動(dòng)力電池日歷壽命試驗(yàn)方法

動(dòng)力電池日歷壽命試驗(yàn)方法范圍本規(guī)范規(guī)定了電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池（以下簡(jiǎn)稱蓄電池）的日歷壽命的試驗(yàn)方法。本規(guī)范適用于電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T19596電動(dòng)汽車術(shù)語GBXXXX電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求UnitedStatesAdvancedBatteryConsortiumBatteryTestManualForElectricVehiclesRevision3術(shù)語和定義GB/T19596中界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。電池單體secondarycell將化學(xué)能與電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的基本單元裝置，通常包括電極、隔膜、電解質(zhì)、外殼和端子，并被設(shè)計(jì)成可充電。額定容量ratedcapacity以制造商規(guī)定的條件測(cè)得的并由制造商申明的電池單體的容量值。注：額定容量通常用安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh）來表示。額定能量ratedenergy以制造商規(guī)定的條件測(cè)得的并由制造商申明的電池單體的能量值。注：額定能量通常用瓦時(shí)（Wh）或毫瓦時(shí)（mWh）來表示。室溫荷電狀態(tài)stateofcharge（SOC）atRT室溫下當(dāng)前可用容量占初始額定容量的百分比。目標(biāo)溫度targettemperature用于加速蓄電池衰減速率的試驗(yàn)溫度。熱平衡thermalequilibrium在一定時(shí)間內(nèi)，被測(cè)電池溫度與目標(biāo)溫度差值小于2℃，則認(rèn)為達(dá)到了熱平衡。存儲(chǔ)時(shí)間storagetime蓄電池在目標(biāo)溫度中存儲(chǔ)的時(shí)間。日歷壽命c(diǎn)alendarlife蓄電池在長(zhǎng)時(shí)間擱置狀態(tài)下維持一定性能指標(biāo)的時(shí)間。符號(hào)和縮略語DST:動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試(DynamicStressTest)HPPC:混合功率脈沖能力特性(HybridPulsePowerCharacterization)OCV：開路電壓(OpenCircuitVoltage)I1：1小時(shí)率放電電流(A)I3：3小時(shí)率放電電流(A)試驗(yàn)條件一般條件除另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在溫度為25℃±5℃,相對(duì)濕度為25%?90%,大氣壓力86kPa?106kPa的環(huán)境中進(jìn)行。測(cè)量?jī)x器、儀表準(zhǔn)確度的要求測(cè)量?jī)x器、儀表準(zhǔn)確度應(yīng)滿足以下要求：電壓測(cè)量裝置：不低于0.5級(jí)；電流測(cè)量裝置：不低于0.5級(jí)；溫度測(cè)量裝置：±0.5℃；時(shí)間測(cè)量裝置：±0.1%；尺寸測(cè)量裝置：±0.1%；質(zhì)量測(cè)量裝置：±0.1%。試驗(yàn)方法充電方法按企業(yè)提供的充電方法進(jìn)行充電。若企業(yè)未提供充電方法，則在室溫下，以1；(A)電流恒流充電至企業(yè)技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05；(A)時(shí)停止充電。SOC-OCV測(cè)試測(cè)試樣品的SOC-OCV曲線，具體方法如下：測(cè)試樣品以6.1方法充電；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間,直至電池達(dá)到熱平衡；c)以1I3恒流放電，直至放電時(shí)間為9分鐘或者放電容量為5%SOC；d)擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間，記錄該時(shí)刻的OCV；e)重復(fù)步驟c)和步驟d),直至達(dá)到測(cè)試樣品的放電截止電壓；f)繪制測(cè)試樣品的放電SOC-OCV曲線。SOC調(diào)整測(cè)試樣品SOC調(diào)整至試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值(n%)的方法如下：測(cè)試樣品以6.1方法充電；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間；c)以1I3(A)恒流放電3*(100—n)/100h。目標(biāo)溫度點(diǎn)目標(biāo)溫度點(diǎn)3個(gè)及以上。設(shè)定方法：25℃至測(cè)試樣品最高使用溫度，每隔10℃或5℃，設(shè)定一個(gè)目標(biāo)溫度點(diǎn)。建議目標(biāo)溫度不高于55℃。不同溫度存儲(chǔ)測(cè)試樣品以6.3方法調(diào)整SOC。混合動(dòng)力汽車用動(dòng)力電池目標(biāo)SOC建議選擇80%、65%、50%、35、20%，純電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池目標(biāo)SOC建議選擇90%、70%、50%、35%、20%。測(cè)試樣品以開路狀態(tài)存儲(chǔ)在不同目標(biāo)溫度下n小時(shí)。N可以由企業(yè)自己規(guī)定，且需保證生命周期內(nèi)所進(jìn)行的狀態(tài)參數(shù)測(cè)量不少于m次，其中m的參考值為5~10。若企業(yè)無規(guī)定值，建議n選擇168、240、336、672、720（建議前3個(gè)月選擇168hr，后面時(shí)間間隔逐漸增大。）混合動(dòng)力車用動(dòng)力電池日歷壽命測(cè)試測(cè)試流程混合動(dòng)力車用動(dòng)力電池日歷壽命測(cè)試流程如下（具體測(cè)試流程可參照附錄A：測(cè)試流程圖）：a）在初始狀態(tài)下測(cè)定測(cè)試樣品的初始狀態(tài)參數(shù)；b）在室溫下調(diào)整電池至目標(biāo)SOC；c）測(cè)試樣品進(jìn)行不同溫度存儲(chǔ)，記錄環(huán)境溫度（1次/天），溫度存儲(chǔ)過程中定期查看測(cè)試樣品的開路電壓，確定測(cè)試樣品的SOC狀態(tài)，推薦首月每周2次檢查OCV（2次/周），第二個(gè)月每周檢查OCV（1次/周），之后每?jī)芍軝z查OCV，如果SOC低于目標(biāo)值（判斷標(biāo)準(zhǔn)為低于目標(biāo)值的5%），需要調(diào)整SOC，然后繼續(xù)存儲(chǔ)；d）完成n小時(shí)存儲(chǔ)后，調(diào)節(jié)溫度至室溫，擱置一定時(shí)間直至達(dá)到熱平衡，測(cè)定測(cè)試樣品的狀態(tài)參數(shù)；e）重復(fù)步驟c）和步驟d），直至測(cè)試樣品達(dá)到6.6.3規(guī)定的日歷壽命終止條件。6.6.2狀態(tài)參數(shù)測(cè)量測(cè)試樣品的狀態(tài)參數(shù)包括：電池自由狀態(tài)尺寸利用卡尺/高度尺測(cè)試電池厚度，分別測(cè)試四角的厚度以及電池中心的位置厚度，并記錄。（2）I3放電容量測(cè)試樣品I3放電容量的測(cè)試方法如下：a）測(cè)試樣品以1I3（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止條件；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；測(cè)試樣品以6.1方法充電；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；e）測(cè)試樣品以1I3（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止條件；f）重復(fù)步驟b）~e）共5次，當(dāng)連續(xù)3次實(shí)驗(yàn)放電容量極差小于額定容量的3%，可提前結(jié)束試驗(yàn)，取最后3次試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為I3放電容量值。（3）直流內(nèi)阻；

