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中科中涣参与 客车锂离子动力蓄电池箱火灾防控装置标准实施

2023-07-21 来源:客车网 作者:影月

中科中涣

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  由中科中涣参与起草的JT/T 1461-2023《客车锂离子动力蓄电池箱火灾防控装置配置要求》行业标准,已于2023年01月19日由中华人民共和国交通运输部发布,于2023年7月19日起正式实施。该《标准》由全国汽车标准化技术委员会客车分技术委员会(SAC/TC114/SC22)提出并归口,由中国公路学会客车分会、应急管理部天津消防研究所、安徽中科中涣智能装备股份有限公司等20多家企业单位起草。

  

行业标准

  本标准规定了客车锂离子动力蓄电池箱火灾防控装置的基本要求、技术要求以及配置和安装要求。本标准适用于以磷酸铁锂锂离子电池作为可充电储能装置的M₂和M₃类客车,采用锰酸锂、钛酸锂、磷酸锰铁锂等锂离子电池作为可充电储能装置的其他新能源客车参照使用。






鉴定证书

  本标准不适用于以三元体系锂离子电池作为可充电储能装置的客车。

  公司概述

  中科中涣作为提供新能源汽车动力锂电池智慧防控闭环解决方案的企业,致力于解决动力锂离子电池的热失控问题。公司拥有自主实验室,实验室长期与中科大火灾科学国家重点实验室、埃波托斯实验室等保持科研合作关系,围绕锂离子电池火灾等基础科学问题,系统研究了锂离子电池火灾孕育机制和演化规律,意在掌握锂电池热失控机制,并解决动力锂离子电池热失控起火等不安全因素。

  以下是标准全文:

客车锂离子动力蓄电池箱火灾

防控装置配置要求

  1 范围

  本标准规定了客车锂离子动力蓄电池箱火灾防控装置的基本要求、技术要求以及配置和安装要求。

  本标准适用于以磷酸铁锂锂离子电池作为可充电储能装置的M₂和M₃ 类客车,采用锰酸锂、钛酸锂、磷酸锰铁锂等锂离子电池作为可充电储能装置的其他新能源客车参照使用。

  本标准不适用于以三元体系锂离子电池作为可充电储能装置的客车。

  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 2408—2008 塑料 燃烧性能的测定 水平法和垂直法

  GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP 代码)

  GB 7258 机动车运行安全技术条件

  GB/T 15089 机动车辆及挂车分类

  GB15322.1—2019 可燃气体探测器 第1部分:工业及商业用途点型可燃气体探测器

  GB/T 18655—2018 车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法

  GB/T 19596—2017 电动汽车术语

  GB/T 19951—2019 道路车辆 电气/电子部件对静电放电抗扰性的试验方法 GB 20517—2006 独立式感烟火灾探测报警器

  GB/T 21437.2-2021 道路车辆 电气/电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第 2 部 分:沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性

  GB/T 21437.3—2021 道路车辆 电气/电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第 3 部 分:对耦合到非电源线电瞬态的抗扰性

  GB/T 28046.1—2011 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第1部分:一般规定

  GB/T28046.2—2019 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第2部分:电气负荷 GB/T 28046.4—2011 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第4部分:气候负荷 GB 30122—2013 独立式感温火灾探测报警器

  GB 34655—2017 客车灭火装备配置要求

  GB 34660—2017 道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法

  GB 38031—2020 电动汽车用动力蓄电池安全要求

  3 术语和定义

  GB/T 15089、GB/T 19596、GB34655界定的下列术语和定义适用于本文件。

  3.1

  锂离子动力蓄电池箱火灾防控装置 fire protection and control device for lithium ion power bat-tery pack

