T_CSAE 255-2022 电动汽车运行过程电池系统安全风险监测及故障预警规范.docx
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T_CSAE 255-2022 电动汽车运行过程电池系统安全风险监测及故障预警规范.docx
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T/CSAE 255—2022
目 次
前言....................................................................................................................................................................... II
1 范围................................................................................................................................................................... 1
2 规范性引用文件............................................................................................................................................... 1
3 术语和定义....................................................................................................................................................... 1
4 通用要求........................................................................................................................................................... 1
监测数据字段........................................................................................................................................... 1
监测数据上传和存储要求....................................................................................................................... 2
5 预警方法........................................................................................................................................................... 3
离线超时预警........................................................................................................................................... 3
数据有效率预警....................................................................................................................................... 3
压差异常预警........................................................................................................................................... 3
温差异常预警........................................................................................................................................... 4
绝缘异常预警........................................................................................................................................... 5
自放电速率异常预警............................................................................................................................... 6
6 预警的处置....................................................................................................................................................... 7
提交诊断报告........................................................................................................................................... 7
提交检修报告........................................................................................................................................... 7
附录 A(资料性) 百分位数与箱形图.............................................................................................................. 8
A.1 百分位数................................................................................................................................................... 8
A.2 箱形图....................................................................................................................................................... 8
I
T/CSAE 255—2022
电动汽车运行过程电池系统安全风险监测
及故障预警规范
1 范围
本文件规定了在车辆运行过程中,对电动汽车电池系统安全风险监测及故障预警的通用技术。
本文件适用于对锂离子动力电池系统进行故障预警的电动汽车监测平台。
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 16735 道路车辆 车辆识别代号(VIN)
GB/T 19596—2017 电动汽车术语
GB/T 32960.3—2016 电动汽车远程服务与管理系统技术规范 第3部分:
通信协议及数据格式
GB/T 34014—2017 汽车动力蓄电池编码规则
3 术语和定义
GB 16735、GB/T 19596—2017、GB/T 32960.3—2016和GB/T 34014—2017界定的以及下列术语和定
义适用于本文件。
监测平台 monitor platform
用于监测电动汽车动力电池,接收和处理车辆数据的管理平台。
行驶事件 driving event
一次完整车辆行驶过程。
交流充电事件 AC charging event
一次完整车辆交流充电过程。
直流充电事件 DC charging event
一次完整车辆直流充电过程。
静置事件 idle event
一次完整车辆静置过程。
4 通用要求
监测数据字段
电动汽车在运行过程中,应对与电池系统相关的数据进行监测。
监测数据字段见表1:
1
数据字段
描述及要求
监测选项
VIN
符合 GB 16735 要求
必选项
电池编号
符合 GB/T 34014—2017 4 编码要求
必选项
数据采样时间
符合 GB/T 32960.3—2016 6.4 时间要求
必选项
事件状态
0x01:
行驶;0x02:
交流充电;0x03:
直流充电;0x04:
静置; 0x05:
其他;
0xFF:
无效
必选项
事件号
事件号共 12 位,前 8 位为本次事件起始日期,后 4 位流水号,车辆每
发生一次新事件,流水号自动加 1,每日首次事件从 0001 开始循环累
加。
例:
202101010001
必选项
总电压
符合 GB/T 32960.3—2016 7.2.3.1 整车数据要求
必选项
总电流
有效值范围:
0~40000(偏移量 2000A,表示-2000A~2000A),最小
计量单元:
0.1A,“0xFF,0xFE”表示异常,“0xFF,0xFF”表示无效
必选项
SOC
符合 GB/T 32960.3—2016 7.2.3.1 整车数据要求
必选项
绝缘电阻
符合 GB/T 32960.3—2016 7.2.3.1 整车数据要求
必选项
电池单体电压最高值
符合 GB/T 32960.3—2016 7.2.3.6 极值数据要求
必选项
电池单体电压最低值
符合 GB/T 32960.3—2016 7.2.3.6 极值数据要求
必选项
最高温度值
符合 GB/T 32960.3—2016 7.2.3.6 极值数据要求
必选项
最低温度值
符合 GB/T 32960.3—2016 7.2.3.6 极值数据要求
必选项
电压信息列表
参考 GB/T 32960.3—2016 B.3.5.3.8 可充电储能装置电压数据要求
必选项
温度信息列表
参考 GB/T 32960.3—2016 B.3.5.3.9 可充电储能装置温度数据要求
必选项
请求充电电流值
有效值范围:
0~20000(表示 0A~2000A),最小计量单元:
0.1A,“0xFF,
0xFE”表示异常,“0xFF,0xFF”表示无效
可选项
T/CSAE 255—2022
表 1 监测数据字段
监测数据上传和存储要求
4.2.1 车辆处于行驶事件、交流充电事件、直流充电事件时,应即时上传信息,上传周期宜小于等于
10 s。
4.2.2 车辆在行驶事件、交流充电事件、直流充电事件结束后,上传信息应持续大于等于 10 min,上
2
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传周期宜小于等于 10 s。
4.2.3 车辆处于静置事件时,应间歇性的上传信息。
唤醒间隔宜小于等于 3 h,唤醒后在线时长宜大于
等于 2 min,上传周期宜小于等于 10 s。
4.2.4 监测平台对上传的原始数据保存时间应大于等于 8 年。
5 预警方法
离线超时预警
5.1.1 电池离线超时预警运行频率为每日 1 次。
5.1.2 被监测电池最后一次上传数据的日期为电池离线日期。
5.1.3 若电池离线日与预警执行日间隔大于等于 n 天(n 由企业自定义,宜小于等于 30 天),则触发
离线超时预警。
数据有效率预警
5.2.1 被监测电池的数据有效率按公式
(1)计算:
𝑃�𝑣𝑎� = �𝑣𝑎�
����
× 100%···············································
(1)
式中:
𝑃�𝑣𝑎� ——数据有效率;
�valid ——有效数据帧数量;
�all ——总数据帧数量。
5.2.2 有效数据帧同时满足下列要求:
a) 本帧中必选项不为空;
b) 本帧中必选项不为初始化值、异常值、无效值;
c) 本帧中必选项字段值在有效值范围内。
5.2.3 数据有效率预警运行频率为每日 1 次。
5.2.4 若存在车辆当日数据帧数量大于等于 72 帧,且数据有效率小于等于 80%时,则触发数据有效率
预警。
压差异常预警
5.3.1 压差异常预警用于识别同一车型中电压一致性不佳的电池系统,运行频率为每日 1 次。
5.3.2 同一电池型号界定以工信部公告车型产品型号为依据,可在公告基础上根据批次、寿命作进一
步划分。
5.3.3 对满足下列条件的数据帧计算压差值,压差为数据帧中最大单体电压和最小单体电压的差:
a) SOC 处于指定范围(企业自定义,例:
30%~100%);
b) 温度处于指定范围(企业自定义,例:
0 ℃~40 ℃);
c) 电流处于指定范围(企业自定义,例:
-100 A~100 A);
d) 电压处于指定范围(企业自定义,例:
2.5 V~4.3 V);
e) 当日上传数据的电池系统数量处于指定范围(企业自定义,例:
大于 500);
f) 单个电池系统当日上传的数据帧数量处于指定范围(企业自定义,例:
大于 500);
g) 事件状态(企业自定义,例:
交流充电、静置)。
5.3.4 获取监测平台中同一型号所有电池系统的压差,分别对每一电池系统计算当日的压差分位数。
对任一电池系统可得如下 3 项分位数:
a) 电池系统压差第 25 百分位数�25,单位为伏特(V);
b) 电池系统压差第 50 百分位数�50,单位为伏特(V);
c) 电池系统压差第 75 百分位数�75,单位为伏特(V)。
5.3.5 电池型号压差上边缘值按公式
(2)计算:
3
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�0 = �75total + 1.5 × �75total − �25total ·······································
(1)
