GB/T 44257.2-2024 电动土方机械用动力电池 第2部分：电性能要求

　　ICS 53. 100 CCS P 97

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 44257.2—2024

　　电动土方机械用动力电池

　　第 2 部分:电性能要求

　　Traction battery ofelectricearth-moving machinery—

　　Part2:Electricalperformancerequirements

　　2024-07-24发布 2024-07-24实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 44257.2—2024

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 符号和缩略语 2

　　5 技术要求 2

　　6 试验条件 3

　　7 试验方法 4

　　附录 A (资料性) 高低温试验箱试验工装 9

　　附录 B (资料性) 试验程序 10

　　参考文献 11

　　图 A. 1 工装示意图 9

　　图 A. 2 工装应用示意图 9

　　表 B. 1 试验程序 10

　　Ⅰ

　　GB/T 44257.2—2024

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 44257《电 动 土 方 机 械 用 动 力 电 池》的 第 2 部 分 。 GB/T 44257 已 经 发 布 了以 下部分 :

　　— 第 1部分 :安全要求 ;

　　— 第 2部分 : 电性能要求 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国机械工业联合会提出 。

　　本文件由全国土方机械标准化技术委员会(SAC/TC334)归 口 。

　　本文件起草单位 : 宁德时代新能源科技股份有限公司 、江苏徐工工程机械研究院有限公司 、广西柳工机械股份有限公司 、亿恩新动力科技(山东)有限公司 、博雷顿科技股份公司 、陕西同力重工新能源智能科技有限公司 、天津工程机械研究院有限公司 、厦门厦工机械股份有限公司 、上海启源芯动力科技有限公司 、江苏远航锦锂新能源科技有限公司 、内蒙古北方重型汽车股份有限公司 、临沂临工新能源科技有限公司 、惠州亿纬锂能股份有限公司 、中铁十四局集团装备有限公司 、湖南湘电绿能智控有限公司 、微宏动力系统(湖州)有限公司 。

　　本文件主 要 起 草 人 : 吴 凯 、王 佳 、吴 方 明 、于 鹏 、李 哲 、黄 向 荣 、陈 宝 庆 、王 俊 燕 、王 守 康 、黄 昆 杰 、姚树军 、薛伟 、郑剑 、杨伦磊 、孙卫阳 、李斌 、张小细 、王金路 。

　　Ⅲ

　　GB/T 44257.2—2024

　　引 言

　　GB/T 44257《电动土方机械用动力电池》是指导我国电动土方机械用动力电池相关要求的基础性和通用性标准 。GB/T 44257 旨在确立适用于土方机械用动力电池产品相关的通用性安全要求以及电性能要求 ,拟由两个部分构成 。

　　— 第 1部分 :安全要求 。 目的在于确立适用于电动土方机械行业用动力锂离子电池的安全要求 。

　　— 第 2部分 : 电性能要求 。 目的在于确立适用于电动土方机械用动力锂离子电池的电性能要求 。

　　第 1部分和第 2部分配合使用 , 以便更好地满足电动土方机械行业使用要求 。

　　Ⅳ

　　GB/T 44257.2—2024

　　电动土方机械用动力电池

　　第 2 部分:电性能要求

　　1 范围

　　本文件规定了电动土方机械用动力电池单体 、电池包或电池系统的的电性能要求 ,描述了相关试验方法 。

　　本文件适用于电动土方机械用动力锂离子电池的制造 ,其他类型动力电池的制造参照执行 。

　　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 10592 高低温试验箱技术条件

　　GB/T 44254 电动土方机械 术语

　　3 术语和定义

　　GB/T 44254界定的以及下列术语及定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　电动土方机械 electricearth-moving machinery;EEMM

