锂离子电池试验规程—能量型蓄电池电池包和系统

1、能量型蓄电池电池包和系统目录一、电池容量与能量31.2 室温下电池容量与能量测试步骤31.3 低温下电池容量与能量测试步骤31.4 高温下电池容量与能量测试步骤4二、电池峰值功率、内阻以及开路电压42.1 峰值功率测试充放电制度42.2 峰值功率测试数据处理方法52.3 峰值功率测试步骤72.3.1 室温下峰值功率测试72.3.2 非室温下峰值功率测试7三、电池自放电率及容量衰减83.1 室温下电池自放电率以及容量衰减83.2 非室温下电池自放电率以及容量衰减率8四、冷启动9五、电荷接受能力10六、振动10七、电池充放电库伦效率及能量效率107.1 电池充放电库伦效率107.1.1室温下电池库

2、伦效率测试107.1.2低温下电池库伦效率测试117.1.3高温下电池库伦效率测试117.2 电池充放电能量效率127.2.1室温下电池充电能量效率127.2.2低温下电池充电能量效率127.2.3高温下电池充电能量效率127.2.4室温下电池放电能量效率137.2.5低温下电池放电能量效率137.2.6高温下电池放电能量效率13八、循环寿命和使用寿命138.1 循环寿命测试方法148.2 使用寿命测试方法14本试验方法以电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分：高能量应用测试规程为基础而制定，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

3、锂离子电池，本手册对能量型锂离子电池包和系统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20±5，相对湿度25%85%，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：在低温下静置不少于24h；在高温下静置不少于16h；或单体电池温度与目标环境温度不超过2，测试样品如果包含蓄电池控制单元，则环境适应过程需要将其关闭。3. 调整SOC至实验目标值（n%）的方法是：按供应商提供的充电方式将蓄电池包或系统充满电，静置1h，以1C恒流放电（100-n）/100h。每次SOC调整后，新的测试开

4、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，则依据以下方法进行充电： 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

5、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： 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；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。 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。9.Imax(T):某试验环境温度下最大允许的持续放电电流； Imax'SOC

6、,T,t：某SOC，试验环境温度T，脉冲持续时间t下的最大允许放电 电流。一、电池容量与能量电池静态容量与能量测试需要测得电池在不同温度下以不同放电倍率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）1.2 室温下电池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.进行一次标准放电RT4.静置30minRT5.进行一次标准充电RT6.静置30minRT7.以Imax(T)放电至企业规定的截止电压RT8.用电流时间乘积积分可得电池容量，电流电压乘积积分可得电池能量，记录步骤3和7的容量和能量RT1.3 低温下电池容量与能量测试步骤序

7、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.电池所处环境温度降低为0，进行一个环境适应过程04.以1/3C倍率电流放电至供应商规定的放电截止电压05.电池所处环境温度升高为室温，进行一个环境适应过程RT6.标准充电RT7.重复步骤36，分别进行1C和Imax(T)电流放电，放电截止电压为供应商规定的截止电压8.进行一个环境适应过程RT9.进行一个标准循环RT10.电池所处环境温度降低为-20，进行一个环境适应过程-2011.以1/3C倍率电流放电至供应商规定的放电截止电压-2012.电池所处环境温度升高为室温，进行一个环境适应过程RT13.标准充电RT14.重复步骤101

8、3，分别进行1C和Imax(T)电流放电，放电截止电压为供应商规定的截止电压15.用电流时间乘积积分可得电池容量，电流电压乘积积分可得电池能量，记录步骤4、7、11和14的容量和能量RT1.4 高温下电池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.电池所处环境温度升高为40，进行一个环境适应过程404.以1/3C倍率电流放电至供应商规定的放电截止电压405.电池所处环境温度升高为室温，进行一个环境适应过程RT6.标准充电RT7.重复步骤36，分别进行1C和Imax(T)电流放电，放电截止电压为供应商规定的截止电压8.用电流时间乘积积分可得电池容量，电流

