEcertified)
依据GB/T 18386.1-2021和GB/T 19753-2021测试方法,在型式认证过程中获得的电能变化量。
3.3
测量电池可用能量 measured usable battery energy (UBEmeasured)
依据GB/T 18386.1-2021和GB/T 19753-2021测试方法,在车辆当前节点测量获得的电能变化量。
3.4
认证续驶里程certified battery electric range (BERcertified)
依据GB/T 18386.1-2021和GB/T 19753-2021测试方法,确定的续驶里程型式认证值。
3.5
测量续驶里程 measured battery electric range (BERmeasured)
依据GB/T 18386.1-2021和GB/T 19753-2021测试方法,在车辆当前节点测量获得的车辆续驶里程。
3.6
电池可用能量状态state of certified energy (SOCE)
在车辆寿命周期的特定里程节点或特定时间节点测量的车载动力电池可用能量的状态。
注:是测量电池可用能量相对于认证电池可用能量的百分比。
3.7
可用续驶里程状态state of certified range (SOCR)
在车辆寿命周期的特定里程节点或特定时间节点测量的车辆续驶里程的状态。
注:是测量续驶里程相对于认证续驶里程的百分比。
3.8
车载电池可用能量状态onboard SOCE (SOCEread)
通过OBD通用工具、远程传输或其他方式从车辆上获取的SOCE值。
3.9
测量电池可用能量状态 measured SOCE (SOCEmeasured)
测量电池可用能量除以认证电池可用能量。
3.10
最低性能要求 minimum performance requirement (MPR)
在车辆寿命周期内特定年限或里程节点,以SOCE表示的电池最低耐久性能要求。
3.11
SOCR监测器/SOCE监测器SOCR monitor/SOCE monitor
集成在车辆上的装置,通过计算从车辆系统收集的数据,持续估算车辆可用续驶里程和电池可用能量状态。
3.12
能量释放总量energy throughput
在车辆寿命周期内,电池累积释放的能量总量。
3.13
用于非牵引目的总放电量total discharge energy for non-traction purposes
为支持N1类车的特定使用情况而从电池中放出用于牵引以外目的的能量总量,不包括车内空调
制冷/加热或M1、M2中已有的其他用途。
3.14
虚拟里程virtual distance
dvirt
车辆用于V2X或非牵引目的放电量对应的等效里程。
3.15
车载虚拟里程onboard virtual distance
dvirt,on-board
车辆系统中显示的用于V2X或非牵引目的放电量对应的等效里程。
3.16
测量虚拟里程 measured virtual distance
dvirt,measured
根据测量结果计算得到的车辆用于V2X或非牵引目的放电量对应的等效里程。
3.17
电动汽车充放电双向互动vehicle to x (V2X)
电动汽车动力蓄电池通过充放电装置与电网或负荷相连,作为储能单元参与供电的运行方式。
注:电网或负荷包括公共电网、楼宇供配电系统、住宅供电能系统、电动汽车动力蓄电池、用电负荷等。
[来源:GB/T 29317-2021,10.1]
4总体要求
4.1一般要求
4.1.1车辆上应安装符合GB 18352.6-2016(或其他适用版本)规定的诊断接口。
4.1.2可外接充电式混合动力汽车(OVC-HEV)应符合SAE J1979或SAE J1979-2的相关要求。纯电动汽车(BEV)应符合SAE J1979-3的相关要求。
4.1.3车辆应具备SOCE和SOCR监测功能,并在全寿命周期内持续监测和更新SOCE、SOCR和附录A中的其他数据。
4.1.4SOCE和SOCR应按照百分数的方式表示,范围应为0~100%,保留到百分位后一位。
4.1.5汽车生产企业或其授权代理者应通过车载诊断系统(OBD)端口提供最新的车载SOCE和SOCR数值,同时也可通过远程传输(OTA)提供。汽车生产企业或其授权代理者应向用户至少提供一种方法以获得SOCE的数值,确保用户获得的数值与相关管理部门保持一致。例如:
—仪表盘指示;
—车载信息娱乐系统;
—远程访问(例如,通过手机应用程序)。
4.1.6在车辆十年或200000km全寿命周期内,车载动力电池应满足4.2及4.3的要求。
4.2精度要求
4.2.1对于SOCE精度,SOCEread与SOCEmeasured的差值不应超过5%,即SOCEread减去SOCEmeasured的结果应小于或等于5%。
4.2.2对于虚拟里程精度,车载虚拟里程与测量虚拟里程的相对偏差不应超过3%。
4.3电池耐久性最低性能要求
对于OVC-HEV和BEV的车辆应满足表1规定的最低性能要求。针对非换电式纯电动汽车、可外接充电式混合动力汽车,使用时间和累计里程以车辆生产日期计算;针对换电式纯电动汽车,使用时间和累计里程以电池生产日期和电池累计使用里程计算。
表1最低性能要求
车辆类型 使用时间/累计里程 基于电池可用能量状态(SOCE)的最低性能(MPR)OVC-HEV 基于电池可用能量状态(SOCE)的最低性能(MPR)BEV
注:对于认证续驶里程小于或等于220km的M1和M2类的BEV车辆,其基于电池可用能量状态(SOCE)的最低性能(MPR)为,从新车开始到五年/100000km(含),以先到者为准:80%;五年/100000km到八年/160000km(含),以先到者为准:72%;八年/160000km到十年/200000km(含),以先到者为准:67%。
对于具备V2X功能的车辆或用于非牵引目的N1类车(如冷藏车),在电池耐久性最低性能验证时,车辆累计里程为行驶里程与虚拟里程之和,其中虚拟里程按公式(1)计算。
dvirt —在V2X期间的等效虚拟里程,单位为千米(km);
EV2X —在V2X期间的总放电能量,单位为瓦时(Wh);
ECcertified—型式认证能量消耗量,单位为瓦时每千米(Wh/km)。
5 SOCE精度验证试验
5.1试验车辆
试验车辆可根据生产企业推荐方式进行磨合,其中磨合里程应不低于300km且不超过5000km。磨合完成后,可根据生产企业要求进行车辆预处理。
其他要求应符合GB/T 18386.1-2021和GB/T 19753-2021的规定。
5.2试验方法
5.2.1总体要求
5.2.1.1对于纯电动汽车,依据GB/T 18386.1-2021获得续驶里程(BER)和电池可用能量(UBE),其中UBE为GB/T 18386.1-2021中7.3.1和7.3.2所述的电能变化量,按照附录B计算。
5.2.1.2对于可外接充电式混合动力汽车,依据GB/T 19753-2021获得BER和UBE,其中BER为等效全电里程(EAER),UBE按照附录B计算。
5.2.2初始试验
按照5.2.1的要求进行试验,获得车辆的UBE和BER。
5.2.3验证试验
按照附录C进行电动汽车车载动力电池老化衰减测试,满足以下条件之一时,按照5.2.1的要求进行电池可用能量(UBE)试验,得到对应耐久里程的UBEmeasured,同时记录相应的SOCEread。在验证试验开始前,生产企业可进行车辆预处理试验。
a)对于纯电动汽车:
1)SOCEread不大于99%且车辆累积行驶里程不低于20000km;
2)车辆累积行驶里程达到50000km。
b)对于满足GB/T 32694或GB/T 34598的可外接充电式混合动力汽车:1)SOCEread不大于99%且车辆累积行驶里程不低于15000km;
2)车辆累积行驶里程达到30000km。
c)对于不满足GB/T 32694或GB/T 34598的可外接充电式混合动力汽车:1)SOCEread不大于99%且车辆累积行驶里程不低于5000km;
2)车辆累积行驶里程达到10000km。
5.3结果计算
5.3.1 SOCEmeasured通过测量电池可用能量除以认证电池可用能量获得,以百分比表示。SOCEmeasured按公式(2)计算。
SOCEmeasured—测量电池可用能量状态,四舍五入至小数点后一位;
UBEmeasured—测量电池可用能量,四舍五入取整,单位为瓦时(Wh);
UBEcertified—认证电池可用能量,四舍五入取整,单位为瓦时(Wh)。
如果UBEmeasured高于UBEcertified,则SOCEmeasured应为100%。