　　运行能量全部或部分由电能提供的土方机械 。

　　注 1: 运行能量指土方机械作业所需要的能量 ,包括能量输入 、能量输出以及中间的能量转换过程 。

　　注 2: 电能来源于机载可充电储能系统 、燃料电池 、发电机装置 、外接线网或其他外部储能装置等 。

　　[来源 :GB/T 44254—2024,3. 1. 1] 3.2

　　高能量型电池 high energybattery

　　以高能量密度为特点,主要用于高能量输出的动力电池 。

　　注 : 高能量型电池在室温下 ,最大允许输出电功率(W)和 3I3 倍率放电能量(Wh)的比值低于 10。

　　[来源 :GB/T 44254—2024,3. 2. 1. 1. 3] 3.3

　　高功率型电池 high powerbattery

　　以高功率密度为特点,主要用于瞬间高功率输出 、输入的动力电池 。

　　注 : 高功率型电池在室温下 ,最大允许输出电功率(W)和 1I1 倍率放电能量(Wh)的比值不低于 10。

　　[来源 :GB/T 44254—2024,3. 2. 1. 1. 2] 3.4

　　额定容量 rated capacity

　　室温下完全充电后 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的放电电流测得并由制造商申明的容量值(Ah) 。

　　1

　　GB/T 44257.2—2024

　　[来源 :GB/T 44254—2024,3. 4. 2. 3] 3.5

　　额定能量 rated energy

　　室温下 ,完全充电后 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的放电电流测得并由制造商申明的能量值(Wh) 。

　　[来源 :GB/T 19596—2017,3. 3. 3. 5. 3,有修改] 3.6

　　初始容量 initialcapacity

　　新出厂的动力电池 ,在室温下完全充电后 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电至制造商规定的放电终止条件时所放出的容量(Ah) 。

　　[来源 :GB/T 44254—2024,3. 4. 2. 4]

　　4 符号和缩略语

　　4. 1 符号

　　下列符号适用于本文件 。

　　I1 :1 h率放电电流(A) ,其数值等于额定容量值 。

　　I3 :3 h率放电电流(A) ,其数值等于额定容量值的 1/3。

　　4.2 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　FS:满量程(fullscale)

