鋰離子電池試驗規(guī)程—功率型(202410)

1、功率型鋰離子電池測試方法目錄一、電池靜態(tài)容量與能量 21.1 標準循環(huán) 31.2 室溫下電池靜態(tài)容量與能量測試步驟 31.3 低溫下電池靜態(tài)容量與能量測試步驟 31.4 高溫下電池靜態(tài)容量與能量測試步驟 4二、電池峰值功率、內(nèi)阻以及開路電壓 52.1 峰值功率測試充放電制度 52.2 峰值功率測試數(shù)據(jù)處理方法 52.3 峰值功率測試步驟 72.3.1 室溫下峰值功率測試 72.3.2 非室溫下峰值功率測試 8三、電池自放電率及容量衰減 83.1 室溫下電池自放電率以及容量衰減 83.2 非室溫下電池自放電率以及容量衰減率 9四、冷啟動 9五、電荷接受能力 10六、振動 10七、電池充放電庫倫效

2、率及能量效率 107.1 電池充放電庫倫效率 10室溫下電池庫倫效率測試 10低溫下電池庫倫效率測試 11高溫下電池庫倫效率測試 117.2 電池充放電能量效率 12室溫下電池充電能量效率 12低溫下電池充電能量效率 12高溫下電池充電能量效率 13室溫下電池放電能量效率 13低溫下電池放電能量效率 13高溫下電池放電能量效率 14八、循環(huán)壽命和使用壽命 148.1 循環(huán)壽命測試方法 148.2 使用壽命測試方法 14本試驗方法以?電動汽車用鋰離子動力蓄電池系統(tǒng)測試規(guī)程 -第1局部-高功 率應用?為根底，參考FreedomCAR功率輔助型測試手冊、USABC電動車電池測 試手冊以及QC/T 7

3、43-2006電動汽車用里離子蓄電池測試行業(yè)標準而制定，測試 中根據(jù)實際情況對各測試規(guī)程中的測試方法有所修改。車用鋰離子電池分為高功率型鋰離子電池和能量型鋰離子電池， 本手冊對功 率型鋰離子電池規(guī)定了測試工程和測試方法。 對于功率型鋰離子電池，其測試應 該包含以下幾項：1高溫、室溫和低溫下電池靜態(tài)容量與能量；2高溫、室溫和低溫下峰值功率、電池充放電內(nèi)阻以及電池開路電壓；3高溫、室溫和低溫下電池自放電率以及容量衰減；4冷啟動性能；5電荷接受能力；6振動；7高溫、室溫、低溫下電池庫倫效率以及能量效率；8電池循環(huán)壽命以及使用壽命測試。通用測試條件1. 除非特殊說明，否那么電池測試環(huán)境條件為：溫度20

4、C± 5C,相對濕度25% 85%,大氣壓力 86kPa106kPa。2. 當測試的目標環(huán)境溫度改變時，在進行測試前受試裝置需要完成環(huán)境適應過程：受試裝置在新的實驗環(huán)境溫度下靜置12h。受試裝置是蓄電池系統(tǒng)，那么環(huán)境適應過程需要關閉電池控制單元。如果在 1h內(nèi)所有測試點的溫度變化 小于4C,那么環(huán)境適應過程的靜置時間可以縮短。3. 調(diào)整SOC至實驗目標值n%的方法是：按供應商提供的充電方式將蓄電 池包或系統(tǒng)充滿電，靜置1h，以1C恒流放電100-n/100h。每次SOC調(diào) 整后，新的測試開始前受試裝置需要靜置 30mi n。4. 測量裝置準確度的要求如下：電壓測量裝置：不低于級電流測

5、量裝置：不低于級溫度測量裝置：土 1K時間測量裝置：土 0.1%尺寸測量裝置：土 0.1%質(zhì)量測量裝置：土 0.1%5. 測試過程中，對充放電裝置、溫控箱等控制儀器的控制精度要求如下：電壓：土 1%電流：土 1%溫度：土 2C亠、電池靜態(tài)容量與能量電池靜態(tài)容量與能量測試需要測得電池在不同溫度下以不同放電倍率放電所能夠釋放出的容量和能量。在測試過程中最好能夠測得電池外表溫度變化1.1標準循環(huán)標準循環(huán)在室溫下進行，按照先后順序包括一個標準放電過程和標準充電過 程，其步驟如下：a標準放電：使用1C放電至供應商規(guī)定的放電截止條件；b靜置 30min ；c標準充電：根據(jù)蓄電池供應商提供的充電機制充電；d

6、靜置 30min ；如果標準循環(huán)和一個新的測試之間時間間隔長于24小時，那么需要重新進行一次標準循環(huán)。1.2室溫下電池靜態(tài)容量與能量測試步驟序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.進行一個標準循環(huán)RT3.以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓RT4.靜置30minRT5.標準充電RT6.靜置30minRT7.重復步驟36，分別進行03C、1C、2C、5C 8C、10C、12C、15C、18C、20C電流放電，放電截止電壓為供應商規(guī)定的截止 電壓RT8.用電流時間乘積積分可得電池靜態(tài)容量， 電流電壓乘積積分可 得電池靜態(tài)能量RT1.3低溫下電池靜態(tài)容量與能量測試步驟序號內(nèi)容溫度1.

