锂离子电池试验规程—能量型蓄电池单体或模块

1、能量型锂离子电池单体或模块测试方法目录一、电池放电容量与能量31.1 室温下电池放电容量与能量测试步骤31.2 低温下蓄电池模块放电容量测试步骤31.3 高温下蓄电池模块放电容量测试步骤3二、室温蓄电池模块倍率充放电性能42.1蓄电池模块倍率充电性能测试步骤42.2蓄电池模块倍率放电容量测试步骤42.3蓄电池模块倍率充放电比功率测试步骤4三、电池直流内阻以及开路电压53.1 直流内阻测试充放电制度53.2 直流内阻测试数据处理方法53.3 直流内阻测试步骤6四、电池自放电率及容量衰减74.1 室温下电池自放电率以及容量衰减74.2 非室温下电池自放电率以及容量衰减率7五、蓄电池模块的耐振动性8

2、六、蓄电池单体温升8七、标准循环寿命9八、初始功率9九、电池充放电库伦效率及能量效率109.1 电池充放电库伦效率109.1.1室温下电池库伦效率测试109.1.2低温下电池库伦效率测试109.1.3高温下电池库伦效率测试119.2 电池充放电能量效率119.2.1室温下电池充电能量效率119.2.2低温下电池充电能量效率129.2.3高温下电池充电能量效率129.2.4室温下电池放电能量效率129.2.5低温下电池放电能量效率129.2.6高温下电池放电能量效率13本试验方法以GB T31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法和GB T31484-2015电动汽车用动力蓄电

3、池循环寿命要求及试验方法为基础而制定，测试中根据实际情况对各测试规程中的测试方法有所修改。车用锂离子电池分为高功率型锂离子电池和能量型锂离子电池，本手册对能量型锂离子电池规定了测试项目和测试方法。通用测试条件1. 除非特殊说明，否则电池测试环境条件为：温度25±5，相对湿度15%90%，大气压力86kPa106kPa。2. 当测试的目标环境温度改变时，在进行测试前测试样品需要完成环境适应过程：单体蓄电池在低温下静置不少于2h，在高温下静置不少于1h；蓄电池模块在低温下静置不少于12h，在高温下静置不少于5h；或单体电池温度与目标环境温度不超过2。3. 调整SOC至实验目标值（n%）的

4、方法是：按标准充电方法将蓄电池包或系统充满电，静置1h，以1C恒流放电（100-n）/100 h。每次SOC调整后，新的测试开始前受试装置需要静置1h。4. 测量装置准确度的要求如下：电压测量装置：不低于0.5级电流测量装置：不低于0.5级温度测量装置：±0.5时间测量装置：±0.1%尺寸测量装置：±0.1%质量测量装置：±0.1%5. 测试过程中，对充放电装置、温控箱等控制仪器的控制精度要求如下：电压：±1%电流：±1%温度：±26.标准充电方法： 室温下，按照企业规定的充电方法进行充电；若企业未提供充电放大，则依据以下方

5、法进行充电：单体蓄电池：以1C电流恒流充电至企业规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电。蓄电池模块：以1C电流恒流充电至企业规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，若充电过程中有单体蓄电池电压超过充电终止电压0.1V时则停止充电。 7.标准放电方法：单体蓄电池：室温下，单体蓄电池以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压。蓄电池模块：室温下，蓄电池模块以1C电流放电至任一单体蓄电池电压到放电终止电压。8.标准循环 标准循环在室温下进行，按照先后顺序包括一个标准放电过程和标准充电过程，其步骤如下：a) 标准放电；b) 静置30min；

6、c) 标准充电；d) 静置30min；如果标准循环和一个新的测试之间时间间隔长于24小时，则需要重新进行一次标准循环。9.本试验规程提到的“标准循环”的环境温度时室温（RT），而单独提到的“标准放电”和“标准充电”的环境温度按具体条款的规定执行。10. Imax(T):某试验环境温度下最大允许的持续放电电流。一、电池放电容量与能量电池放电容量与能量测试，需要测得电池在不同温度下以1C放电电流放电所能够释放出的容量和能量。（在测试过程中最好能够测得电池表面温度变化）1.1 室温下电池放电容量与能量测试步骤序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.进行一个标准循环RT3.以1C电流放电至企业规定