　　5 技术要求

　　5. 1 电池单体

　　5. 1. 1 外观

　　电池单体外观应无变形及裂纹 ,表面应干燥 、无毛刺 、无外伤 、无污物 ,且应有清晰 、正确的标志 。

　　5. 1.2 外形尺寸及质量

　　电池单体外形尺寸及质量应符合制造商提供的技术文件 。

　　5. 1.3 室温放电容量

　　电池单体按 7. 1. 4试验 ,初始容量应不低于额定容量 ,并且不超过额定容量的 110% , 同时所有测试对象初始容量极差应不大于初始容量平均值的 5% 。

　　注 : 极差是所有样本的的最大值和最小值之差 。

　　5. 1.4 室温倍率放电容量

　　电池单体按 7. 1. 5试验 ,放电容量应不低于初始容量的 95% 。

　　5. 1.5 室温倍率充电性能

　　电池单体按 7. 1. 6试验 ,放电容量应不低于初始容量的 85% 。

　　2

　　GB/T 44257.2—2024

　　5. 1.6 低温放电容量

　　电池单体按 7. 1. 7试验 ,放电容量应不低于初始容量的 70% 。

　　5. 1.7 高温放电容量

　　电池单体按 7. 1. 8试验 ,放电容量应不低于初始容量的 95% 。

　　5. 1. 8 荷电保持与容量恢复能力

　　锂离子电池单体按 7. 1. 9试验 ,室温及高温荷电保持容量应不低于初始容量的 90% ,恢复容量应不低于初始容量的 95% 。

　　5. 1.9 储存

　　电池单体按 7. 1. 10试验 ,恢复容量应不低于初始容量的 95% 。 同时所有测试对象恢复容量和能量效率极差应不大于平均值的 5% 。

　　5. 1. 10 循环寿命

　　电池单体按 7. 1. 11试验 ,循环次数达到 500次时 ,放电容量应不低于初始容量的 90% 。

　　5.2 电池包或电池系统

　　5.2. 1 外观

　　电池包或电池系统按 7. 2. 1 检验 ,外观应无变形及裂纹 ,表面应干燥 、无毛刺 、无外伤 、无污物 ,且应有清晰 、正确的标志 。

　　5.2.2 外形尺寸及质量

　　电池包或电池系统按 7. 2. 2 检验 ,外形尺寸及质量应符合制造商提供的产品技术条件 。

　　5.2.3 室温放电容量

　　电池包或电池系统按 7. 2. 4试验 ,初始容量应不低于额定容量 ,且不超过额定容量的 110% ;室温放电能量应不低于额定能量 。

　　5.2.4 能量效率

　　电池包或电池系统按 7. 2. 4试验 ,能量效率应不低于 90% 。

　　6 试验条件

　　6. 1 一般条件

　　6. 1. 1 除另有规定外 ,试验应在温度为 25 ℃ ± 2 ℃ , 相 对 湿 度 为 10% ~ 90% , 大 气 压 力 为 86 kPa~ 106kPa的环境中进行 。

　　6. 1.2 测试目标环境温度改变时 ,在进行测试前应完成环境适应过程 : 电池单体温度与 目标环境温度差值不超过 2 ℃且至少 30 min内电池单体温度变化率应小于 1 ℃/h。

　　6. 1.3 高低温试验箱应满足 GB/T 10592的要求 ,或参照附录 A采用试验工装 。

　　6. 1.4 试验前 ,制造商应提供额定容量 、额定能量 、放电终止电压等参数 。

　　3

　　GB/T 44257.2—2024

　　6. 1.5 测试过 程 中 , 电 池 包 或 电 池 系 统 的 热 管 理 系 统 根 据 制 造 商 的 规 定 或 电 池 管 理 系 统 的 指 令 工作 ,热管理系统开启或关闭状态应在测试报告中明确说明 。

　　6. 1.6 试验程序及所需样件数量参照附录 B 中的表 B. 1。

　　6.2 测量仪器、仪表准确度

　　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% FS;

　　b) 电流测量装置 : ±0. 5% FS;

　　c) 温度测量装置 : ±1 ℃ ;

　　d) 时间测量装置 : ±0. 1 s;

　　e) 尺寸测量装置 : ±0. 1% FS;

　　f) 质量测量装置 : ±0. 1% FS。

　　6.3 测试过程误差

　　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% ;

　　c) 温度 : ±2 ℃ 。

　　6.4 数据记录与记录间隔

　　除在某些具体测试项目中另有说明 ,测试数据(如时间 、温度 、电流 、电压等) 的记录间隔不应大于15 s。

　　7 试验方法

　　7. 1 电池单体

　　7. 1. 1 外观

　　在良好的光线条件下 ,用目测法检查电池单体的外观 。

　　7. 1.2 外形尺寸和质量

　　用量具和衡器测量电池单体质量和不含极柱的外形尺寸 。

　　7. 1.3 标准充电

　　室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电至制造商规定的放电终止电压 ,静置 1 h(或制造商提供的不大于 1 h 的静置时间) ,然后按制造商提供的充电方法进行充电 。

　　若制造商未提供充电方法 , 以制造商规定且不小于 1I3 的电流恒流充电至制造商规定的充电终止电压时转恒压充电 ,至充电电流降至 0. 15I3 时停止充电 ,充电后静置 1 h(或制造商提供的不大于 1 h 的静置时间) 。

　　7. 1.4 室温放电容量

　　室温放电容量按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　4

　　GB/T 44257.2—2024

　　b) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　c) 计量放电容量(Ah) ,计算放电能量(Wh)和放电比能量(Wh/kg) ;

　　d) 重复步骤 a) ~ c)5次 , 当连续 3 次试验结果的极差小于额定容量的 3%时 ,可提前结束试验 ,取最后 3 次试验结果平均值作为初始容量 。

　　7. 1.5 室温倍率放电性能

　　7. 1.5. 1 高能量型电池

　　7. 1.5. 1. 1 室温倍率放电容量试验的数据记录间隔应不大于 100 ms。

　　7. 1.5. 1.2 室温倍率放电容量试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　b) 室温下 , 电池单体以 3I3 电流放电 ,直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　c) 计量放电容量(Ah) 。