測(cè)試樣品的HPPC測(cè)試方法如下:a）測(cè)試樣品以113（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止條件；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；測(cè)試樣品以6.1方法充電；d）擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；e）測(cè)試樣品以6.2方法調(diào)整SOC；擱置一定時(shí)間，直至電池達(dá)到熱平衡；g）運(yùn)行HPPC測(cè)試（圖1為HPPC測(cè)試曲線圖），按照企業(yè)規(guī)定的充放電脈沖電流和脈沖時(shí)間進(jìn)行，其中放電脈沖為電池允許的最大放電脈沖，充電脈沖為電池運(yùn)行的最大充電脈沖，脈沖時(shí)長(zhǎng)推薦采用10s；h)重復(fù)步驟d）），完成h)重復(fù)步驟d）），完成0、、0、3、20下的測(cè)試。---

二-一---

二-一—I—I—I-—[—I—I—--L--L__——1———L—__L_I―一L「圖1HPPC測(cè)試示意圖記錄脈沖開始時(shí)及結(jié)束時(shí)的電壓和電流值，最小采樣間隔100毫秒，根據(jù)式（1）（2）計(jì)算測(cè)試樣品的放電直流內(nèi)阻和充電直流內(nèi)阻。RdisVRdisV—V=—1110I—It1t0（1）VV—V（2）R=（2）chaI一I