  固定安装在客车上,对锂离子动力蓄电池箱内电池漏液、热失控异常及火灾进行探测、报警和抑制, 并能维持一定抑制时间的装置。

  3.2

  火灾监测及报警装置 fire monitoring and warning device for lithium ion power battery pack

  固定安装在客车上,用于锂离子动力蓄电池箱内热失控及火灾早期监测报警的装置。

  3.3

  降温型火灾抑制装置 cooling type fire suppression device

  固定安装在客车上,向锂离子动力蓄电池箱内喷洒抑制介质,对电池箱内火灾进行扑救,同时显著 降低锂离子动力蓄电池箱内电池温度,并维持一定抑制时间的装置。

  3.4

  集中式配置方式 centralized configuration

  采用一套火灾防控装置对多个锂离子动力蓄电池箱火灾进行防控的配置方式。

  3.5

  分布式配置方式 distributed configuration

  采用一套火灾防控装置对一个锂离子动力蓄电池箱火灾进行防控的配置方式。

  4 基本要求

  4.1 采用锂离子动力蓄电池作为可充电储能装置的 M₂ 和 M₃ 类客车(以下简称“车辆”)应配置锂离 子动力蓄电池箱火灾防控装置(以下简称“火灾防控装置”)。

  4.2 车辆上配置的火灾防控装置应由火灾监测及报警装置和全淹没灭火方式的降温型火灾抑制装置 (以下简称“火灾抑制装置”)组成。

  4.3 火灾防控装置应为符合国家消防产品市场准入制度要求的产品。

  4.4 火灾防控装置在正常使用条件下启动时,不应对驾乘人员产生潜在的安全隐患。

  4.5 火灾防控装置的火灾监测及报警装置和火灾抑制装置宜为同一制造商的产品。

  4.6 火灾防控装置的维护周期不应低于电池箱的维护周期。

  4.7 车辆的产品使用说明书中应注明火灾防控装置的使用方法和检查方法。火灾防控装置制造商提 供的产品使用说明书中应注明火灾防控装置的检查方法和更换周期。

  5 技术要求

  5.1 温度

  5.1.1 工作温度

  火灾防控装置的正常工作温度范围为-40℃~+65℃,或由整车厂和制造商按照 GB/T 28046.4—2011的规定确定。

  5.1.2 储存温度

  火灾防控装置的储存温度范围为-40℃~+85℃,或由整车厂和制造商按照GB/T 28046.4一 2011的规定确定。

  5.2 工作电压

  火灾防控装置的工作电压范围应符合表1的规定。

  5.3 功能

  5.3.1 火灾防控装置应能在动力蓄电池发生电池漏液、热失控异常及火灾等情形时发出报警信号。当探测装置满足制造商规定的启动动作条件时,火灾抑制装置应在2 s 内自动启动并向电池箱内喷放 抑制介质,且报警后5 min 内电池箱外部不应起火爆炸。

  5.3.2 火灾防控装置应具备手动和自动启动功能,在接收到火灾报警信号后,手动启动功能应立即 有效。

  5.3.3 除车辆维护外,车辆运行、充电状态下及停车断电72h 内,火灾防控装置应能正常工作。

  5.3.4 火灾防控装置发生故障、预警或启动时,应能向驾驶区域发出声、光报警信号,且故障信号、预 警信号和启动信号应有明显区别。

  5.3.5 火灾防控装置应具备数据存储功能,能存储不少于24h 的报文。报警信息、故障信息等均应有

  记录,且时间记录应精确到秒。报文记录应具有断电保持功能,每个报警记录至少应包含报警时间、报 警设备编号、传感器采集的数据值。

  5.3.6 火灾防控装置应能与整车通过总线(CAN) 方式进行通信。

  5.3.7 火灾防控装置应能对每个电池箱进行监测及报警,且能对车辆上每个电池箱进行火灾防控。

  5.3.8 火灾监测及报警装置应具有一氧化碳、烟雾及温度报警功能。

  5.3.9 火灾监测及报警装置应具有自诊断功能,当装置处于异常运行状态时应发出与报警信号有明显区别的故障信号。

  5.3.10 火灾监测及报警装置应能区分火灾和故障所在的电池箱位置,并能输出每个电池箱内探测部 件的工作状态和预警信息。

  5.3.11 火灾抑制装置的抑制介质喷放不应引起电池箱起火或爆炸等危害,抑制介质不应对电池箱内 电池及配件产生腐蚀且绝缘性能应满足电池箱的要求。抑制介质喷放后,电池箱内应易清理、易复原。

  5.4 性能

  5.4.1 火灾监测及报警装置报警信号声压等级

  按 照A.3 的方法试验,报警信号声压等级应不小于75 dB(A)。

  5.4.2 火灾监测及报警装置报警性能

  5.4.2.1 按照A.4 中 a) 的方法进行一氧化碳探测报警试验,火灾监测及报警装置应在规定的报警动 作值190×10-⁶ ±50×10-⁶ (体积分数)范围内发出报警信号。