　　7. 1.5.2 高功率型电池

　　7. 1.5.2. 1 室温倍率放电容量试验的数据记录间隔应不大于 100 ms。

　　7. 1.5.2.2 室温倍率放电容量试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　b) 室温下 , 电池单体以 10I1 (最大电流不超过 800A)电流放电 ,直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　c) 计量放电容量(Ah) 。

　　7. 1.6 室温倍率充电性能

　　按照如下步骤测试室温倍率充电性能 :

　　a) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ,静置 1 h;

　　b) 室温下 , 电池单体以制造商规定的充电策略充电至制造商规定的充电终止电压 ,或达到制造商规定的充电终止条件 ,并且总充电时间不超过 30 min,静置 1 h;

　　c) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　d) 计量放电容量(Ah) 。

　　7. 1.7 低温放电容量

　　低温放电容量试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　b) 电池单体在 -20 ℃ ±2 ℃下进行环境适应 ;

　　c) 电池单体在 -20 ℃ ±2 ℃下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 ,直到放电至制造商规定的放电终止电压(低温放电终止电压值不低于常温放电终止电压值的 80%) ;

　　d) 计量放电容量(Ah) 。

　　7. 1. 8 高温放电容量

　　高温放电容量试验按照如下步骤进行 :

　　5

　　GB/T 44257.2—2024

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　b) 电池单体在 45 ℃ ±2 ℃下进行环境适应 ;

　　c) 电池单体在 45 ℃ ±2 ℃下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 ,直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　d) 计量放电容量(Ah) 。

　　7. 1.9 荷电保持及容量恢复能力

　　7. 1.9. 1 室温荷电保持与容量恢复能力

　　室温荷电保持与容量恢复能力试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　b) 电池单体在室温下储存 30 d;

　　c) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　d) 计量荷电保持容量(Ah) ;

　　e) 电池单体再按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　f) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　g) 计量恢复容量(Ah) 。

　　7. 1.9.2 高温荷电保持与容量恢复能力

　　高温荷电保持与容量恢复能力试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　b) 电池单体在 45 ℃ ±2 ℃下储存 7 d;

　　c) 电池单体 在 室 温 下 进 行 环 境 适 应 后 , 高 能 量 型 电 池 以 1I3、高 功 率 型 电 池 以 1I1 的 电 流 放电 ,直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　d) 计量荷电保持容量(Ah) ;

　　e) 电池单体再按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　f) 室温下高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 ,直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　g) 计量恢复容量(Ah) 。

　　7. 1. 10 储存

　　储存试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ;

　　b) 电池单体室温下 , 以 1I3 电流放电 90 min;

　　c) 电池单体在 45 ℃ ±2 ℃下储存 30 d;

　　d) 电池单体室温下进行环境适应 ;

　　e) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　f) 电池单体按 7. 1. 3 的方法充电 ,计算充电能量 Ec1 ;

　　g) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　6

　　GB/T 44257.2—2024

　　h) 计量恢复容量 ,计算放电能量 Ed1 ;

　　i) 按公式(1)计算能量效率 η1 :

　　…………………………( 1 )

　　式中 :

　　η1 — 电池单体能量效率 ;

　　Ed1 — 电池单体放电能量 ,单位为瓦时(Wh) ;

　　Ec1 — 电池单体充电能量 ,单位为瓦时(Wh) 。

　　7. 1. 11 循环寿命

　　循环寿命试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池单体以制造商规定且不低于 1I3 电流放电至制造商规定的放电终止电压 ;

　　b) 电池单体 45 ℃ ±2 ℃下进行环境适应 ;

　　c) 45 ℃ ±2 ℃下 , 电池单体以制造商规定且不小于 1I3 的电流恒流充电至制造商规定的充电终止电压时转恒压充电 ,至充电电流降至 0. 15I3 时停止充电 ;

　　d) 电池单体在 45 ℃ ±2 ℃下进行环境适应 ;

　　e) 45 ℃ ±2℃下 , 以制造商规定且不低于 1I3 电流放电至制造商规定的放电终止电压 ,记录放电容量 ;

　　f) 按照步骤 b) ~ e) ,连续循环测试 500次 ;

　　g) 计量放电容量和能量 。

　　7.2 电池包或电池系统

　　7.2. 1 外观

　　在良好的光线条件下 ,用目测法检查电池包或电池系统的外观 。

　　7.2.2 外形尺寸及质量

　　用量具和衡器测量电池包或电池系统的外形尺寸及质量 。

　　7.2.3 标准充电

　　室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电至制造商规定的放电终止电压 ,静置 1 h(或制造商提供静置时间) ,然后按制造商提供的充电方法进行充电 。