t3t2式中：Rdch：測(cè)試樣品放電直流內(nèi)阻，Q；Rha：測(cè)試樣品充電直流內(nèi)阻，Q；t1：t1時(shí)刻測(cè)試樣品端電壓，V；t0：t0時(shí)刻測(cè)試樣品開路電壓，V；t2：t2時(shí)刻測(cè)試樣品開路電壓，V；：t3時(shí)刻測(cè)試樣品端電壓，V；1t1：t1時(shí)刻測(cè)試樣品的試驗(yàn)電流，A；1t0：t0時(shí)刻測(cè)試樣品的試驗(yàn)電流，A；It2：t2時(shí)刻測(cè)試樣品的試驗(yàn)電流，A；It3：t3時(shí)刻測(cè)試樣品的試驗(yàn)電流，A。日歷壽命終止測(cè)試條件在日歷壽命測(cè)試過程中，當(dāng)在最高溫度環(huán)境下存儲(chǔ)的測(cè)試樣品的狀態(tài)參數(shù)達(dá)到以下任一條件時(shí)，認(rèn)定測(cè)試樣品的壽命終止：a）測(cè)試樣品的I3放電容量為初始值的80%（或者企業(yè)規(guī)定的值）；測(cè)試樣品的放電直流內(nèi)阻達(dá)到初始值的1.5倍（或者企業(yè)規(guī)定的值）；測(cè)試時(shí)間超過企業(yè)規(guī)定的時(shí)間。測(cè)試結(jié)果分析參照“附錄B：蓄電池日歷壽命測(cè)試結(jié)果計(jì)算示例”計(jì)算純電動(dòng)車用動(dòng)力電池日歷壽命。6.7純電動(dòng)車用動(dòng)力電池日歷壽命測(cè)試測(cè)試流程純電動(dòng)車用動(dòng)力電池日歷壽命測(cè)試流程如下（具體測(cè)試流程可參照附錄A：測(cè)試流程圖）：在初始狀態(tài)下測(cè)定測(cè)試樣品的初始狀態(tài)參數(shù)；測(cè)試樣品進(jìn)行不同溫度存儲(chǔ)，記錄環(huán)境溫度（1次/天），溫度存儲(chǔ)過程中定期查看測(cè)試樣品的開路電壓，確定測(cè)試樣品的SOC狀態(tài)，推薦首月每周2次檢查OCV（2次/周），第二個(gè)月每周檢查OCV（1次/周），之后每?jī)芍軝z查OCV，如果SOC低于目標(biāo)值（判斷標(biāo)準(zhǔn)為低于目標(biāo)值的5%），需要調(diào)整SOC，然后繼續(xù)存儲(chǔ)；c）完成n小時(shí)存儲(chǔ)后，調(diào)節(jié)溫度至室溫，擱置一定時(shí)間直至達(dá)到熱平衡，測(cè)定測(cè)試樣品的狀態(tài)參數(shù)；d）重復(fù)步驟b）和步驟c），直至測(cè)試樣品達(dá)到6.7.3規(guī)定的日歷壽命終止條件。狀態(tài)參數(shù)測(cè)量測(cè)試樣品的狀態(tài)參數(shù)包括：（1）電池自由狀態(tài)尺寸利用卡尺/高度尺測(cè)試電池厚度，分別測(cè)試四角的厚度以及電池中心的位置厚度，并記錄。（2）I3放電容量測(cè)試樣品I3放電容量的測(cè)試方法如下：a）測(cè)試樣品以1I3（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止條件；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；測(cè)試樣品以6.1方法充電；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；e）測(cè)試樣品以1I3（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止條件；f）重復(fù)步驟b）~e）共3次，當(dāng)連續(xù)3次實(shí)驗(yàn)放電容量極差小于額定容量的3%，可提前結(jié)束試驗(yàn)，取最后3次試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為I3放電容量值；DST測(cè)試放電容量測(cè)試樣品的DST測(cè)試方法如下：a）測(cè)試樣品以1I3（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止條件；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；測(cè)試樣品以6.1方法充電；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；e）重復(fù)運(yùn)行DST測(cè)試，直至達(dá)到企業(yè)規(guī)定的放電截止條件。表1為DST測(cè)試詳細(xì)參數(shù)。圖2為DST測(cè)試曲線圖，按照表1和圖2運(yùn)行DST測(cè)試；f）記錄步驟e）中的放電容量（以Ah計(jì)）。