7、的放电截止电压或至任一单体蓄电池电压到放电终止电压。RT4用电流时间乘积积分可得电池放电容量（以Ah计），电流电压乘积积分可得电池放电能量（以Wh计）RT1.2 低温下蓄电池模块放电容量测试步骤序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.进行一个标准循环RT3.搁置24h-204以1C电流放电至任一单体蓄电池电压到放电终止电压。（该电压不低于室温放电终止电压的80%）-205用电流时间乘积积分可得电池放电容量（以Ah计）RT1.3 高温下蓄电池模块放电容量测试步骤序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.进行一个标准循环RT3.搁置5h554以1C电流放电至任一单体蓄电池电压到放电终止电压。

8、555用电流时间乘积积分可得电池放电容量（以Ah计）RT二、室温蓄电池模块倍率充放电性能室温蓄电池模块倍率充放电性能测试，需要测得蓄电池模块在室温下以不同放电倍率放电所能够释放出的容量和比功率。（在测试过程中最好能够测得电池表面温度变化）2.1蓄电池模块倍率充电性能测试步骤序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.进行一次标准放电RT3.搁置1hRT4以2C电流（最大电流不超过400A）充电至任一单体蓄电池电压到充电终止电压。RT5搁置1hRT6以1C电流放电至任一单体蓄电池电压到放电终止电压。RT7用电流时间乘积积分可得电池放电容量（以Ah计）RT2.2蓄电池模块倍率放电容量测试步骤序号内

9、容温度1.进行一个环境适应过程RT2.进行一个标准循环RT3以3C电流（最大电流不超过400A）放电至任一单体蓄电池电压到放电终止电压。RT4用电流时间乘积积分可得电池放电容量（以Ah计）RT2.3蓄电池模块倍率充放电比功率测试步骤序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.进行一个标准循环RT3以1C电流放电30min后以企业规定的最大放电电流放电10S，然后再静置30min，再以企业规定的最大充电电流充电10S。RT4采用10S充放电的放电能量除以10S充放电时间的方法，计算充放电的平均比功率（以W/Kg计）RT三、电池直流内阻以及开路电压电池直流内阻以及开路电压测试需要通过在锂离子电池上

10、运行一种充放电制度来达到，测试所涉及的温度规定为0、室温（25±5）、45。3.1 直流内阻测试充放电制度时间增加量S累计时间S电流A00010101C405001060-0.75C下图是电池直流内阻测试的充放电制度3.2 直流内阻测试数据处理方法在电池直流内阻试验中需要测量的电压和电流时间S电压V电流A对应电流值A0U0I0010U1Ic1C40UI2010U3Id-0.75C1) 放电内阻计算Rd=U2-U1Id2) 充电内阻计算Rc=U4-U3Ic3.3 直流内阻测试步骤序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.标准循环RT3.调整到合适温度，进行一个环境适应性过程4.调整

11、SOC至90%5.执行直流内阻测试制度610min钟后记录电池开路电压7重复步骤46，每隔10%SOC执行一次直流内阻测试制度直到SOC=10%四、电池自放电率及容量衰减电池在长时间存储的情况下会发生容量减少的现象，这称为自放电；在高低温下存储的电池会发生不可逆的容量损失现象，这称为容量衰减。需要测试电池在低温（-20、0），室温（25±5）和高温（55）下存储的电池自放电以及容量衰减。测试中的电池自放电率要达到5%，偏离太多要调整存储时间。4.1 室温下电池自放电率以及容量衰减序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.标准循环RT3.标准放电，（放电容量记为C3）RT4.静置30

12、minRT5调整SOC至80%RT6标准放电，（放电容量记为C6）RT7静置30minRT8调整SOC至80%RT9搁置28dRT10标准放电，（放电容量记为C10）RT11标准充电RT12标准循环RT13标准放电，（放电容量记为C13）RT室温下电池自放电率室温存储下电池容量衰减率4.2 非室温下电池自放电率以及容量衰减率序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.标准循环RT3将温度设置为目标温度，进行一个环境适应过程目标温度4.标准放电，（放电容量记为C4）目标温度5.将温度设置为室温，进行一个环境适应过程RT6.调整SOC至80%RT7.将温度设置为目标温度，进行一个环境适应过程目标温

