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1、动力电池等温量热仪校准规范编制说明1任务来源根据国家市场监督管理总局办公厅关于印发2022年国家计量技术规范项目制定、修订及宣贯计划的通知市监计量发202270号文件,由深圳市计量质量检测研究院和中国计量大学作为主要起草单位承担动力电池等温量热仪校准规范的制定工作。归口单位为全国电磁计量技术委员会电动汽车专用计量检测分技术委员会，参加起草单位为杭州格致检测科技有限公司。本规范为首次制定。2目的意义新能源革命是实现国家“碳达峰、碳中和”双重目标的关键。锂电池以其能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、自放电小等优点在新能源领域应用广泛，大多电动汽车均采用锂离子电池作为动力电池。然而，随着锂电池能量
2、密度不断提升，其安全性隐患也在不断增加。引发锂电池发生燃烧或爆炸的因素有很多，而电池内部产生的高温、高压是最根本的因素，这都与电池内的反应产热有直接的关系。当电池内部温度到达热失控触发温度时，引发链式反应，最终发生火灾爆炸事故。降低锂电池充放电产热功率和提升热管理系统效率，是从源头防范锂电池安全事故的关键，也是锂离子电化学体系设计和热管理系统开发的热点和难点。而这些设计和开发的基础在于获得准确的锂电池充放电产热数据。动力电池等温量热仪是在等温条件下测量动力电池充放电产热特性的重要设备，同时集成了电池温度监控，电池比热测量等功能。为研究电池特性随温度变化规律、建立电池热模型、开发电池热管理系统以
3、及电池安全性能评估提供稳定、可靠的数据来源。然而，由于目前国内还没有针对动力电池等温量热仪的计量技术规范，无法满足仪器用户在计量校准和量值溯源方面的需求；而且由于缺乏统一的计量性能要求和校准方法，无法利用计量手段确定动力电池等温量热仪测试结果的准确性和一致性，这对获取精确的电池充放电产热数据非常不利，对开发有效的电池热管理系统、提升电池寿命与安全性产生一定影响。电池产品的标准是约束电池质量的重要依据，也是规范市场秩序和推动技术进步的重要手段。目前国内外针对锂电池安全与性能均有相关标准，比如国际上,国际电工委员会（IEC）发布的动力锂离子电池标准主要有IEC62660-1:2010电动道路车辆用
4、锂离子动力蓄电池单体第1部分：性能测试和IEC62660-2:2010电动道路车辆用锂离子动力蓄电池单体第2部分：可靠性和滥用性测试。国际标准化组织（ISO）制定的锂离子电池方面的标准有ISO12405-1:2011电驱动车辆一锂离子动力电池包及系统测试规程第1部分：高功率应用、ISOI2405-2:2012电驱动车辆一锂离子动力电池包及系统测试规程第2部分:高能量应用及ISO12405-3:2014电驱动车辆一锂离子动力电池包及系统测试规程第3部分：安全性要求，分别针对高功率型电池、高能量型电池以及安全性能要求，目的是为整车厂提供可选择的测试项和测试方法。在国内，国家标准化管理委员会颁布了一
5、系列锂电池相关标准，比如GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求，对电池单体、电池包以及电池系统的安全性提出了要求；GB/T36276-2018电力储能用锂离子电池，规定了电力储能用锂离子电池的规格、技术要求、试验方法和检验规则等内容。目前，国内外还没有针对动力电池等温量热仪的计量技术规范。国内标准中未涉及充放电产热带来的安全隐患测试，缺少电池系统在热管理方面的测试内容。美国能源部（DOE泼布的标准DOE/ID-11069覆盖测试项目较广，其中包含了热管理载荷的测试。随着人们对热管理系统的重视，利用电池充放电产热数据优化电池热管理体系已成为电池生产企业、整车厂的重要任务。中国汽车工
