電動汽車用鋰離子動力蓄電池UN38.3認證檢測研究

孫曉娜，孫朝蓉，韓思遠，鄭媛，鮑宸浩

摘? 要：目前電動汽車用鋰離子動力蓄電池成為新能源領(lǐng)域的熱點，本文從標準定義、不同類型電池的檢測項目、送檢數(shù)量以及UN38.3關(guān)鍵條款等方面解析UN38.3標準，以期幫助企業(yè)了解并做好UN38.3檢測，順利完成電動汽車用鋰離子動力蓄電池的出口運輸。

關(guān)鍵詞：鋰離子動力蓄電池；UN38.3

中圖分類號：U462.1? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1005-2550（2023）03-0028-04

Research of UN38.3 Certification Testing for Electric Vehicle Traction Battery

SUN Xiao-na， SUN Chao-rong， HAN Si-yuan， ZHENG Yuan， BAO Chen-hao

（ National Automobile Quality Inspection and Test Center （Xiangyang），

Xiangyang 441004， China）

Abstract：At present， Li-ion traction battery for electric vehicle has become a hot spot in the field of new energy. This paper analyzes the UN38.3 standard from the aspects of the definition of the standard， the test items of different types of batteries， the inspection quantity and the key clauses of UN38.3， It is expected to help enterprises complete the UN38.3 test and successfully complete the export transportation of the Li-ion traction battery for electric vehicle.

Key? Words： Li-ion Traction Battery；UN38.3

近年來，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，中國產(chǎn)新能源汽車受到全世界市場的認可，越來越多的新能源汽車、動力蓄電池出口到世界各地。因此及時了解和掌握新能源汽車、動力蓄電池出口運輸規(guī)則有著非常重要的意義。目前UN38.3認證測試是鋰電池空運、海運和陸運的通用測試標準。本文針對電動汽車用鋰離子動力蓄電池UN38.3認證測試進行研究，以期幫助電動汽車整車企業(yè)及動力電池零部件企業(yè)了解并做好UN38.3檢測，順利完成產(chǎn)品的出口運輸。

1? ? UN38.3簡介

UN38.3是指聯(lián)合國在《關(guān)于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書 試驗和標準手冊》中，針對鋰電池及帶鋰電池的設(shè)備/車輛運輸專門制定的第3部分38.3測試條款，最新有效版本為ST/SG/AC.10/11/Rev.7[1]，本文主要圍繞電動汽車用鋰離子動力蓄電池UN38.3檢測技術(shù)進行解析、研究，對于其他類型的鋰電池在此就不贅述。

1.1? ?重要術(shù)語說明

電芯（Cell）：指單一的封閉電化學(xué)裝置（一個正極和一個負極），兩個電極之間存在電位差。電芯根據(jù)其總質(zhì)量的大小又分為小型電芯（總質(zhì)量≤500g）和大型電芯（總質(zhì)量＞500g）。對電動汽車用動力蓄電池而言，其質(zhì)量一般都大于500g，屬于大型電芯。

電池組（Battery）：是指用電路連接在一起的兩個或多個單體，并安裝有使用所必須的裝置，如外殼、終端、標記和保護裝置等。UN38.3手冊中，并沒有提到模塊、電池包/系統(tǒng)概念，而是將其統(tǒng)稱為電池組，電池組根據(jù)其總質(zhì)量的大小又分為小型電池組（總質(zhì)量≤12kg）和大型電池組（總質(zhì)量＞12kg）。對于電動汽車用鋰離子動力蓄電池的模組或電池包/系統(tǒng)而言，質(zhì)量一般都大于12kg，屬于大型電池組。