7、進行一個環(huán)境適應過程RT2.進行一個標準循環(huán)RT3.電池所處環(huán)境溫度降低為0C,進行一個環(huán)境適應過程0C4.以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓0C5.電池所處環(huán)境溫度升高為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT6.標準充電RT7.重復步驟36，分別進行03C、1C、2C、5C 8C、10C、12C、15C電流放電，放電截止電壓為供應商規(guī)定的截止電壓8.電池所處環(huán)境溫度降低為-10 c，進行一個環(huán)境適應過程-10C9.以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓-10C10.電池所處環(huán)境溫度升高為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT11.標準充電RT12.重復步驟811,分別進行 03C、1

8、C、2C、5C、8C、10C電流放電，放電截止電壓為供應商規(guī)定的截止電壓13.電池所處環(huán)境溫度降低為-20 C，進行一個環(huán)境適應過程-20 °C14.以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓-20 °C15.電池所處環(huán)境溫度升高為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT16.標準充電RT17.重復步驟1316,分別進行2/3C、1C、2C 5C電流放電，放 電截止電壓為供應商規(guī)定的截止電壓18.用電流時間乘積積分可得電池靜態(tài)容量， 電流電壓乘積積分可 得電池靜態(tài)能量RT1.4高溫下電池靜態(tài)容量與能量測試步驟序號內(nèi)容溫度1.:進行一個環(huán)境適應過程RT2.進行一個標準循環(huán)RT3.

9、電池所處環(huán)境溫度升高為30 C，進行一個環(huán)境適應過程30 C4.以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓30 C5.電池所處環(huán)境溫度升高為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT6.標準充電RT7.重復步驟36,分別進行2/3C、1C、2C、5C 8C 10C、12C、15C、18C、20C電流放電，放電截止電壓為供應商規(guī)定的截 止電壓8.:電池所處環(huán)境溫度升高為40 C，進行一個環(huán)境適應過程40 C9.以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓40 C10.:電池所處環(huán)境溫度升高為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT11.:標準充電RT12.重復步驟811,分別進行2/3C、1C、2C 5C、

10、8C、10C 12C、15C、18C、20C電流放電，放電截止電壓為供應商規(guī)定的截 止電壓13.電池所處環(huán)境溫度升高為50 C，進行一個環(huán)境適應過程50 C14.以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓50 C15.電池所處環(huán)境溫度升高為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT16.標準充電RT17.重復步驟1316,分別進行 23C、1C 2C、5C、8C、10C、12C 15C電流放電，放電截止電壓為供應商規(guī)定的截止電壓18.電池所處環(huán)境溫度升高為60 C，進行一個環(huán)境適應過程60 C19.；以1/3C倍率電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓60 C20.電池所處環(huán)境溫度升高為室溫，進行一個環(huán)

11、境適應過程RT21.標準充電RT22.重復步驟1316,分別進行 73C、1C 2C、5C、8C 10C電流放電，放電截止電壓為供應商規(guī)定的截止電壓23.用電流時間乘積積分可得電池靜態(tài)容量，電流電壓乘積積分RT可得電池靜態(tài)能量二、電池峰值功率、內(nèi)阻以及開路電壓電池峰值功率、內(nèi)阻以及開路電壓測試需要通過在鋰離子電池上運行一種充 放電制度來到達，測試所涉及的溫度規(guī)定為-10C、0C、室溫20C± 5 C、40 C、 55°C。2.1峰值功率測試充放電制度時間增加量S累計時間S電流A0001818Imax405801068max401080其中Imax是供應商提供的電池18S脈沖

12、放電最大電流，圖XX是脈沖功率測試充放 電制度Tim# s2.2峰值功率測試數(shù)據(jù)處理方法在峰值功率測試試驗中需要測量的電壓和電流iJ?UeUd I1U91.U1IUeV出Nl»u42000510152025303544455055 6C &5707580859095 100 105 11110掀3002W時間S電壓V電流A對應電流值A0UoIo0U1IoI max2U2|0I max10U3I0I max18U4I0I max58U5I00U6I0I max60U7I0I max68U8I0I max108U9I00Time 習F八0 1.齪一-1放電內(nèi)阻計算R】0*hu&#

