新能源汽車用鋰離子動(dòng)力電池循環(huán)壽命技術(shù)規(guī)范

新能源汽車用鋰離子動(dòng)力電池循環(huán)壽命技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了新能源汽車動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命的要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則和工況循環(huán)壽命的試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則。本文件適用于M1類乘用車動(dòng)力電池。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；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/T19596GB/T31484GB/T38146.1電動(dòng)汽車能量消耗量和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法第1部分：輕型汽車電動(dòng)汽車術(shù)語電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法中國汽車行駛工況第1部分：輕型汽車3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1電池單體batterycell將化學(xué)能與電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的基本單元裝置。[來源：GB38031-2020，3.1，有修改]3.2電池模塊batterymodule將一個(gè)以上電池單體按照串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式組合，并作為電源使用的組合體。[來源：GB38031-2020，3.2]3.3電池包batterypack具有從外部獲得電能并可對(duì)外輸出電能的單元。通常包括電池模塊、電池管理模塊、電池箱及相應(yīng)附件（冷卻部件、連接線纜等）。[來源：GB38031-2020，3.3]3.4電池系統(tǒng)batterysystem一個(gè)或一個(gè)以上的電池包及相應(yīng)附件（管理系統(tǒng)、高壓電路、低壓電路及機(jī)械總成等）構(gòu)成的能量存儲(chǔ)裝置。[來源：GB38031-2020，3.4]3.5額定容量ratedcapacity2以制造商規(guī)定的條件測得的并由制造商申明的電池單體、模塊、電池包或系統(tǒng)的容量值。通常用安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh）來表示。[來源：GB38031-2020，3.7]3.6實(shí)際容量actualcapacity以制造商規(guī)定的條件，從完全充電的電池單體、模塊、電池包或系統(tǒng)中釋放的容量值。[來源：GB38031-2020，3.8]3.7初始容量initialcapacity新出廠的動(dòng)力電池，在室溫下，完全充電后，以1I1（A）電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件時(shí)所放出的容量（Ah）。[來源：GB/T31484-2015，3.7]3.8初始能量initialenergy新出廠的動(dòng)力電池，在室溫下，完全充電后，以1I1（A）電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件時(shí)所放出的能量（Wh）。[來源：GB/T31484-2015，3.8]3.9循環(huán)壽命c(diǎn)yclelife在指定的充放電終止條件下，以特定的充放電制度進(jìn)行充放電，動(dòng)力電池在不能滿足壽命終止標(biāo)準(zhǔn)前所能進(jìn)行的循環(huán)數(shù)。[來源：GB/T19596-2017，3.3.3.12.1.1]3.10荷電狀態(tài)stateofcharge；SOC當(dāng)前電池單體、模塊、電池包或系統(tǒng)中按照制造商規(guī)定的放電條件可以釋放的容量占可用容量的百分比。[來源：GB38031-2020，3.9]3.11直流電阻directcurrentresistance；DCR電池在直流電路中的電阻，它反映了電池內(nèi)部由于材料、結(jié)構(gòu)等因素導(dǎo)致的電子流動(dòng)的阻礙程度。4符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。C1——1小時(shí)率額定容量(Ah)；I1——1小時(shí)率放電電流，其數(shù)值等于C1(A)；Cn1——1小時(shí)率實(shí)際放電容量（Ah）；In1——1小時(shí)率實(shí)際放電電流，其數(shù)值等于Cn1(A)。35要求5.1室溫放電容量（初始容量）5.1.1電池單體放電容量應(yīng)不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時(shí)所有測試樣品初始容量極差不大于初始容量平均值的5%。5.1.2電池模組和系統(tǒng)放電容量應(yīng)不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時(shí)所有測試樣品初始容量極差不大于初始容量平均值的7%。5.2標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命測試時(shí)，樣品的循環(huán)次數(shù)達(dá)到500次時(shí)放電容量應(yīng)不低于初始容量的95%，DCR增長率不高于15%，功率衰減率不大于0.5%；或者循環(huán)次數(shù)達(dá)到1000次時(shí)放電容量應(yīng)不低于初始容量的85%，DCR增長率不高于25%，功率衰減率不大于1%。5.3加速循環(huán)壽命進(jìn)行加速循環(huán)壽命測試時(shí)，同等條件下循環(huán)次數(shù)應(yīng)不低于常溫循環(huán)的60%。5.4工況循環(huán)壽命新能源乘用車混動(dòng)及純電鋰電池進(jìn)行工況循環(huán)壽命測試時(shí)，總放電能量與電池初始能量的比值達(dá)500時(shí)，計(jì)算放電容量和5s放電功率。6試驗(yàn)方法6.1試驗(yàn)條件6.1.1一般條件6.1.1.1除另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在溫度為24℃±5℃、相對(duì)濕度為15%~90%，大氣壓力為86KPa~106KPa的環(huán)境中進(jìn)行。本標(biāo)準(zhǔn)所提到的室溫是25℃±2℃,高溫是45±2℃。6.1.1.2測試樣品交付時(shí)需要包含必要的操作文件，以及和測試設(shè)備相連所需的接口部件（如連接器，插頭，包括冷卻接口）。