電池組件（Assembled Battery）：屬于電池組的一種，電池組包含電池組件，電池組件就是常說的電池包/系統(tǒng)。

1.2? ?測試程序

UN38.3手冊共有8個檢測項目：T.1高度模擬、T.2溫度試驗、T.3振動、T.4沖擊、T.5外部短路、T.6擠壓、T.7過度充電、T.8強制放電。據(jù)UN38.3手冊要求，同一個試驗樣品必須按照T.1～T.5順序依次進行測試。 T.6和T.8試驗對象為單體，電池組（模組、電池包/系統(tǒng)）無需做T.6和T.8，且T.6和T.8不能使用試驗過的樣品進行測試，需用新樣品進行測試。T.7試驗對象為電池組（模組、電池包/系統(tǒng)），可以使用T.1～T.5測試后的未損壞樣品進行測試，UN38.3手冊中描述：若電池組未安裝過度充電保護裝置，只作為部件用在另一個帶有過度充電保護裝置的電池組中，無需滿足本項試驗的要求。對于電動汽車用鋰離子動力蓄電池而言，若模組沒有安裝過充保護裝置，而是作為帶過充保護裝置的電池包/系統(tǒng)的一部分，則模組是免做T.7測試項目。

2? ? 送樣及檢測項目規(guī)則

2.1? ?鋰離子電芯

如果動力電池零部件企業(yè)只是單獨出口鋰離子電芯，則需要做T.1-T.6和T.8項目，需要40只電芯。對應(yīng)的具體檢測項目、樣品狀態(tài)、數(shù)量和試驗周期如表1所示。這里需要注意的是樣品預(yù)處理的狀態(tài)，UN38.3手冊中沒有說明從什么狀態(tài)開始進行充放電周期，也沒有說明50%容量狀態(tài)是在充電過程還是放電過程。國家標準GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》規(guī)定[2]，電芯在標準充電前，先按照制造商規(guī)定的放電方法放電至終止電壓。 GB/T 31486-2015《電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法》[3]和GB/T 31484-2015《電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗方法》[4]也要求首先放電至相應(yīng)的放電終止電壓。因此，建議無論鋰電池開始處于何種荷電狀態(tài)，都首先按照制造商規(guī)定的放電方法放電至截止條件，稱之為“初始狀態(tài)”，然后再進行充放電周期；50%容量狀態(tài)建議是在充電過程的50%額定容量狀態(tài)。

2.2? ?鋰離子電池組

如果企業(yè)出口的僅是電池組（模組、電池包/系統(tǒng)）或者電動汽車整車，此時的測試對象為電芯和電池組。電芯作為電池組的組成一部分，此時電芯只需要做T.6和T.8項目，其送樣狀態(tài)及數(shù)量如上表1所示 。電池組則需要做T.1-T.5和T.7項目。表2列出了小型電池組和大型電池組對應(yīng)的具體檢測項目、樣品狀態(tài)、數(shù)量和試驗周期。從表2可以看出，小型電池組和大型電池組的檢測區(qū)別是送樣的數(shù)量不同，但對于電動汽車用鋰離子動力蓄電池的模組或電池包/系統(tǒng)而言，質(zhì)量一般都大于12kg，屬于大型電池組，送樣的數(shù)量為8套。如果T.5試驗過后的樣品未損壞，T.7項目可以使用其繼續(xù)開展試驗，此時電池組送樣數(shù)量為4套。

2.3? ?鋰離子電池組件

對于鋰離子電池組件， UN38.3.3（f）條款里提到 “如果電池組件由已經(jīng)通過所有UN38.3試驗要求的電池組串并聯(lián)組成，且在完全充電狀態(tài)時所有正極鋰含量不大于500g或標稱能量不大于6200Wh時，需對一個完全充狀態(tài)電電池組件做T.3、T.4和T.5試驗，此外，還應(yīng)對另一個完全充電狀態(tài)的電池組件進行T.7試驗”。此條款要求：T.3、T.4和T.5試驗需要用同一個樣品進行試驗，且試驗前狀態(tài)為按照制造商提供的充電方法進行充滿電狀態(tài)，T7可以用T.5試驗過的未損壞的樣品進行試驗，或者用一個全新的充滿電的電池組件進行試驗。