5.3.2SOCRmeasured通过测量续驶里程除以认证续驶里程获得,以百分比表示。SOCRmeasured按公式(3)计算。
SOCRmeasured—测量可用续驶里程状态,四舍五入至小数点后一位;
BERmeasured—测量续驶里程,四舍五入取整,单位为千米(km);
BERcertified —认证续驶里程,四舍五入取整,单位为千米(km)。
如果BERmeasured高于BERcertified,则SOCRmeasured应为100%。
5.4判定方法
在对应里程节点的第一次UBE测试后,若SOCEread(测试结束后)与SOCEmeasured的差值不超过5%,则该测试车型通过精度验证。否则,应进行第二次UBE测试。
第二次UBE测试结束后,分别计算两次SOCEread与SOCEmeasured的算术平均值,若算术平均值的差值不超过5%,则该测试车型通过精度验证。否则,应进行第三次UBE测试。
第三次UBE测试结束后,分别计算三次SOCEread与SOCEmeasured的算术平均值,若算术平均值的差值不超过5%,则该测试车型通过精度验证。否则,不通过。
6虚拟里程精度验证试验
6.1总体要求
6.1.1当生产企业要求使用虚拟里程时,需要对报告的虚拟里程进行验证。
6.1.2为验证车辆系统中虚拟里程的准确性,应对在V2X或非牵引用途(如适用)下的车辆进行测试,以验证车辆系统中给出的虚拟里程是否准确。检测项目应包括所有V2X功能项,比如电动汽车与电网充放电双向互动(V2G)、电动汽车与住宅充放电双向互动(V2H)、电动汽车之间充放电(V2V)和电动汽车对负荷供电(V2L)。测量中,记录使用过程中用于非牵引目的总放电量,用以计算测量虚拟里程。
6.2试验方法
6.2.1试验室温度设置为23℃,允许偏差为±5℃。
6.2.2试验前,车辆的SOC不低于95%。
6.2.3试验中仅开启单一V2X功能,对外放电功率设置为最大放电功率,持续放电2h后停止(或放电至截止电压),并记录V2X期间的放电量。
6.2.4验证流程和输出结果按表2执行以下步骤,确定必要的验证结果。
表2虚拟里程验证流程和输出结果
6.3判定方法
6.3.1在第一次测试结束后,若虚拟里程精度不超过3%,则该测试车型通过。否则,企业可进行修正,并进行第二次验证。
6.3.2第二次测试结束后,计算两次试验虚拟里程精度的算术平均值,若结果不超过3%,则该测试车型通过精度验证。否则,企业可进行修正,并进行第三次测试。
6.3.3第三次测试结束后,计算三次试验虚拟里程精度的算术平均值,若结果不超过3%,则该测试车型通过精度验证。否则,不通过。
7在用车符合性
7.1总体要求
生产企业应采取措施确保电池SOCE精度、虚拟里程精度和电池耐久性满足在用车符合性要求。
7.2SOCE精度验证
7.2.1验证频率
7.2.1.1汽车生产企业应按照相关管理部门规定的频次进行在用车符合性自查,直到各监测器系族的最后一辆车售出后达到5年、8年、10年,并将验证结果上报相关管理部门。
7.2.1.2如果在上一年度中,市场上销售的同一监测器系族的车辆年度销量低于5000辆,则不强制要求进行精度验证。若相关管理部门要求,仍需要对监测器系族进行精度验证试验。
7.2.2验证程序
7.2.2.1SOCE精度在用车符合性验证流程见图1。
7.2.2.2在SOCE精度验证时,测量电池可用能量,并在验证试验之前,收集监测器显示的SOCEread。在验证试验完成之后,再次收集SOCEread,其中试验前的SOCEread作为记录,试验后的SOCEread用于计算。
7.2.2.3结果计算采用5.3中的计算方法。
图1SOCE精度要求验证流程图
7.2.3车辆样品通过/未通过判定的统计方法
从同一监测器系族的车辆中选取适当数量的车辆(至少3辆,但不超过16辆),用于在用车辆调查(见附录D)之后的试验。车辆调查信息用于确定车辆正常使用和维护。公式(4)~公式(6)用于判断SOCE的精度。
SOCE精度判定见公式(4)。
SOCEread,i —车辆i的SOCE显示值;
SOCEmeasured,i—车辆i的SOCE测量值;
xi —车辆i的显示值SOCEread,i与测量值SOCEmeasured,i的差值。
平均值Xtests和标准偏差s按公式(5)和公式(6)计算。
N—从同一监测器系族中选取的车辆数。
对于N个试验,其中3≤N≤16,系数A为5:
—如果Xtests≤A-(tP1,N+tP2,N)×s,则系族通过;
—如果Xtests>A+(tF1,N-tF2)×s,则系族未通过;
—如果有以下情况,则再增加一辆车:
A-(tP1,N+tP2,N)×s<Xtests≤A+(tF1,N-tF2)×s
其中参数tP1,N、tP2,N、tF1,N和tF2取自表3。
表3样本量的通过/未通过判断标准
7.3电池耐久性最低性能要求验证
7.3.1验证程序
电池耐久性在用车符合性验证流程见图2。
图2电池耐久性验证流程图
7.3.2生产企业或相关管理部门应随机抽取年限在4.5年~5年或行驶里程98000km~100000km(以先到者为准)的车辆,原则上抽取数量不少于500辆。若其中不低于90%的车辆的SOCEread值满足表1规定的最低性能要求,则视为通过。
7.3.3生产企业或相关管理部门应随机抽取年限在7.5年~8年或行驶里程158000km~160000km(以先到者为准)的车辆,原则上抽取数量不少于500辆。若其中不低于90%的车辆的SOCEread值满足表1规定的最低性能要求,则视为通过。
7.3.4生产企业或相关管理部门应随机抽取年限在9.5年~10年或行驶里程198000km~200000km(以先到者为准)的车辆,原则上抽取数量不少于500辆。若其中不低于90%的车辆的SOCEread值满足表1规定的最低性能要求,则视为通过。
7.3.5验证频率
7.3.5.1生产企业按照相关管理部门要求的频率从不同地区随机抽取充足的同一电池耐久性系族车辆样本,并进行数据收集。
7.3.5.2如果样本中的车辆数量低于500,则根据生产企业的请求,经相关管理部门同意,可从样本中最多排除5%的车辆,并向相关管理部门提供排除各车辆的信息和原因。
7.3.6电池耐久性验证结果判断
7.3.6.1如果样本中大于或等于90%的车辆SOCEread高于MPR,则满足在用车符合性要求。
7.3.6.2如果样本中小于90%的车辆SOCEread高于MPR,则不满足在用车符合性要求。
7.4虚拟里程验证
7.4.1验证程序
验证程序按照6.2执行,电池耐久性在用车符合性验证流程见图3。
图3虚拟里程精度验证流程图
7.4.2虚拟里程验证通过或未通过判定方法
生产企业或相关管理部门选取同一虚拟里程系族的1辆~3辆用于V2X或非牵引目的的车辆,按照6.2要求进行验证。若第一辆车的虚拟里程精度不超过3%,则判定通过,否则追加一辆车并进行测试,若测试结果不超过3%,则通过,否则再追加一辆车并进行测试,若测试结果不超过3%,则通过,否则不通过。
8车辆系族定义
8.1监测器系族和电池耐久性系族参数
应按照同一系族中车辆的基本设计参数相同来定义监测器系族、虚拟里程系族和电池耐久性系族。若生产企业提出申请,并提交相应的技术说明,由相关管理部门批准后可被认定为同一系族的车型。
8.2监测器系族
至少保证以下方面相同的车辆为同一SOCR监测器/SOCE监测器系族车型。
a)用于估算车上SOCR和SOCE的算法。
b)传感器配置(用于确定SOCR和SOCE估算值的传感器):
● 厂家保持一致;
● 型号保持一致;
● 精度保持一致。
c)对SOCR监测器/SOCE监测器精度有显著影响的电池单体特征。
d)车辆类型(BEV或OVC-HEV)。
8.3虚拟里程系族
至少保证以下方面相同的车辆为同一虚拟里程精度系族车型。
a)用于计算虚拟里程的算法。
b)传感器配置(用于确定虚拟里程的传感器):
● 厂家保持一致;
● 型号保持一致;
● 精度保持一致。
c)对虚拟里程精度有显著影响的电池单体特征。
d)车辆类型(BEV或OVC-HEV)。
8.4电池耐久性系族
至少保证以下方面相同的车辆为同一电池耐久性系族车型:
a)电机类型与数量,包括净功率、类型(异步/同步等),以及其他对电池耐久性的影响不可忽略的特征;
b)电池类型[尺寸、单体类型,包括形式与化学特征、容量(安时)、标称电压、额定功率];
c)电池管理系统(BMS)(关于电池耐久性监测与估算);
d)电池的被动与主动热管理;
e)电机和电池之间、在充电插座和电池之间的电能转换器类型,以及其他对电池耐久性的影响不可忽略的特征;
f)所有影响电池耐久性的部件的运行策略;
g)声明最大充电功率。
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