13、176;-S行乍過和放電內(nèi)II2充電內(nèi)阻計算.也充電內(nèi)阻 黑允電內(nèi)曲 lfts充電內(nèi)陽 個過聊充電內(nèi)宙一 3) 放電功率計算5“放電功豐Aia* =t7i*A <io)加坡電丄髀(in10$故電功車召仏ir二5*厶*(12)1黑放電卩率=t*Z+C13)4) 充電功率計算。2充電妙率尺1伽=匸(5#4 (H)缶充電功翠氏品=5“；(15)10sA 電功率O,r«=*A (1®2.3峰值功率測試步驟室溫下峰值功率測試骨口， 序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應性過程RT2.標準循環(huán)RT3.調(diào)整 SOC至 90%RT4.記錄電池開路電壓RT5.執(zhí)行峰值功率測試制度RT6.重復

14、步驟25，每隔10%SOC執(zhí)行一次峰值功率測試制度直到SOC=10%RT如果SOC=90%時無法執(zhí)行峰值功率測試制度，那么調(diào)整 SOC為80%; 如果SOC=10謝無法執(zhí)行峰值功率測試制度，那么調(diào)整為 SOC=20%非室溫下峰值功率測試序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應性過程RT2.標準循環(huán)RT3.調(diào)整SOC至90%RT4.調(diào)整到適宜溫度，進行一個環(huán)境適應性過程5.記錄電池開路電壓RT6.執(zhí)行峰值功率測試制度RT7.重復步驟26,每隔10%SOC執(zhí)行一次峰值功率測試制度直到SOC=10%RT1、電池自放電率及容量衰減電池在長時間存儲的情況下會發(fā)生容量減少的現(xiàn)象，這稱為自放電；在上下溫下存儲的電池

15、會發(fā)生不可逆的容量損失現(xiàn)象，這稱為容量衰減。需要測試電池在低溫-20C、0C，室溫20C± 5C和高溫40C下存儲的電池自放電 以及容量衰減。測試中的電池自放電率要到達 5%,偏離太多要調(diào)整存儲時間。3.1室溫下電池自放電率以及容量衰減室溫存儲下電池容量衰減率C3C13C3序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.標準放電，放電容量記為C3RT4.靜置30minRT5.調(diào)整 SOC至 80%RT6.標準放電，放電容量記為C6RT7.靜置30minRT8.調(diào)整 SOC至 80%RT9.擱置720hRT10.標準放電，放電容量記為C10：RT11.標準充電RT12. 1

16、標準循環(huán)RT13.標準放電，放電容量記為C13RT室溫下電池自放電率譽100%3.2非室溫下電池自放電率以及容量衰減率序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.將溫度設置為目標溫度，進行一個環(huán)境適應過程靜置J目標溫度30mi n4.標準放電，放電容量記為C4目標溫度5.將溫度設置為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT6.調(diào)整SOC至80%RT7.|將溫度設置為目標溫度，進行一個環(huán)境適應過程目標溫度8.標準放電，放電容量記為C8目標溫度9.將溫度設置為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT10.調(diào)整 SOC至 80%RT11.將溫度設置為目標溫度，擱置 720h目標溫度12.標準放電，放電容

17、量記為C12目標溫度13|將溫度設置為環(huán)境溫度，進行一個環(huán)境適應過程RT14.標準充電RT15.標準循環(huán)RT16.將溫度設置為目標溫度，進行一個環(huán)境適應過程目標溫度17.標準放電，放電容量記為C17目標溫度非室溫下電池自放電率普100%非室溫存儲下電池容量衰減率守100%四、冷啟動冷啟動是測試電池在低溫環(huán)境下瞬間提供高功率輸出的能力， 對于電池在實 車上的應用來講是一個非常重要的參數(shù)。測試選擇的溫度為-20C。冷啟動測試步驟序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.調(diào)整SOC至 20%或者供應商允許的最低 SOCRT4.進行一個環(huán)境適應過程-20 °C5.恒壓放電，

18、持續(xù)5s-20 °C6.靜置10s-20 C7.重復步驟56兩次-20 C冷啟動功率計算時，先計算每個恒壓放電脈沖電池放電功率的平均值， 在計 算三次恒壓放電功率平均值。五、電荷接受能力需要測試的是低溫、常溫以及高溫下電池的在不同電流下充電的電荷接受能力序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.標準放電RT4.調(diào)整溫度為目標溫度，進行一個環(huán)境適應過程目標溫度5.以1/3C的電流充電至供應商規(guī)定的充電截止電壓目標溫度6.調(diào)整溫度為室溫，進行一個環(huán)境適應過程RT7.標準放電RT8.調(diào)整溫度為目標溫度，進行一個環(huán)境適應過程目標溫度9.重復步驟57,分別進行23C 1C 2

