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GB/T 42729-2023

基本信息

标准号: GB/T 42729-2023

中文名称:锂离子电池和电池组安全使用指南

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Guidelines for safety use of lithium ion cells and batteries

标准状态:现行

发布日期:2023-08-06

实施日期:2024-03-01

出版语种:简体中文

下载格式:.pdf .zip

下载大小:5578880

相关标签: 锂离子 电池 电池组 安全 使用指南

标准分类号

标准ICS号:电气工程>>电池和蓄电池>>29.220.99其他电池和蓄电池

中标分类号:电工>>电源>>K82化学电源

关联标准

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:20页

标准价格:38.0

相关单位信息

起草人:何鹏林、荀立强、项海标、孙中伟、王清旺、王宗强、程孝仁、李俊义、徐子福、庞静、谈时、黄华英、陈光辉、罗湘文、王晓冬、刘冉冉

起草单位:中国电子技术标准化研究院、宁德新能源科技有限公司、珠海冠宇电池股份有限公司、安普瑞斯 (无锡)有限公司、宁波公牛数码科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司、小米通讯技术有限公司、烟台海博电气设备有限公司、深圳市华宝新能源股份有限公司、联想(北京)有限公司等

归口单位:中华人民共和国工业和信息化部

提出单位:中华人民共和国工业和信息化部

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本文件提供了锂离子电池和电池组使用过程中的安全指导和建议,给出了锂离子电池和电池组制造厂商向用户提供可能发生危险的相关信息。本文件适用于锂离子电池和电池组的使用。


