ICS 29.220.99
CCS K 82
中华人民共和国国家标准
GB/T 42728—2023
锂离子电池组安全设计指南
Guidelines for safety design of lithium ion batteries
2023-08-06发布
2024-03-01实施
国家市场监督管理总局
发布国家标准化管理委员会
GB/T 42728—2023
目次
前言 …………………………………………………………………………………………………………………Ⅲ
1 范围 …………………………………………………………………………………………………………………1
2规范性引用文件 ……………………………………………………………………………………………1
3 术语和定义 ……………………………………………………………………………………………………1
4 设计总则 …………………………………………………………………………………………………………2
5 标识和警示说明 ………………………………………………………………………………………………3
5.1标识要求和警示说明 ……………………………………………………………………………………3
5.2耐久性 …………………………………………………………………………………………………3
6电池 …………………………………………………………………………………………………………………3
6.1电池选择 …………………………………………………………………………………………………3
6.2电池容量选择 ……………………………………………………………………………………………3
6.3电池一致性 …………………………………………………………………………………………………3
6.4 电池数量 …………………………………………………………………………………………………3
6.5电池组合间隙 ………………………………………………………………………………………………3
6.6电池安全性 …………………………………………………………………………………………………4
6.7 电池外观 ………………………………………………………………………………………………………4
7 保护电路 ……………………………………………………………………………………………………4
7.1概述 ………………………………………………………………………………………………………4
7.2电压管理 ……………………………………………………………………………………………………4
7.3电流管理 ……………………………………………………………………………………………………4
7.4温度管理 …………………………………………………………………………………………………5
7.5一致性管理 ………………………………………………………………………………………………5
7.6 多级保护 …………………………………………………………………………………………………5
7.7保护可靠性 ………………………………………………………………………………………………5
7.8其他考虑 ………………………………………………………………………………………………6
8部件与材料 ……………………………………………………………………………………………………6
8.1过充过放保护装置的安装 ………………………………………………………………………………6
8.2连接器/连接片连接………………………………………………………………………………………6
8.3端子和连接设计 ………………………………………………………………………………………6
8.4 紧固件 ……………………………………………………………………………………………………6
8.5 温度传感器 ……………………………………………………………………………………………7
8.6 布线 ……………………………………………………………………………………………………7
8.7材料 ………………………………………………………………………………………………………7
GB/T 42728—2023
9安全性热设计 ………………………………………………………………………………………………7
9.1热保护设计 ……………………………………………………………………………………………7
9.2 电池在电池组中的位置 ……………………………………………………………………………………7
9.3电池组在设备中的位置 …………………………………………………………………………………7
10防火设计………………………………………………………………………………………………………8
10.1材料阻燃………………………………………………………………………………………………8
10.2防延烧设计……………………………………………………………………………………………8
11 安装……………………………………………………………………………………………………………8
11.1防止机械损伤……………………………………………………………………………………………8
11.2 防止跌落损伤…………………………………………………………………………………………8
11.3 嵌入其他设备…………………………………………………………………………………………8
11.4安装方向……………………………………………………………………………………………………8
参考文献……………………………………………………………………………………………………………9
GB/T 42728—2023
锂离子电池组安全设计指南
1 范围
本文件提供了在设计锂离子电池组时涉及的与电池组安全特性相关的指导，从电池、保护电路、材料与部件、热设计、防火及安装等方面给出了提升产品安全特性的建议。
本文件适用于锂离子电池组的设计，不区分应用领域。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电池制造厂商 cell manufacturer生产锂离子电池的制造厂商。
3.2
电池组制造厂商 battery manufacturer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商。
3.3
锂离子电池 lithium ion cell
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1:装置通常包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。
注2:以下简称为电池。
3.4
模块 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：IEC 62619:2017,3.9]
3.5
电池组保护板 battery protection circuit module;PCM电池组管理单元 battery management unit;BMU电池组管理系统 battery management system;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GB/T 42728—2023
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。
3.6
电池组 battery
电池组系统 battery system
由一个或多个电池、模块或电池包组成的系统。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：IEC 62619:2017,3.11]
3.7
大型锂离子电池组 large lithium ion battery总质量超过12 kg的锂离子电池组。
[来源：UN 38.3(Sixth revised edition),2.3]注：本文件简称为大型电池组。
3.8
漏液 leakage
可见的液体电解质的漏出。[来源：GB/T 28164—2011,1.3.9]
3.9
破裂 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/T 28164—2011,1.3.11]
3.10
起火 fire
从电池或电池组发出火焰。[来源：GB/T 28164—2011,1.3.12]
3.11
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/T 28164—2011,1.3.13]
4 设计总则
产品设计人员在进行产品总体设计时首先要考虑产品的安全性，即对维修人员或使用人员提供可接受的保护措施，以免维修人员或使用人员在预期使用或合理可预见的误用下导致人身伤害或财产损失。如果在安全性和经济利益等产品其他因素之间发生冲突时，优先考虑安全性的要求。锂离子电池和电池组导致的危险是指：漏液、起火、爆炸等。
在确定电池或电池组采用何种设计方案时，需遵守以下的优先次序：——首先，如有可能，优先选择安全性高的材料，尽量避免使用容易出现热失控的材料；