6、程学会发布的团体标准CSAE117-2019动力电池热管理系统性能（台架）试验方法中，明确提出对电池系统层级进行快充和工况放电时最高、最低温度以及温升进行测量，而电池充放电过程中的产热数据与其自身温度息息相关，利用校准规范确定动力电池等温量热仪结果的准确性和一致性已成必然。基于上述考虑，亟需制定一套覆盖参数全面，可满足多功能动力电池等温量热仪校准需求的校准规范。3编制思路和原则3.1 编制思路本规范立足新能源领域对动力电池充放电产热测量数据准确性和一致性的需求，本着科学、务实的原则，深入研究动力电池等温量热仪的计量校准方法，填补目前国内没有相关校准依据的空白，为我国电动汽车产业的健康稳定发展提
7、供可靠保隙。3.2 编制原则1、本规范依据国家计量技术规范JJFIO71-2010国家计量校准规范编写规则的要求完成，其中不确定度评定部分按照JJFlO59.1-2012测量不确定度评定与表示编制。2、本规范引用JJG229-2010工业伯、铜热电阻检定规程以及JJGIO36-2008电子天平检定规程。4编制过程2020年9月2021年10月，针对动力电池等温量热仪校准规范缺失的问题,深圳市计量质量检测研究院对对市场上使用的电池等温量热仪进行了市场应用、产品技术等方面的调研，初步开展了相关校准研究工作。2021年11月2022年10月，深圳市计量质量检测研究院联合中国计量大学和杭州格致检测科技
8、有限公司成立动力电池等温量热仪校准规范起草小组，初步确定了校准技术要求、校准项目和校准条件，并探索了校准方法，完成了校准规范的初稿撰写，并向全国电磁计量技术委员会秘书处提交了校准规范制定的计划任务书。2022年11月2022年12月，动力电池等温量热仪校准规范起草小组进一步调研分析了国内外电池等温量热仪与相关标准，通过反复试验及与相关公司的技术人员深入探讨，完善了标准器具及校准方法。通过线上咨询的方式，广泛听取了专家意见，并形成意见汇总表。2023年1月2023年3月，起草小组基于验证实验结果，综合专家咨询意见和生产厂商意见，合理确定了仪器的计量特性、校准条件、校准项目和校准方法等内容，编制完
9、成动力电池等温量热仪校准规范（征求意见稿），编制说明和实验报告。5内容说明5.1 关于规程的适用范围本规范适用于测量电池充放电产热量与产热功率的动力电池等温量热仪的校准。5.2 引用文件列出了本规范参考和引用的文件包括JJG2292010工业钳、铜热电阻检定规程，JJG1036-2008电子天平检定规程凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。5.3 术语和计量单位这一部分对规范中使用的名词术语进行了定义，包括基线噪声、基线温度稳定性、产热功率、产热量、标准热容、匀热块、参考电阻块。相关术语与相关国家标准、行业标准和国
10、际标准中的术语表述一致。5.4 概述这部分主要描述了动力电池等温量热仪的用途、工作原理和结构组成，并展示了仪器典型的测量曲线。5.5 计量特性这部分规定了动力电池等温量热仪的计量特性，其中包括热流指标：基线噪声、产热功率；能量指标：产热量；温度指标：温度传感器示值、基线温度稳定性；热物性指标：比热容示值。5.6 校准条件这部分主要规定了动力电池等温量热仪校准时需要满足的环境条件；给出了使用的测量标准与辅助设备包括：标准直流电源、直流电流表、数字电压表、标准时钟、钳电阻温度计、精密天平、标准热容和参考电阻块，并明确了相应的测量范围、准确度等级等等指标。5.7 校准项目和校准方法这部分主要针对动力电池等温量热仪的基线噪声、基线温度稳定性、产热功率示值误差、产热量示值误差、温度传感器示值误差、比热容示值误差的具体校准方法进行了详细说明，并给出了相关指标的数学计算公式。5.8 校准结果表达给出了校准证书中至少包括的信息，原始记录格式见附录B,校准证书（报告）内页格式见附录C。5.9 复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由检测仪的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，建议不超过1年。5.10 附录征求意见稿中附录A给出了动力电池等温量热仪校准不确定度评定示例，附录B和C给出了校准原始记录格式和校准证书内页格式。编制工作组