式中:
�0 ——电池型号压差上边缘值,单位为伏特(V);
�75total——以5.3.4得出的�50为样本,计算得到该电池型号当日整体的压差第75百分位数,单位为
伏特(V);
�25total——以5.3.4得出的�50为样本,计算得到该电池型号当日整体的压差第25百分位数,单位为
伏特(V)。
5.3.6 单个电池系统压差下边缘值按公式(3)计算:
�1 =� 25 − 1.5 × �75 −�25 ············································
(2)
式中:
�1 ——单个电池系统压差下边缘值,单位为伏特(V)。
5.3.7 若存在电池系统�1 > �0,则触发压差异常预警,如图 1 所示:
图1 压差异常预警示意图
温差异常预警
5.4.1 温差异常预警用于识别同一车型中温度一致性不佳的电池系统,运行频率为每日 1 次。
5.4.2 同一电池型号界定以工信部公告车型产品型号为依据,可在公告基础上根据批次、寿命作进一
步划分。
5.4.3 对满足下列条件的数据帧计算温差值,温差为数据帧中最高温度和最低温度的差:
a) SOC 处于指定范围(企业自定义,例:
30%~100%);
b) 电流处于指定范围(企业自定义,例:
-100 A~100 A);
c) 电压处于指定范围(企业自定义,例:
2.5 V~4.3 V);
d) 当日上传数据的电池系统数量处于指定范围(企业自定义,例:
大于 500);
e) 单个电池系统当日上传的数据帧数量处于指定范围(企业自定义,例:
大于 500);
f) 事件状态(企业自定义,例:
交流充电和静置)。
5.4.4 获取监测平台中同一型号所有电池系统的温差,分别对每一电池系统计算当日的温差分位数。
对任一电池系统可得如下 3 项分位数:
a) 电池系统温差第 25 百分位数�25,单位为摄氏度(ºC);
b) 电池系统温差第 50 百分位数�50,单位为摄氏度(ºC);
c) 电池系统温差第 75 百分位数�75,单位为摄氏度(ºC)。
5.4.5 电池型号温差上边缘值按公式(4)计算:
�0 =�75total + 1.5 × �75total −� 25total ······································
(1)
式中:
�0 ——电池型号温差上边缘值,单位为摄氏度(ºC);
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�75total ——以5.4.4得出的�50为样本,计算得到该电池型号当日整体的温差第75百分位数,单位为
摄氏度(ºC);
�25total——以5.4.4得出的�50为样本,计算得到该电池型号当日整体的温差第25百分位数,单位为
摄氏度(ºC)。
5.4.6 单个电池系统温差下边缘值按公式(5)计算:
�1 = �25 − 1.5 × �75 − �25 ············································
(2)
式中:
�1 ——单个电池系统温差下边缘值,单位为摄氏度(ºC)。
5.4.7 若存在电池系统�1 > �0,则触发温差异常预警,如图 2 所示:
图2 温差异常预警示意图
绝缘异常预警
5.5.1 绝缘异常预警用于识别同一车型中绝缘值过低的电池系统,运行频率为每日 1 次。
5.5.2 同一电池型号界定以工信部公告车型产品型号为依据,可在公告基础上根据批次、寿命作进一
步划分。
5.5.3 对满足下列条件的数据帧提取绝缘值:
a) 电流处于指定范围(企业自定义,例:
0 A~500 A);
b) 当日上传数据的电池系统数量处于指定范围(企业自定义,例:
大于 500);
c) 单个电池系统当日上传的数据帧数量处于指定范围(企业自定义,例:
大于 500);
d) 事件状态(企业自定义,例:
交流充电、静置、行驶)。
5.5.4 获取监测平台中同一型号所有电池系统的绝缘值,分别对每一电池系统计算当日的绝缘分位数。
对任一电池系统可得如下 3 项分位数:
a) 绝缘第 25 百分位数�25,单位为千欧姆(kΩ);
b) 绝缘第 50 百分位数�50,单位为千欧姆(kΩ);
c) 绝缘第 75 百分位数�75,单位为千欧姆(kΩ)。
5.5.5 电池型号绝缘下边缘值按公式(6)计算:
�0 = �25total − 1.5 × �75total − �25total ······································
(1)
式中:
�0 ——电池型号绝缘下边缘值,单位为千欧姆(kΩ);
�75total——以5.5.4得出的�50为样本,计算得到该电池型号当日整体的绝缘第75百分位数,单位为
千欧姆(kΩ);
�25total——以5.5.4得出的�50为样本,计算得到该电池型号当日整体的绝缘第25百分位数,单位为
千欧姆(kΩ)。
5.5.6 单个电池系统绝缘上边缘值按公式(7)计算:
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�1 = �75 + 1.5 × �75 − �25 ············································
(2)
式中:
�1 ——单个电池系统绝缘上边缘值,单位为千欧姆(kΩ)。
5.5.7 若存在电池系统�1 < �0,则触发绝缘异常预警,如图 3 所示:
图3 绝缘异常预警示意图
自放电速率异常预警
5.6.1 自放电速率异常预警用于识别同一车型中自放电速率过快的电池系统,运行频率为每日 1 次。
5.6.2 同一电池型号界定以工信部公告车型产品型号为依据,可在公告基础上根据批次、寿命作进一
步划分。
5.6.3 获取监测平台满足下列条件的静置事件:
a) 事件状态为静置;
b) 事件时长大于等于指定时长(企业自定义,例:
8 h);
c) 事件起始 SOC 处于指定范围(企业自定义,例:
80%~100%)。
5.6.4 计算满足 5.6.3 条件的事件的各项参数。
a) 提取去极化完成时刻t1的全量单体电压列表��1[�],其中去极化完成时刻t1按公式(8)计算:
�1 = �0 + ��·······················································
(1)
式中:
t1——去极化完成时刻;
�0——静置事件起始时刻,单位为小时(h);
�w——去极化时长,单位为小时(h)(企业自定义,例:
1h)。
b) 提取事件结束时刻t2的全量单体电压列表��2[�]。
c) t1至t2期间全量单体电压压降按公式(9)计算:
� 𝑑𝑟 � = ��1[�] − ��2[�]··············································
(2)
式中:
�𝑑𝑟 � ——全量单体电压压降,单位为伏特(V)。
d) 全量单体中压降速率最大的单体按公式(10)计算:
�𝑑�� = ��� �𝑑𝑟 � ················································ (3)
式中:
�𝑑��——全量单体中压降速率最大的单体,单位为伏特(V)。
e) 全量单体平均压降按公式(11)计算:
�𝑣�� = �
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