13、度8.标准放电，（放电容量记为C8）目标温度9.将温度设置为室温，进行一个环境适应过程RT10.调整SOC至80%RT11.将温度设置为目标温度，搁置7d目标温度12.标准放电，（放电容量记为C12）目标温度13.将温度设置为环境温度，进行一个环境适应过程RT14.标准充电RT15.标准循环RT16.将温度设置为目标温度，进行一个环境适应过程目标温度17.标准放电，（放电容量记为C17）目标温度非室温下电池自放电率非室温存储下电池容量衰减率五、蓄电池模块的耐振动性序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.标准循环RT3.将蓄电池模块紧固到振动台上RT4.按照下述条件进行线性扫频振动试验：放

14、电电流：1/3C；振动方向：上下单振动；振动频率：10Hz55Hz；最大加速度：30m/S2扫频循环：10次；振动时间：3h。RT5振动试验过程中，观察有无异常现象出现。RT六、蓄电池单体温升蓄电池单体温升试验是在室温下进行，验证蓄电池在正常工作时的发热是否会达到热平衡。序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.标准循环RT3.调整SOC为40%RT4.以1C电流充电至SOC为60%，记录电池表面正中心与四个端角处的温度，SOC每隔10%记录一次。RT5.以1C电流放电至SOC为40%，记录电池表面正中心与四个端角处的温度，SOC每隔10%记录一次。RT6.重复步骤45，测量电池表面五点温

15、度是否到达某一个值后不再继续上升。RT七、标准循环寿命 电池的循环寿命是检测电池寿命长短的一个基本参数。序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.进行一次标准循环RT3.进行一次标准放电，记录初始放电容量RT4.搁置30minRT5.进行一次标准充电RT6.搁置30minRT7.进行一次标准放电，记录放电容量RT8.按照47连续循环500次，若放电容量高于初始容量的90%，则终止试验，若没有，则继续下个步骤RT9.按照47连续循环500次RT八、初始功率 室温下，测试电池功率。序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.进行一次标准循环RT3.调整电池的SOC至50%RT4.搁置30mi

16、nRT5.以企业规定的最大电流放电5S，试验后以1C放电至企业规定的放电终止条件RT6.计算上个步骤最后一个数据采集点的功率（W）RT九、电池充放电库伦效率及能量效率电池效率是电池系统应用中非常重要的一个参数，在电池建模以及SOC估算等方面是一个非常关键的参数。9.1 电池充放电库伦效率电池充放电库伦效率一般都比较高，接近100%，在很多场合是可以忽略不计的。本测试中需要对电池的库伦效率进行一种近似的测试，数据只能提供参考作用。9.1.1室温下电池库伦效率测试序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.标准循环RT3.标准放电RT4.静置30minRT5.以1C电流充电至SOC大致为50%R

17、T6.静置30minRT7.标准放电RT8.放电电荷量/充电电荷量即为电池在1C电流下的库伦效率RT9.重复步骤28，测量电池在 Imax(T) 下的库伦效率RT9.1.2低温下电池库伦效率测试序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.标准循环RT3.标准放电RT4.进行一个环境适应过程05.以1C电流充电至SOC大致为50%06.静置30min07.标准放电08.放电电荷量/充电电荷量即为电池在1C电流下的库伦效率09.重复步骤18，测量电池在 Imax(T) 下的库伦效率10.进行一个环境适应性过程RT11.标准循环RT12.标准放电RT13.进行一个环境适应过程-2014.以1C电流

18、充电至SOC大致为50%-2015.静置30min-2016.标准放电-2017.放电电荷量/充电电荷量即为电池在1C电流下的库伦效率-2018.重复步骤1017，测量电池在 Imax(T) 下的库伦效率9.1.3高温下电池库伦效率测试序号内容温度1.进行一个环境适应性过程RT2.标准循环RT3.标准放电RT4.进行一个环境适应过程405.以1C电流充电至SOC大致为50%406.静置30min407.标准放电408.放电电荷量/充电电荷量即为电池在1C电流下的库伦效率409.重复步骤18，测量电池在 Imax(T) 下的库伦效率9.2 电池充放电能量效率电池充放电能量效率测定过程中默认电池的充放电库伦效率为100%，借助于电池开路电压曲线，电池的充放电能量效率可以分别测定得。9.2.1室温下电池充电能量效率序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.标准循环RT3.标准放电RT4.静置30minRT5.以1C电流充电至供应商规定的充电截止电压RT6.静置30minRT7.重复步骤26，分别进行 Imax(T) 充电RT9.2.2低温下电池充电能量效率序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.标准循环RT3.标准放电RT4.进行一个环境适应过程05.以1C电流充电至供应商规定的充电截止电压06.重复步骤15，