标准图片预览






标准内容

ICS29.220.99
CCSK82
中华人民共和国国家标准
GB/T42729—2023
锂离子电池和电池组安全使用指南Guidelines for safety use of lithium ion cells and batteries2023-08-06发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
可能发生的危险
对设备制造厂商的建议
保护功能管理
电压管理
电流管理
温度管理
电池的串并联管理
通信管理
电池的安装与防护,
6对终端产品用户的建议
充电和放电
长期放置:
预防异常情况
异常情况处理
对维修人员的建议
一般情况
预防异常情况
异常情况处理
参考文献
GB/T42729—2023
GB/T42729—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
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。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出并归口。本文件起草单位:中国电子技术标准化研究院、宁德新能源科技有限公司、珠海冠宇电池股份有限公司、安普瑞斯(无锡)有限公司,宁波公牛数码科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司、小米通讯技术有限公司、烟台海博电气设备有限公司、深圳市华宝新能源股份有限公司、联想(北京)有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、东莞新能德科技有限公司。本文件主要起草人:何鹏林、苟立强、项海标、孙中伟、王清旺、王宗强、程孝仁、李俊义、徐子福、庞静、谈时、黄华英、陈光辉、罗湘文、王晓冬、刘冉冉。1范围
锂离子电池和电池组安全使用指南GB/T42729—2023
本文件提供了锂离子电池和电池组使用过程中的安全指导和建议,给出了锂离子电池和电池组制造厂商向用户提供可能发生危险的相关信息。本文件适用于锂离子电池和电池组的使用2规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
:术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
锂离子电池
lithiumioncell
依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置,并被设计成可充电。注:该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等3.2
module
多个电池串联或并联在一起的配置,可能有也可能没有保护装置[如熔断器或正温度系数热敏电阻(PTC)和监控电路。
[来源:IEC62619:2017,3.9]
batterypack
电池包
由一个或多个电池、模块电气连接的能量存储装置。注1:它可以包括给电池组系统提供信息(如电池电压)的保护和监控装置。注2:它可以包含由终端或其他互联装置提供的保护罩来源:IEC62619:2017,3.10
电池组保护板
batteryprotectioncircuitmodule;PCM电池组管理单元batterymanagementunit;BMU电池组管理系统batterymanagementsystem;BMs以控制电池组的充放电行为为核心功能,用以保护电池安全的电路板、电路模块或电子系统。注1:通常在简单的便携产品应用领域,使用单独的电池组保护板来保护电池,而在复杂电池组系统中的组成模组中,使用电池组管理单元来管理模组中的电池,在复杂电池组系统如新能源汽车动力电池组中使用电池组管理系统来实现对电池的管理保护。注2:复杂的电池组管理系统可能包括电池电压、温度及电流测量、能量均衡、电量(SOC)计算及显示、异常报警、充放电管理、通信等。
GB/T42729—2023
1battery
电池组
batterysystem
电池组系统
由一个或多个电池、模块或电池组组成的系统。它有电池组管理系统,如果发生过充、过流、过放和过热,电池管理系统会动作。
注1:如果电池制造厂商和用户达成协议,过放切断并不是强制性的。注2:它可以包含冷却或加热装置,有的甚至包含了充放电模块和逆变模块。[来源:IEC6261920173.11]
leakage
可见的液体电解质的漏出。
[来源:GB/T28164—2011.1.3.93.7
overheat
由于异常使用或发生内部故障,导致温度超过产品或元器件可承受的温度上限。3.8
rupture
由于内部或外部因素引起电池外壳或电池组壳体的机械损伤,导致内部物质暴露或溢出,但没有喷出。
[来源:GB/T28164—2011,1.3.11]3.9
从电池或电池组发出火焰。
来源:GB/T28164—2011,1.3.13注:火花及拉弧不属于燃烧。下载标准就来标准下载网
爆炸explosion
电池或电池组的外壳剧烈破裂并且主要成分抛射出来。[来源:GB/T28164—2011,1.3.12]]3.11
电池制造厂商
cell manufacturer
生产锂离子电池的制造厂商。
电池组制造厂商
batterymanufacturer
将电池组装成电池组的制造厂商。注:在某些情况下,电池组制造厂商也可能是电池制造厂商。3.13
设备制造厂商
equipment manufacturer
生产含有电池和电池组设备的制造厂商。3.14
aendequipmentuser
终端产品用户
使用含有电池和电池组设备的用户。注:一般情况下为消费者。
充电限制电压limitedchargingvoltage制造商规定的电池或电池组的额定最大充电电压。upper limited chargingvoltage充电上限电压
制造商规定的电池或电池组能承受的最高安全充电电压。过压充电保护电压
over voltage for chargeprotection制造商规定的高电压充电时的保护电路动作电压。endofdischargevoltage
放电终止电压
制造商推荐的电池或电池组放电结束时的电压。Edischargecut-offvoltage
放电截止电压
制造商规定的电池或电池组安全放电的最低负载电压。欠压放电保护电压
lowvoltagefor dischargeprotection制造商规定的低电压放电时的保护电路动作电压。最大充电电流
maximum chargingcurrent
制造商规定的最大的恒流充电电流。过流充电保护电流
over current for charge protection制造商规定的大电流充电时的保护电路动作电流。maximumdischarging current
最大放电电流
制造商规定的最大持续放电电流。过流放电保护电流
over current for discharge protection制造商规定的大电流放电时的保护电路动作电流。upperlimitedchargingtemperature上限充电温度
制造商规定的电池或电池组充电时的最高温度lowerlimitedchargingtemperature下限充电温度