供應(yīng)商需要提供電池包或系統(tǒng)的工作限值，以保證整個(gè)測試過程的安全。6.1.1.3充電方法:a)對(duì)于鋰離子動(dòng)力電池，室溫下，按照企業(yè)規(guī)定的、不超過70min的充電方法進(jìn)行充電；b)若企業(yè)未提供充電方法，則以I1(A)電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電終止電流降至0.05I1(A)時(shí)停止充電，充電后擱置1h(或企業(yè)規(guī)定的不高于1h的擱置時(shí)間)。6.1.1.4容量和能量測試方法：a)以1I1（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；b)擱置不低于30min或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60min）；c)按照6.1.1.3方法充電；d)擱置不低于30min或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60min）；e)以1I1（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；f)計(jì)算步驟；e)放電容量（以Ah計(jì)）和放電能量（以Wh計(jì)）。6.1.1.5調(diào)整SOC至試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值n%的方法：a)按照6.1.1.3方法充電；b)擱置不低于30min或企業(yè)規(guī)定的擱置時(shí)間（不高于60min）；c)以1In1恒流放電（100-n）/100h。6.1.1.6功率測試方法：a)按照6.1.1.5方法調(diào)整樣品SOC至50%；b)擱置30min；c)以企業(yè)規(guī)定的最大電流放電5s，試驗(yàn)后以1I1（A）放電至規(guī)定的放電終止條件；d)計(jì)算步驟c）最后一個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的功率（W）。6.1.1.7DCR測試方法：4a)按照6.1.1.5方法調(diào)整樣品SOC至20%；b)擱置30min；c)按下表進(jìn)行充放電測試；表1直流放電內(nèi)阻測試方法放電靜置充電靜置放電靜置充電靜置放電靜置充電靜置0.5I100.05I1000.05I102I100.05I10200s400sd)取不同放電倍率最后一秒的電流和電壓值，通過三點(diǎn)斜率法作出I-V曲線，斜率即為放電6.1.1.8本標(biāo)準(zhǔn)中室溫容量和能量（6.1.1.4）和室溫功率（6.1.1.6）測試適應(yīng)于動(dòng)力電池單體、模塊或系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命測試（6.4）適用于動(dòng)力電池單體和模組；工況循環(huán)壽命測試（6.5.1）適用于模組和系統(tǒng)。6.1.1.9動(dòng)力電池放電電流符號(hào)為正，充電電流符號(hào)為負(fù)。6.2室溫容量和能量（初始容量和能量）室溫下，按照6.1.1.4方法測試容量和能量5次，當(dāng)連續(xù)3次試驗(yàn)結(jié)果的極差小于額定容量的3%時(shí)，可提前結(jié)束試驗(yàn)，取最后3次試驗(yàn)結(jié)果平均值。6.3室溫功率（初始功率）室溫下，按照6.1.1.6方法測試功率。6.4標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命按照如下步驟測試標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命：a)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；b)室溫下熱平衡；c)按照6.1.1.3方法充電；d)室溫下熱平衡；e)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件，記錄放電容量；f)按照b)~e)連續(xù)循環(huán)500次，若放電容量高于初始容量的95%，則終止試驗(yàn);若放電容量低于初始容量的95%，則繼續(xù)循環(huán)500次；g)計(jì)量室溫放電容量和放電能量。6.5加速循環(huán)壽命按照如下步驟測試標(biāo)準(zhǔn)加速循環(huán)壽命：a)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；b)高溫下熱平衡；c)按照6.1.1.3方法充電；d)高溫下熱平衡；e)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件，記錄放電容量；f)按照b)~e)連續(xù)循環(huán)300次，若放電容量高于初始容量的95%，則終止試驗(yàn);若放電容量低于初始容量的95%，則繼續(xù)循環(huán)300次；g)計(jì)量高溫放電容量和放電能量。6.6工況循環(huán)壽命6.6.1混合動(dòng)力乘用車用功率型動(dòng)力電池該循環(huán)測試由兩部分組成，一個(gè)是“主放電工況”，其放電量略多于充電量，如圖1和表2所示；另一個(gè)是“主充電工況”，其充電量略多于放電量，如圖2和表3所示。整個(gè)測試步驟如表3所示，由主充電工況和主放電工況組成的大循環(huán)SOC波動(dòng)示意圖如圖3所示。圖1混合動(dòng)力乘用車用功率型動(dòng)力電池主放電工況表2混合動(dòng)力乘用車用功率型動(dòng)力電池主放電工況試驗(yàn)步驟ssA%8I1508I10-1.5I11-4I1408I108I10-1.5I11-4I1406圖2混合動(dòng)力乘用車用功率型動(dòng)力電池主充電工況t表3混合動(dòng)力乘用車用功率型動(dòng)力電池主充電工況試驗(yàn)步驟ssA%88-4I1-1.5I14058I1-1.5I18-4I130圖3混合動(dòng)力乘用車用功率型動(dòng)力電池大循環(huán)SOC波動(dòng)示意圖6.6.2純電動(dòng)乘用車用能量型動(dòng)力電池該循環(huán)測試由兩部分組成，充電部分按照6.1.1.3所示，放電部分按照?qǐng)D4和表4所示的“主放電工況”進(jìn)行。整個(gè)測試步驟如表5所示，由主放電工況組成的SOC波動(dòng)示意圖如圖5所示。圖4純電動(dòng)乘用車用能量型動(dòng)力電池主放電工況圖表4混合動(dòng)力乘用車用功率型動(dòng)力電池工況循環(huán)壽命測試步驟123—企業(yè)規(guī)定的放電終止條件4—企業(yè)規(guī)定的充電終止條件56789），表5純電動(dòng)乘用車用能量型動(dòng)力電池主放電工況試驗(yàn)步驟ssA%3I14-1I137-1/3I153I1-1I13-1/3I158圖5純電動(dòng)乘用車用能量型動(dòng)力電池大循環(huán)SOC波動(dòng)示意圖表6純電動(dòng)乘用車用能量型動(dòng)力電池工況循