  5.4.2.2 按照A.4 中 b) 的方法进行感烟报警重复性试验,试验结果应满足GB 20517—2006中5. 10的要求。

  5.4.2.3 按照A.4 中 c) 的方法进行感烟报警方位试验,试验结果应满足GB 20517—2006 中5.11的要求。

  5.4.2.4 按照A.4 中d) 的方法进行感烟报警一致性试验,试验结果应满足GB20517—2006 中5.12的要求。

  5.4.2.5 按照 A.4 中e) 的方法进行感烟报警电压波动性试验,试验结果应满足GB 20517—2006 中 5.13的要求。

  5.4.2.6 按照A.4 中 f) 的方法进行感烟报警火灾灵敏度试验,试验结果应满足GB 20517—2006中 5.28的要求。

  5.4.2.7 按照A.4 中 g) 的方法进行感温试验,火灾监测及报警装置应在69℃~85 ℃之间发出报警信号。

  5.4.2.8 按照A.4 中h) 的方法进行感温试验期间,火灾监测及报警装置不应发出报警或故障信号。

  5.4.2.9 按照A.4 中 i) 的方法进行感温试验,火灾监测及报警装置应在80 s~460 s 之间发出报警信号。

  5.4.2.10 按照A.4 中 j) 的方法进行感温试验,火灾监测及报警装置应在12 s~120 s之间发出报警信号。

  5.4.3 电气性能

  5.4.3.1 直流供电电压

  在表1所示供电电压范围内,按GB/T28046.2—2019 中4.2的规定进行直流供电电压试验,火灾 防控装置工作的功能状态应达到GB/T 28046.1—2011定义的A 级。

  5.4.3.2 过电压

  按GB/T 28046.2—2019中4.3的规定进行过电压试验,火灾防控装置的功能状态应达到GB/T 28046.1—2011定义的C 级。

  5.4.3.3 叠加交流电压

  按 GB/T 28046.2—2019中4.4的规定进行叠加交流电压试验(其中标称电压为12 V 的系统测试 严酷等级2,24V 系统测试严酷等级为3),火灾防控装置的功能状态应达到 GB/T 28046.1—2011 定义 的A 级。

  5.4.3.4 供电电压缓升和缓降

  按GB/T 28046.2—2019 中4.5的规定进行供电电压缓升和缓降试验,在表1所示供电电压范围 内,火灾防控装置的功能状态应达到 GB/T 28046.1—2011 定义的A 级;在表1所示供电电压范围外, 火灾防控装置的功能状态应至少达到 GB/T 28046.1—2011定义的D 级。

  5.4.3.5 供电电压瞬态变化

  按GB/T28046.2-2019 中4.6的规定进行供电电压瞬态变化试验,火灾防控装置的功能状态应达 到 GB/T 28046.1—2011 定义的B 级。

  5.4.3.6 反向电压

  按GB/T 28046.2—2019中4.7的规定进行反向电压试验,火灾防控装置的功能状态应达到 GB/T

  28046.1—2011定义的C 级。

  5.4.3.7 绝缘性能

  按GB/T28046.2-2019 中4.12的规定进行绝缘电阻试验,火灾防控装置的绝缘阻值应大于 10 MQ。

  5.4.3.8 启动特性

  按GB/T28046.2—2019中4.6.3的规定进行启动特性试验,试验严酷等级为Ⅲ级,功能状态应达 到GB/T 28046.1—2011定义的C 级。

  5.4.3.9 抛负载

  按GB/T 28046.2—2019中4.6.4的规定进行抛负载试验,采用下列参数进行试验:

  a) 12V系统,按U*=87V,R₁=2Ω,t=400ms,t,=10ms参数进行配置,进行1个脉冲试验;

  b) 24V系统,按U*=174V,R₁=4Ω,ta=350ms,t,=10ms参数进行配置,进行1个脉冲试验。

  5.4.4 环境适应性能

  5.4.4.1 低温性能

  按GB/T28046.4—2011 中5.1.1.2的规定进行低温运行试验,火灾防控装置的功能状态应达到 GB/T 28046.1—2011定义的A 级。

  5.4.4.2 高温性能

  按 GB/T28046.4—2011 中5.1.2.2的规定进行高温运行试验,火灾防控装置的功能状态应达到 GB/T 28046.1—2011定义的A 级。

  5.4.4.3 温度循环

  按GB/T28046.4—2011 中5.3.1的规定进行规定变化率的温度循环试验,火灾防控装置的功能状 态应达到GB/T 28046.1—2011定义的A 级。

  5.4.4.4 耐盐雾

  按GB/T28046.4-2011 中5.5.2的规定进行耐盐雾试验,火灾防控装置的耐盐雾性能应满足 GB/T 28046.4-2011 中5.5.1.3和5.5.2.3的要求。