制造商规定的电池或电池组充电时的最低温度upperlimiteddischargingtemperature上限放电温度
制造商规定的电池或电池组放电时的最高温度。下限放电温度
lower limiteddischargingtemperature制造商规定的电池或电池组放电时的最低温度。GB/T42729—2023
GB/T42729—2023
可能发生的危险
锂离子电池和电池组可能导致的危险包括:漏液、过热、电击、起火、爆炸等。本文件所指的用户包含:设备制造厂商、终端产品用户和维修人员。本文件列出了锂离子电池和电池组预期的使用,以及可合理预见的误用中固有危险的识别和描述,4.2漏液
4.2.1概述
漏液可能会直接对人体构成化学腐蚀危害,或导致设备内部绝缘失效间接造成电击、起火等危险4.2.2产生的原因
包括但不限于如下情况:
因鼓胀、泄气等导致电池内部电解质泄漏;一因挤压、磨损等导致电池内部电解质泄漏。4.3过热
4.3.1概述
过热可能直接对人体引起灼伤,或导致设备绝缘等级下降和安全元器件性能降低,或引燃可燃液体。
4.3.2产生的原因
包括但不限于如下情况:
电池的冷却和散热功能失效:
因电池故障导致电流增加;
电池使用环境温度过高;
保护功能失效导致电池异常发热,4.4电击
4.4.1概述
电击引起的生理反应取决于电流值的大小和持续时间及其通过人体的路径,直接危害人体,超过直流值60V的电压被认为是危险电压。注:具有逆变功能能够输出交流电压的产品,其电击危险见GB4943.1。4.4.2产生的原因
包括但不限于如下情况:
接触正常情况下带危险电压的裸露零部件:正常情况下带危险电压的零部件和可触及的导电零部件间的绝缘被击穿;—一从带危险电压的零部件流向可触及零部件的接触电流,4
4.5起火
4.5.1概述
GB/T42729—2023
起火可能直接烧伤人体,或对设备造成着火危险,同时可能产生影响人体健康的有害气体4.5.2
产生的原因
包括但不限于如下情况:
电池内部热能积聚过多,且温度达到内部可燃物质燃点;电池内部可燃气体聚集,且温度达到其燃点;电池外部零部件燃烧引燃电池或电池组。4.6爆炸
4.6.1概述
爆炸时构成部件或组成部分抛射出来,可能直接危害人体,或损害设备4.6.2产生的原因
包括但不限于如下情况:
电池内部热能和气体积聚过多,且内部压力超出外壳的承受能力;一一电池外部过热等其他因素导致电池内部产生天量热量或气体,且内部压力超出外壳的承受能力。
5对设备制造厂商的建议
保护功能管理
宜使用带有PCM/BMU/BMS的电池组。对于使用未带有电池组保护板(PCM)/电池管理单元(BMU)/电池管理系统(BMS)的电池和电池组时,设备需具有与上述保护措施等效的保护功能。2电压管理
设备宜具有电池或电池组电压监控功能。若充/放电电压超过电池或电池组的正常工作电压范围时,设备宜立即采取保护动作。设备对电池或电池组的充放电电压不超过电池或电池组制造厂商规定的正常工作电压范围,单电池组成的电池组相关电压参数关系如图1所示。推荐设备对电池或电池组的充电保护电压宜低于其安全电压上限,放电保护电压宜高于其放电截止电压5
GB/T42729—2023
危险区域
危险区域
图1电压管理示意图
也池充电,上限七压
电池充电限制电压
电池充电上限电压
电池组过压充电保护电压(1
电池织充电限制电压
充电输入电压(
放电切断保扩电压(
电池组放电终止电压(
池织欠压放电保护电压
电池组放电线止电压(
中池放电终山电压
电池放电截止电压
一般情况下,各电压大小关系见公式(1)、公式(2)、公式(3)和公式(4)。UI ≥U2≥U,≥U.
U≥U≥U≥U≥U.
U,≥U:≥Un≥U12
U,≥U≥U。≥U10≥U2
式中:
电池充电上限电压,单位为伏特(V);电池充电限制电压,单位为伏特(V);电池组充电上限电压,单位为伏特(V);电池组过压充电保护电压,单位为伏特(V);电池组充电限制电压,单位为伏特(V);设备对电池/电池组的充电输入电压,单位为伏特(V);(1)
.(2)
·(3)
(4)
放电切断保护电压,是指电池或电池组对设备供电的负载最低申压.单位为伏特(V):电池组放电终止电压,单位为伏特(V);电池组欠压放电保护电压,单位为伏特(V);电池组放电截止电压,单位为伏特(V);一电池放电终止电压,单位为伏特(V);一电池放电截止电压,单位为伏特(V)。注1:电池充电限制电压(U.)与电池组充电上限电压(U:)不做比较。6
注2:电池组放电截止电压(U1)与电池放电终止电压(U.)不做比较GB/T42729—2023
若电池或电池组的充电上限电压或放电截止电压与环境温度紧密相关,设备宜控制对电池或电池组的充放电电压不超出其在当前环境温度下的充电上限电压及放电截止电压。5.3电流管理
设备宜增加电池或电池组电流监控功能。设备所用的电池或电池组的充/放电电流不宜超过电池或电池组的正常工作电流范围,单一电池组成的电池组相关电流参数关系如图2所示。推荐设备对电池或电池组的最大充电电流宜低于电池或电池组所允许的最大充电电流,电池或电池组对设备的最大放电电流宜低于电池或电池组所允许的最大放电电流。
危险区域
电池最人充电电流11
电池纽过流充电保护电流!
心池组最人充心电流!
危险区域
图2电流管理示意图
一般情况下.各电流大小关系见公式(5)和公式(6)I≥I2≥13≥
式中:
I——电池最大充电电流,单位为安培(A);I2一一电池组过流充电保护电流,单位为安培(A);I3一一电池组最大充电电流,单位为安培(A);持续充电输入电流7
持续放电负载电流1
电池组逆中由治!
池纽过流放电保护电流1,
电池最人放电电流!
(5)
·(6)
I一一设备对电池/电池组的持续充电输入电流,单位为安培(A);I5
电池/电池组对设备的持续放电负载电流,单位为安培(A);GB/T42729—2023
-电池组最大放电电流,单位为安培(A);I
I,一一电池组过流放电保护电流,单位为安培(A);I:一一电池最大放电电流,单位为安培(A)。通常锂离子电池的最大充电电流和最大放电电流能力与环境温度紧密相关。设备宜能根据环境温度调整电池或电池组的充放电电流,确保设备中的电池或电池组不超出其在当前环境温度下的最大充电和放电电流
若充/放电电流超过电池或电池组的正常工作电流范围时,设备宜立即采取保护动作。5.4温度管理
设备宜具有电池或电池组温度监控功能。推荐对电池或电池组进行多点监测,至少覆盖可能的最高温度点。
对于使用具备温度监控功能电池组的设备除外。鼓励设备增加温度监控功能,可以直接测量温度或通过数据接口读取温度数据,设备对电池或电池组的充电温度不宜超过电池或电池组的工作温度范围,如图3所示。危险区域
电池上限充电温度:
电池纤上限充电池度2
危险区域
工作温度上限Y5
工作温度下限力
电池组下限充电滑度作
电池下眼充电温度7
图3充电温度管理示意图
一般情况下,各充电温度大小关系见公式(7)和公式(8)。T.≥T>T+△T,+AT2
T ≥T≥T。
式中:
电池上限充电温度,单位为摄氏度(℃);电池组上限充电温度,单位为摄氏度(℃);设备工作温度上限,单位为摄氏度(℃);电池或电池组充电时自发热导致的温升,单位为摄氏度(℃):设备工作时其他元器件发热导致的温升,单位为摄氏度(℃);设备工作温度下限,单位为摄氏度(℃);电池组下限充电温度,单位为摄氏度(℃);(7)
.(8)
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