而對于電動汽車用鋰離子動力蓄電池而言，其標稱能量一般都大于6200Wh，UN38.3.3 （g）條款里提到：“如果電池組件由已經(jīng)通過所有UN38.3試驗要求的電池組串并聯(lián)組成，且在完全充電狀態(tài)時所有正極鋰含量大于500g或標稱能量大于6200Wh時，如果能夠驗證電池組件能防止過度充電、短路以及過度放電的發(fā)生，則無需用電池組件進行UN38.3的相關(guān)測試”。此條款表明：對于標稱能量大于6200Wh的電動汽車用鋰離子動力電池包/系統(tǒng)而言，可以用組成電池包/系統(tǒng)的模組來進行UN38.3項目測試，然后對電池包/系統(tǒng)進行驗證，能防止過度充電、短路以及過度放電的發(fā)生。按照這種檢測方式，如果企業(yè)需要對全新的電池組件進行認證試驗，只需提供30只電芯做T.6和T.8項目，4套或8套模組做T.1-T.5或T.7項目，1套電池包/系統(tǒng)來驗證過度充電、短路和過度放電的發(fā)生，這種通過將電池包/系統(tǒng)分解成模組的測試方式，可以減少大型電池包/系統(tǒng)的樣品檢測成本。

但這里需要注意的是：UN38.3.3（g）條款里只是提到能夠驗證大型電池組件防止過度充電、短路以及過度放電的發(fā)生，但是沒有給出明確的檢測方法。目前，我國最具代表性的并且是國家強制性的電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全標準為GB 38031-2020 《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，因此，建議UN38.3.3（g）條款里的電池組件防止過充、短路以及過放驗證試驗可參照GB 38031-2020執(zhí)行。

3? ? 企業(yè)提供資料清單

為了順利高效完成UN38.3測試，企業(yè)除了提供上述檢測所需的樣品外，還需提供下表3相關(guān)資料：

4? ? 總結(jié)

近年來，隨著我國新能源汽車及鋰離子動力蓄電池行業(yè)的不斷發(fā)展，我國新能源汽車、動力蓄電池出口占比持續(xù)提升，因此及時了解和掌握新能源汽車、動力蓄電池出口運輸規(guī)則有著非常重要的意義。本文從標準重要術(shù)語定義、不同類型電池的送樣及檢測項目規(guī)則和UN38.3關(guān)鍵條款等方面分析了UN38.3標準，并歸納了企業(yè)為順利高效完成測試所需提供資料清單，希望能夠幫助企業(yè)了解并高效完成UN38.3檢測，順利完成產(chǎn)品的出口運輸。

參考文獻：

[1]United Nations. ST/SG/AC.10/11/Rev.7， Recommendations on the transport of dangerous goods Manual of tests and criteria [S]. New York and Geneva， March 2021.

[2]全國汽車標準化技術(shù)委員會.GB 38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求[S]. 北京：中國標準出版社，2020.

[3]全國汽車標準化技術(shù)委員會.GB/T 31486-2015電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法[S]. 北京：中國標準出版社，2015.

[4]全國汽車標準化技術(shù)委員會.GB/T 31484-2015電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗方法 [S]. 北京：中國標準出版社，2015.

孫曉娜

畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，碩士學(xué)歷，現(xiàn)就職于國家汽車質(zhì)量檢驗檢測中心（襄陽），任工程師，主要從事動力蓄電池檢測與試驗研究工作。

專家推薦語

鄧遠發(fā)

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試驗技術(shù)副總工程師? ?研究員高級工程師

電動汽車飛速發(fā)展，動力電池出口也日漸增多，更多的企業(yè)在了解和查詢電池的出口運輸規(guī)則，該論文通過對UN38.3認證測試標準的研究，總結(jié)了電動汽車用鋰離子動力蓄電池出口運輸?shù)恼J證測試中的項目和樣件數(shù)量及測試周期，為企業(yè)高效完成出口運輸?shù)臏y試認證提供了很好的指導(dǎo)和建議，具有非常好的實用性。