9、电压乘积积分可得电池能量，记录步骤4和7容量和能量RT二、电池峰值功率、内阻以及开路电压电池峰值功率、内阻以及开路电压测试需要通过在锂离子电池上运行一种充放电制度来达到，测试所涉及的温度规定为-20、0、室温（25±5）、40。 2.1 峰值功率测试充放电制度时间增加量S累计时间S电流A0001818 Imax'SOC,T,t1021200.75Imax'SOC,T,t40160020180-0.75Imax'SOC,T,t4022002.2 峰值功率测试数据处理方法在峰值功率测试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A0U0I000.1U1I

10、1 Imax'SOC,T,t2U2I2 Imax'SOC,T,t5U3I3 Imax'SOC,T,t10U4I4 Imax'SOC,T,t18U5I5 Imax'SOC,T,t18.1U6I60.75Imax'SOC,T,t20U7I70.75Imax'SOC,T,t30U8I80.75Imax'SOC,T,t60U9I90.75Imax'SOC,T,t90U10I100.75Imax'SOC,T,t120U11I110.75Imax'SOC,T,t160U12I120160.1U13I13-0.75Ima

11、x'SOC,T,t162U14I14-0.75Imax'SOC,T,t170U15I15-0.75Imax'SOC,T,t180U16I16-0.75Imax'SOC,T,t220U17I1701) 放电内阻计算2) 充电内阻计算3) 放电功率计算4) 充电功率计算2.3 峰值功率测试步骤2.3.1 室温下峰值功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.调整SOC至90%RT4.记录电池开路电压RT5.执行峰值功率测试制度RT6.重复步骤25，每隔10%SOC执行一次峰值功率测试制度直到SOC=10%RT如果SOC=90%时无法执行峰值

12、功率测试制度，则调整SOC为80%；如果SOC=10%时无法执行峰值功率测试制度，则调整为SOC=20%。2.3.2 非室温下峰值功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.调整SOC至90%RT4.调整到合适温度，进行一个环境适应性过程5.记录电池开路电压RT5.执行峰值功率测试制度RT6.重复步骤15，每隔10%SOC执行一次峰值功率测试制度直到SOC=10%RT三、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±

13、;5）和高温（40）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。3.1 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30minRT5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720hRT10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3.2 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

14、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720h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

15、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四、冷启动冷启动是测试电池在低温环境下瞬间提供高功率输出的能力，对于电池在实车上的应用来讲是一个非常重要的参数。测试选择的温度为-20。冷启动测试步骤序号内容温度1.进行一个环境适应过程RT2.标准循环RT3.调整SOC至20%或者供应商允许的最低SOCRT4.进行一个环境适应过程-205.恒压放电，持续5s-206静置10s-207.重复步骤56两次-20冷启动功率计算时，先计算每个恒压放电脉冲电池放电功率的平均值，在计算三次恒压放电功率平均值。五、电荷接受能力需要测试的是低温、常温以及高温

16、下电池的在不同电流下充电的电荷接受能力。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.调整温度为目标温度，进行一个环境适应过程目标温度5.以1/3C的电流充电至供应商规定的充电截止电压目标温度6.调整温度为室温，进行一个环境适应过程RT7.标准放电RT8.调整温度为目标温度，进行一个环境适应过程目标温度9.重复步骤57，分别进行2/3C、1C的充电目标温度六、振动七、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。7.1 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

17、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。7.1.1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%RT6.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RT7.1.2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.

18、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7.1.3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40

19、5.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7.2 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。7.2.1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RT7.

20、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，分别进行 Imax(T) 充电7.进行一个环境适应过程RT8.标准循环RT9.标准放电RT10.进行一个环境适应过程-2011.以1C电流充电至供应商规定的充电截止电压-2012.重复步骤711，分别进行 Imax(T) 充电7.2.3高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405.以1C电流充电至供应商规定的充电截止电压406.重复步骤15，分别进行 Imax(T) 充电7.2.4室温下电池放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.以1C电流放电至供应商规定的放电截止电压RT4.静置30minRT5.重复步骤24，分别进行 Imax(T) 放电RT7.2.5低温下电池放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.进行一个环境适应过程04.以1C电流放电至供应商规定的放电截止电压05.重复步骤14，分别进行 Imax(T) 放电6.进行一个环