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 2024-03-01实施 2023-08-06发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42728—2023 目 次 前言 1范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 4 设计总则 标识和警示说明 5 5.1 标识要求和警示说明 5.2 耐久性 6 电池 6.1 电池选择 6.2 电池容量选择 6.3 电池一致性 6.4 电池数量 6.5电池组合间隙 6.6 电池安全性 6.7 电池外观 7保护电路 7.1 概述 7.2 电压管理 7.3 电流管理 7.4 温度管理 7.5 致性管理 7.6 多级保护 7.7 保护可靠性 7.8 其他考虑 8部件与材料 8.1 过充过放保护装置的安装 8.2 连接器/连接片连接 8.3 端子和连接设计 8.4 紧固件 8.5 温度传感器 8.6 布线 8.7 材料 GB/T42728—2023 安全性热设计 9 9.1 热保护设计 9.2 电池在电池组中的位置 9.3 电池组在设备中的位置 10 防火设计 10.1 材料阻燃 10.2 防延烧设计 11 安装 11.1 防止机械损伤 11.2 防止跌落损伤· 11.3 嵌入其他设备 11.4安装方向 参考文献 GB/T42728—2023 前言 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、东莞新能德科技有限公司、欣旺达电子股份有限公 技有限公司、深圳市华宝新能源股份有限公司、小通讯技术有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、 联想（北京）有限公司、OPPO广东移动通信有限公司、深圳市睿能技术服务有限公司、烟台海博电气设 备有限公司、上海道口松研智能科技有限公司、福建飞毛腿动力科技有限公司。 本文件主要起草人：何鹏林、刘冉冉、项海标、谈时、孙中伟、王清旺、李俊义、王宗强、程孝仁、孔祥鹏、 陈光辉、张寿波、庞静、王晓冬、罗湘文、张辉、韩金奎、俞峰、丁叶飞、 Ⅲ GB/T42728—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。 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 cellmanufacturer 生产锂离子电池的制造厂商。 3.2 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：IEC62619:2017.3.9] 3.5 电池组保护板 batteryprotectioncircuit module;PCM 电池组管理单元 battery management unit; BMU 电池组管理系统 batterymanagement 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 1 GB/T42728—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 Ebattery 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：IEC62619：2017,3.11] 3.7 大型锂离子电池组 large lithium ion battery 总质量超过12kg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 leakage 漏液 可见的液体电解质的漏出。 ［来源：GB/T28164—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/T28164—2011,1.3.11] 3.10 起火fire 从电池或电池组发出火焰。 [来源:GB/T281642011,1.3.12 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/T28164—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： 一一首先，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； 2 GB/T42728—2023 一其次，如果无法实行以上原则，那么需设计保护装置，减少或消除危险发生的可能性； 一一最后，如果上述方案和其他的措施均不能彻底避免危险的发生，那么需对残留的危险采取标识 和说明的措施。 在必要情况下，如针对电池的电安全保护（过压充电、过流充电、欠压放电、过载、外部短路等），使用 双重防护，甚至多级防护。 5标识和警示说明 5.1标识要求和警示说明 电池组宜在本体上用中文标明必要的标识，如产品名称、型号、额定容量或能量、充电限制电压等。 体中。 电池组本体宜有生产厂和可以追溯生产日期批次的相关信息，如批次号、条码、二维码等。 为了指导消费和维护人员不要将电池组进行非预期的使用，电池组的本体或最小包装上宜有必要 的中文警示说明 示例1：禁止拆解、撞击、挤压或投人火中。 示例2：若出现严重鼓胀，切勿继续使用。 示例3：切勿置于高温环境中。 5.2耐久性 电池组本体上的标识和警示说明要清晰可辨，且耐久和醒目。在正常使用时需考虑耐久性对其影 响，例如最终用户可以自行更换的电池组，其标识与警示说明宜有更高的耐久性。 6电池 6.1电池选择 对锂离子电池组中电池的选择，在满足产品要求的情况下，如电性能、尺寸空间等，优先选择采用安 全性较高材料的电池。 6.2电池容量选择 同样组成的单体电池，容量越大，能量越大，相应安全隐患越大。为保证整个电池组的安全性，谨慎 选用标称容量较大的单体电池，保证其安全性并配置必要的保护装置。 6.3电池一致性 组合前需对电池的一致性进行筛选（考虑容量、内阻、电压等）；宜采用同一品牌、型号、规格的电 池，否则需满足与电池的一致性有关的国际标准、国家标准和行业标准的安全性要求。 6.4电池数量 为了降低安全风险，电池组中串联和并联的电池的最大数量分别不超过电池制造商的推荐数量。 6.5电池组合间隙 在电池组结构设计时，对方形结构和聚合物（包含液态软包装）结构的电池在电池最大面预留有足 3