以下是对 GB 31241‑2022《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全技术规范》的整理与解读(以中文为主),希望对你作为锂电池PACK厂/系统设计单位有所帮助。若你需要“完整条文+试验方法”或针对你所提“动力/大容量电池系统”中的 applicability(适用性)分析,也可进一步提供。
标准号:GB 31241-2022。
中文名称:《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全技术规范》。
英文名称:Lithium ion cells and batteries used in portable electronic equipments — Safety technical specification。
发布日期:2022-12-29。
实施日期:2024-01-01。
本标准取代旧版 GB 31241‑2014。
适用范围:适用于便携式电子产品用的锂离子电池和电池组(以下简称“电池和电池组”)。
本标准 仅适用于“便携式电子产品”用的锂离子电池和电池组。
它并不是专为大功率、大容量、动力系统、电动汽车、储能系统等场景设计的。因此,若你的系统(如你所提的72 V、200 Ah爆炸-低温双层系统、800 V ~1000 V等级电池包)属于动力用或储能用电池包,则本标准可能 不是适用标准,你需要参考另一个适用标准,如动力电池安全标准、固定式电池标准等。
在实际应用中,很多机构将该标准视为“便携式”类别强制执行标准,用于手机、笔电、移动电源、可穿戴设备等。
根据公开解读,新版GB 31241-2022与旧版相比,有较多修订,以下为重点:
术语和定义调整:增加“标称电压”“额定能量”“参考试验电流”“充电限制电压”“放电终止电压”“下限充电温度”“下限放电温度”“可允许的最高电池表面温度”等术语;删除“泄气”“破裂”等术语。试验条件、方法有调整:比如温度测量方法、样品预处理、充放电程序、试验顺序、样品容量测试、试验项目都有变动。
安全要求有所强化/调整,如:高温外部短路、过充电及强制放电的要求变更;删除了“常温外部短路”项目。
新增或强化可燃性试验方法、安全关键元器件参考标准、吞咽量规试验工装等。
以下为标准中比较关键的部分(但不是全文)——可作为你在设计锂离子电池/电池组安全方案时需要对照的项。
对于电池和电池组,应考虑正常使用条件下以及可能的异常使用情况(如短路、过充、过放、机械损伤、外部环境变化等)安全性。
要明确电池的安全工作参数,如电压、温度、充电/放电电流、终止电压/终止温度等。
要有适当的标识和警示说明。新版对标识和警示说明的要求也有修改。
电安全试验:包括外部短路(高温下)、过充电、强制放电、过流保护、反向充电等。
环境安全试验:包括低气压(适用于高海拔环境)、温度循环、振动、冲击、跌落、挤压、针刺、热滥用、燃烧/阻燃等。
样品预处理:对于带保护电路的电池组,增加了静电放电预处理要求。
对电池组(即由多个电池单体组成的组合)还提出了额外要求,如环境安全试验、电安全试验、保护电路安全要求等。新版提及电池组保护电路型式试验、删除耐高压项目等。
新版增加了对“单级电池过充保护”和“单级电池过放保护”的试验项目。
新版对标志、警示说明做了进一步修订。
新增“工作范围示例”“安全关键元器件参考标准”“可燃性试验方法”作为补充内容。
由于你所描述的应用场景(如72 V 150 Ah / 10.8 kWh、48 V 200 Ah / 9.6 kWh、800 V /1000 V等级、爆炸-低温环境、军事/大功率系统)与“便携式电子产品用”有较大区别,因此你需要注意:
适用性问题:GB 31241-2022 是为“便携式电子产品用锂离子电池和电池组”而设,若你的系统属于工业用、大容量、高电压、高能量、动力型电池包,可能应参照或直接使用别的标准(例如动力电池标准、储能电池标准、航天/军事专用标准等)。
设定参数:尽管标准适用范围不同,其安全试验思想、试验方法、保护电路、安全工作参数、异常情况处理等很多内容对你仍然具有参考价值。你可参考其试验方法作为“安全验证”的部分。
环境条件:你设计中提及“低温”“爆炸环境”“高原/高海拔”等,这些都是标准中环境安全试验的强化项(如低气压、温度循环、挤压、振动、跌落等)有覆盖,但便携产品标准中的极端程度可能不如你系统要求。因此,需结合实际应用场景适当提升要求。
保护电路要求:标准中新版对电池组保护电路的安全性试验(如过充、过放、保护键件参考标准)有明确条款,这对于你做电池包设计非常重要。尽管你的系统电压/容量远超便携产品,但设计思路是通用的。
合规与认证:若你所制造的电池包最终用于“便携式电子产品”市场(如移动设备、备用电源、小型储能设备等),那必须符合该标准进行认证。但若不是,则需要确认目标市场和法规适用情况。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。