  注:对于完全放置在乘员舱的火灾抑制装置的部件可不进行耐盐雾试验。对于安装在电池箱体内的火灾抑制装置 的部件,如果箱体防护等级达到IP67,可不进行耐盐雾试验。

  5.4.4.5 湿热循环

  按GB38031-2020 中8.2.5的规定进行湿热循环试验,火灾防控装置功能状态应达到 GB/T 28046.1—2011定义的A 级。

  5.4.5 机械性能

  5.4.5.1 振动性能

  按GB 38031—2020中8.2.1规定的方法进行试验后,火灾防控装置应能正常工作,功能应满足5.3 的要求,且不应有零部件脱落。

  5.4.5.2 机械冲击

  按GB38031—2020 中8.2.2规定的方法进行试验后,火灾防控装置应能正常工作,功能应满足5.3 的要求,且不应有零部件脱落。

  5.4.6 电磁兼容性能

  5.4.6.1 传导发射

  按照GB/T18655—2018 中的方法进行试验,火灾防控装置的传导骚扰限值应符合 GB/T 18655- 2018 中等级3的规定。

  5.4.6.2 辐射发射

  按 GB 34660—2017 中5.6的规定进行电磁辐射发射试验,试验严酷等级为Ⅲ级,火灾防控装置的 辐射发射限值应符合GB 34660—2017 中4.6的规定。

  5.4.6.3 辐射抗扰

  按GB 34660—2017 中5.7的规定进行电磁辐射抗扰试验,试验严酷等级为Ⅲ级,火灾防控装置的 辐射抗扰性能应符合GB 34660—2017 中4.7的规定。

  5.4.6.4 电源线瞬态传导抗扰度

  按GB/T 21437.2—2021 的规定进行电源线瞬态传导抗扰度试验,试验严酷等级为Ⅲ级,火灾防控 装置对沿电源线瞬态传导的抗扰性能应符合 GB 34660—2017中4.8的规定。

  5.4.6.5 信号线/控制线瞬态传导抗扰度

  按GB/T21437.3—2021 的规定进行信号线/控制线瞬态传导抗扰度试验,试验严酷等级为Ⅲ级,火 灾防控装置功能状态应满足GB/T 21437.2—2021 中等级A 的要求。

  5.4.6.6 瞬态传导发射

  按GB 34660—2017中5.9的规定进行电源线瞬态传导发射试验,试验严酷等级为Ⅲ级,火灾防控 装置的瞬态发射限值应符合GB34660—2017 中4.9的规定。

  5.4.6.7 静电放电

  按GB/T 19951—2019 中测试及布置相关规定进行静电放电试验,火灾防控装置功能状态应达到 GB/T 19951—2019规定的状态I

  5.4.7 阻燃性能

  5.4.7.1 材料

  非金属材料应使用阻燃材料,应满足GB/T2408—2008 的要求且符合下列规定:

  a) 单个质量大于等于50g 的零部件材质满足水平燃烧 HB 级和垂直燃烧V-0 级的要求;

  b) 其他非金属零部件材质满足水平燃烧 HB75 级和垂直燃烧V-2 级的要求。

  5.4.7.2 线束

  火灾防控装置的线束阻燃性能应满足 GB 7258的要求。

  5.4.8 外壳防护等级

  布置于距地面以上低于600 mm 位置的电池箱和高压盒外部安装的部件的外壳防护等级应满足 GB/T 4208—2017规定的IP67 的要求。

  6 配置和安装

  6.1 根据不同客车的条件,火灾抑制装置采用下列两种配置方式之一:

  a) 采用集中式配置方式时,每个火灾抑制装置防控电池箱数量不宜超过10个,配备的抑制介质 用量应至少同时满足防控车辆上任意两个电池箱的所需用量;超过10个电池箱,可不增加火 灾防控装置,但每增加5个电池箱(不足5个按5个计),所增加的抑制介质用量应满足防控 任意一个电池箱所需用量。

  b) 采用分布式配置方式时,每个火灾抑制装置抑制介质用量不应低于对应防控电池箱火灾所需 用量。铰接客车应按铰接盘前后分区域布置火灾抑制装置。

  6.2 火灾防控装置应安装牢靠,车辆运行和抑制介质喷放过程中不应出现部件松动、脱落等现象。

  6.3 火灾防控装置宜安装在易于查验、检修并远离热源的位置,应在易于观察的区域设置永久性标 识。标识内容应至少包括:产品型号规格、抑制介质名称、火灾防控装置数量、使用环境温度范围、关键 技术参数、注意事项、警告用语、使用有效期、生产日期、生产单位等。

  6.4 火灾防控装置的报警和手动启动组件应安装在驾驶区内易于观察的区域,且便于操作。手动启 动组件应有明显标识,并设有防止误操作的保护措施。

  6.5 火灾监测及报警装置的典型应用见附录B。

  6.6 火灾抑制装置的典型应用见附录C。

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