　　若制造商未提供充电方法 ,则由检测机构和制造商协商确定合适的充电方法 , 或依据以下方法充电 : 以制造商规定且不小于 1I3 的电流恒流充电至制造商规定的充电终止电压 ,充电后静置 1 h(或制造商提供静置时间) 。

　　7.2.4 室温放电容量及能量效率

　　室温放电容量试验按照如下步骤进行 :

　　a) 电池包或电池系统按 7. 2. 3 的方法充电 ;

　　b) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ;计量放电容量(Ah) ,计算放电能量(Wh)和放电比能量(Wh/kg) ;

　　c) 静置 1 h(或制造商提供静置时间) ;

　　d) 电池包或电池系统按 7. 2. 3 的方法充电 ,计算充电能量 Ec2 ;

　　7

　　GB/T 44257.2—2024

　　e) 室温下 ,高能量型电池以 1I3、高功率型电池以 1I1 的电流放电 , 直到放电至制造商规定的放电终止电压 ,计算放电能量 Ed2 ;

　　f) 按公式(2)计算能量效率 η2 :

　　…………………………( 2 )

　　式中 :

　　η2 — 室温下 , 电池包或电池系统能量效率 ;

　　Ed2 — 室温下 , 电池包或电池系统放电能量 ,单位为瓦时(Wh) ;

　　Ec2 — 室温下 , 电池包或电池系统充电能量 ,单位为瓦时(Wh) 。

　　8

　　GB/T 44257.2—2024

　　附 录 A

　　(资料性)

　　高低温试验箱试验工装

　　A. 1 设置工装后 ,试验箱的负载满足 GB/T 10592—2023中 5. 1. 4 的规定 。

　　A.2 宜选用易获取 、易切割 、表面无孔隙的绝缘材料制作试验工装 。

　　A.3 工装为底部镂空的六面体 ,可一体成型 ,也可以由五块矩形平板组成 , 工装的任一平面预留出线孔 ,如图 A. 1所示 。

　　A.4 使用工装时 ,确保工装内壁与电池表面无接触 , 电池单体摆放方式宜与实际装车一致 , 如图 A. 2所示 。

　　图 A. 1 工装示意图

　　a) 电池形状示例 1

　　b) 电池形状示例 2 c) 电池形状示例 3

　　图 A.2 工装应用示意图

　　9

　　GB/T 44257.2—2024

　　附 录 B (资料性)试验程序

　　试验程序见表 B. 1。

　　表 B. 1 试验程序

　　检验项 目

　　试验方法章条号

　　样件编号

　　电池单体

　　外观

　　7. 1. 1

　　1# ~ 32#

　　外形尺寸及质量

　　7. 1. 2

　　室温放电容量

　　7. 1. 4

　　室温倍率放电性能

　　7. 1. 5

　　1# ~ 5#

　　室温倍率充电性能

　　7. 1. 6

　　低温放电容量

　　7. 1. 7

　　高温放电容量

　　7. 1. 8

　　室温荷电保持与容量恢复能力

　　7. 1. 9. 1

　　6# ~ 10#

　　高温荷电保持与容量恢复能力

　　7. 1. 9. 2

　　11# ~ 20#

　　储存

　　7. 1. 10

　　21# ~ 30#

　　循环寿命

　　7. 1. 11

　　31# ~ 32#

　　电池包或电池系统

　　外观

　　7. 2. 1

　　1#

　　外形尺寸及质量

　　7. 2. 2

　　1#

　　室温放电容量

　　7. 2. 4

　　1#

　　能量效率

　　7. 2. 4

　　1#

　　10

　　GB/T 44257.2—2024

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 19596—2017 电动汽车术语

　　11