19、C 5C、8C 10C、12C、15C的充電目標溫度六、振動參考?電動汽車用鋰離子動力蓄電池系統(tǒng)測試規(guī)程 -第1局部-高功率應用?， 測試中還需要包括本測試方法第 2條關于峰值功率的測試。七、電池充放電庫倫效率及能量效率電池效率是電池系統(tǒng)應用中非常重要的一個參數(shù)，在電池建模以及SOC估算等方面是一個非常關鍵的參數(shù)。7.1電池充放電庫倫效率電池充放電庫倫效率一般都比擬高，接近 100%,在很多場合是可以忽略不 計的。本測試中需要對電池的庫倫效率進行一種近似的測試， 數(shù)據(jù)只能提供參考 作用。室溫下電池庫倫效率測試1.進行一個環(huán)境適應性過程RT2.標準循環(huán)RT3.標準放電RT4.靜置30minRT5

20、.以1/3C電流充電至SOC大致為50%RT6.靜置30minRT7.標準放電RT8.放電電何里/充電電何里即為電池在1/3C電流下的庫倫效率RT9.重復步驟28,測量電池在 23C、1C、2C、5C 8C、10C、12C、15C下的庫倫效率RT低溫下電池庫倫效率測試序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應性過程RT2.標準循環(huán)RT3.標準放電RT4.進行一個環(huán)境適應過程0C5.以1/3C電流充電至SOC大致為50%0C6.靜置30min0C7.標準放電0C8.放電電何量/充電電何量即為電池在1/3C電流下的庫倫效率0C9.重復步驟18,測量電池在 23C、1C、2C、5C 8C、10C、12C、15

21、C下的庫倫效率10.進行一個環(huán)境適應性過程RT11.標準循環(huán)RT12.標準放電RT13.進行一個環(huán)境適應過程-20 °C14.以1/3C電流充電至SOC大致為50%-20 °C15.靜置30min-20 C16.標準放電-20 C17.放電電何量/充電電何量即為電池在1/3C電流下的庫倫效率-20 C18.重復步驟1017,測量電池在 23C、1C、2C 5C、8C、10C下的庫倫效率高溫下電池庫倫效率測試序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應性過程RT2.標準循環(huán)RT3.標準放電RT4.進行一個環(huán)境適應過程40 r5.以1/3C電流充電至SOC大致為50%40 r6.靜置30m

22、in40 r7.標準放電40 r8.放電電何量/充電電何量即為電池在1/3C電流下的庫倫效率40 r9.重復步驟18,測量電池在 23C、1C、2C、5C 8C、10C、12C、15C下的庫倫效率7.2電池充放電能量效率電池充放電能量效率測定過程中默認電池的充放電庫倫效率為100%，借助于電池開路電壓曲線，電池的充放電能量效率可以分別測定得。室溫下電池充電能量效率序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.標準放電RT4.靜置30minRT5.以1/3C電流充電至供應商規(guī)定的充電截止電壓RT6.靜置30minRT7.重復步驟26，分別進行23G 1C 2C 5C、8C 10C、

23、12C、15C充電RT低溫下電池充電能量效率序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.標準放電RT4.進行一個環(huán)境適應過程0r5.以1/3C電流充電至供應商規(guī)定的充電截止電壓0r6.重復步驟15,分別進行23G 1C 2C 5C、8C 10C、12C、15C充電7.進行一個環(huán)境適應過程RT8.標準循環(huán)RT9.標準放電RT10.進行一個環(huán)境適應過程-20 r11.以1/3C電流充電至供應商規(guī)定的充電截止電壓-20 °C12.重復步驟711，分別進行2/3C、1C、2C、5C、8C、10C充電高溫下電池充電能量效率序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT

24、3.標準放電RT4.進行一個環(huán)境適應過程40 C5.以1/3C電流充電至供應商規(guī)定的充電截止電壓40 C6.重復步驟15,分別進行23G 1C 2C 5C、8C 10C、12C、15C充電室溫下電池放電能量效率序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.以1/3C電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓RT4.靜置30minRT5.重復步驟24，分別進行23G 1C 2C 5C、8C 10C、12C、 15C、18C、20C 放電RT低溫下電池放電能量效率序號內(nèi)容溫度1.進行一個環(huán)境適應過程RT2.標準循環(huán)RT3.進行一個環(huán)境適應過程0C4.以1/3C電流放電至供應商規(guī)定的放電截止電壓0C5.重復步驟14，分別進行23G