圖2DST圖2DST測(cè)試示意圖專一3一二花（4）直流內(nèi)阻和峰值功率測(cè)試樣品峰值功率的測(cè)試方法如下：a）測(cè)試樣品以113（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止條件；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；測(cè)試樣品以6.1方法充電；擱置不低于30分鐘或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60分鐘）；e）測(cè)試樣品以6.3方法調(diào)整SOC；f）擱置1小時(shí)，直至電池達(dá)到熱平衡；g）分別在指定SOC下按廠家規(guī)定的最大脈沖放電電流放電30秒；h）重復(fù)步驟e）至步驟g），完成不同SOC（90%、70%、50%、35%、20%）下的最大脈沖放電測(cè)試。記錄脈沖開始時(shí)及結(jié)束時(shí)的電壓和電流值，最小采樣間隔100毫秒，根據(jù)式（3）~（6）計(jì)算測(cè)試樣品的內(nèi)阻及峰值功率，其中峰值功率取最小值作為指定SOC下的樣品峰值功率值。TOC\o"1-5"\h\zV—VR=—titoI—It1t02V2P———X-IRFree—i9RP——VX-IRFreeminminRP=IX（V+RxI）⑹maxIRFreemax式中：R：測(cè)試樣品直流內(nèi)阻，Q；V：t1時(shí)刻測(cè)試樣品開路電壓，V；

Vt0:t0時(shí)刻測(cè)試樣品開路電壓，V；Vmin：測(cè)試樣品放電截止電壓，V；VIRFree：無電流負(fù)荷情況下測(cè)試樣品的開路電壓，V；1t1：t1時(shí)刻測(cè)試樣品的試驗(yàn)電流，A；It0：t0時(shí)刻測(cè)試樣品的試驗(yàn)電流，A；Imax：測(cè)試樣品可承受的最大脈沖放電電流，A；P：測(cè)試樣品的計(jì)算峰值功率（n=1、2、3），W。250r伽伽1?刖6.76.76.76.7命。7試，時(shí)間一圖3峰值功率測(cè)試示意圖.3日歷壽命終止測(cè)試條件在日歷壽命測(cè)試過程中，當(dāng)達(dá)到以下任一條件時(shí)，認(rèn)定測(cè)試樣品的壽命終止：a）測(cè)試樣品的I3放電容量為初始值的80%（或者企業(yè)規(guī)定的值）；b）測(cè)試樣品的DST測(cè)試放電容量為初始值的80%（或者企業(yè)規(guī)定的值）；測(cè)試樣品的放電直流內(nèi)阻達(dá)到初始值的1.5倍（或者企業(yè)規(guī)定的值）；測(cè)試樣品的峰值放電功率衰減至初始值的80%（或者企業(yè)規(guī)定的值）；測(cè)試時(shí)間超過企業(yè)規(guī)定的時(shí)間。.4測(cè)試結(jié)果分析參照“附錄B：蓄電池日歷壽命測(cè)試結(jié)果計(jì)算示例”計(jì)算純電動(dòng)車用動(dòng)力電池日歷壽測(cè)試檢驗(yàn)規(guī)則本規(guī)范中規(guī)定的蓄電池日歷壽命測(cè)試的檢驗(yàn)規(guī)則如表2所示。表2蓄電池日歷壽命檢驗(yàn)規(guī)則序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目樣品試驗(yàn)方法章節(jié)號(hào)樣品數(shù)量試驗(yàn)樣品備份樣品1混合動(dòng)力車用動(dòng)力電池日歷壽命測(cè)試單體6.6N1（每個(gè)溫度點(diǎn)3~5只樣品）N2（每個(gè)溫度點(diǎn)2只樣品）2純電動(dòng)車用動(dòng)力電池日歷壽命測(cè)試單體6.7N1（每個(gè)溫度點(diǎn)3~5只樣品）N2（每個(gè)溫度點(diǎn)2只樣品）

附錄人（規(guī)范性附錄）

蓄電池日歷壽命測(cè)試流程蓄電池日歷壽命測(cè)試流程如圖A.1所示。儲(chǔ)存n小時(shí)否是否達(dá)到壽命終止條件否是否SOC-OCV初始狀態(tài)參數(shù)測(cè)量調(diào)整SOC不同溫度儲(chǔ)存儲(chǔ)存n小時(shí)否是否達(dá)到壽命終止條件否是否SOC-OCV初始狀態(tài)參數(shù)測(cè)量調(diào)整SOC不同溫度儲(chǔ)存試驗(yàn)開始特性參數(shù)測(cè)量是試