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1、动力电池日历寿命试验方法1 范围 本规范规定了电动汽车用锂离子蓄电池（以下简称蓄电池）的日历寿命的试验方法。 本规范适用于电动汽车用锂离子蓄电池。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本 适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 19596电动汽车术语GB XXXX电动汽车用动力蓄电池安全要求United States Advanced Battery Consortium Battery Test Manual For ElectricVehicles Revision 33 术语和定义
2、GB/T 19596中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 电池单体 secondary cell 将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可充电。3.2 额定容量 rated capacity以制造商规定的条件测得的并由制造商申明的电池单体的容量值。注：额定容量通常用安时（Ah）或毫安时（mAh ）来表示。3.3 额定能量 rated energy以制造商规定的条件测得的并由制造商申明的电池单体的能量值。注：额定能量通常用瓦时（Wh）或毫瓦时（mWh）来表示。3.4 室温荷电状态 state of charge （SOC） at R
3、T 室温下当前可用容量占初始额定容量的百分比。3.5 目标温度 target temperature 用于加速蓄电池衰减速率的试验温度。3.6 热平衡 thermal equilibrium在一定时间内，被测电池温度与目标温度差值小于2C,则认为达到了热平衡。3.7 存储时间 storage time蓄电池在目标温度中存储的时间。3.8 日历寿命 calendar life蓄电池在长时间搁置状态下维持一定性能指标的时间。4 符号和缩略语DST:动态应力测试(Dynamic Stress Test)HPPC:混合功率脉冲能力特性(Hybrid Pulse Power Characterizati
4、on)OCV：开路电压(Open Circuit Voltage)I/ 1小时率放电电流(A)I : 3小时率放电电流(A)35 试验条件5.1一般条件除另有规定外，试验应在温度为25C5C，相对湿度为25%90%，大气压力 86kPa106kPa的环境中进行。5.2测量仪器、仪表准确度的要求测量仪器、仪表准确度应满足以下要求：a) 电压测量装置：不低于0.5级；b) 电流测量装置：不低于0.5级；c) 温度测量装置：0.5 C；d) 时间测量装置：0.1%；e) 尺寸测量装置：0.1%；f) 质量测量装置：0.1%。6 试验方法6.1 充电方法按企业提供的充电方法进行充电。若企业未提供充电方
5、法，则在室温下，以I (A)电流恒流充电至企业技术条件中规 定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05I (A)时停止充电。6.2 SOC-OC V测试测试样品的SOC-OCV曲线，具体方法如下：a) 测试样品以6.1方法充电；b) 搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间，直至电池达到热平衡；c) 以113恒流放电，直至放电时间为9分钟或者放电容量为5%SOC；d) 搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间，记录该时刻的OCV；e) 重复步骤c)和步骤d)，直至达到测试样品的放电截止电压；f) 绘制测试样品的放电SOC-OCV曲线。6.3 SOC调整测试样品SOC调整至试验目标值(n%
6、)的方法如下：a) 测试样品以6.1方法充电；b) 搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间；c) 以 1I3 (A)恒流放电 3* (100-n) /100 h。6.4 目标温度点目标温度点3个及以上。设定方法：25C至测试样品最高使用温度，每隔10C或5C,设定一个目标温度点。建议目标温度不高于55C。6.5 不同温度存储测试样品以6.3方法调整SOC。混合动力汽车用动力电池目标SOC建议选择80%、 65%、50%、35、20%,纯电动汽车用动力电池目标SOC建议选择90%、70%、50%、35%、 20%。测试样品以开路状态存储在不同目标温度下n小时。N可以由企业自己规定，且需保 证生命
7、周期内所进行的状态参数测量不少于m次，其中m的参考值为510。若企业无规定 值，建议n选择168、240、336、672、720 （建议前3个月选择168hr，后面时间间隔逐渐 增大。）6.6 混合动力车用动力电池日历寿命测试6.6.1 测试流程混合动力车用动力电池日历寿命测试流程如下（具体测试流程可参照附录A：测试流 程图）：a）在初始状态下测定测试样品的初始状态参数；b）在室温下调整电池至目标SOC；c）测试样品进行不同温度存储，记录环境温度（1 次/天），温度存储过程中定期查 看测试样品的开路电压，确定测试样品的SOC状态，推荐首月每周2次检查0CV（2次/周），第二个月每周检查0CV（
8、1次/周），之后每两周检查0CV,如果SOC 低于目标值（判断标准为低于目标值的5%），需要调整SOC，然后继续存储；d）完成n小时存储后，调节温度至室温，搁置一定时间直至达到热平衡，测定测试 样品的状态参数；e）重复步骤c）和步骤d）,直至测试样品达到6.6.3规定的日历寿命终止条件。6.6.2 状态参数测量测试样品的状态参数包括：（1）电池自由状态尺寸 利用卡尺/高度尺测试电池厚度，分别测试四角的厚度以及电池中心的位置厚度，并 记录。（2）-放电容量测试样品13放电容量的测试方法如下：a）测试样品以1I3 （A）放电至企业规定的放电截止条件；b）搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间（不高
9、于60分钟）；c）测试样品以 6.1 方法充电；d）搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间（不高于60分钟）；e）测试样品以1I3 （A）放电至企业规定的放电截止条件；f）重复步骤b） e ）共5次，当连续3次实验放电容量极差小于额定容量的3%,可 提前结束试验，取最后3次试验结果的平均值作为13放电容量值。（3）直流内阻；测试样品的HPPC测试方法如下:a）测试样品以1I3 （A）放电至企业规定的放电截止条件；b）搁置不低于 30 分钟或企业规定的搁置时间（不高于 60 分钟）；c）测试样品以 6.1 方法充电；d）搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间（不高于60 分钟）；e）测试样品以6
10、.2方法调整SOC；f）搁置一定时间，直至电池达到热平衡；g）运行HPPC测试（图1为HPPC测试曲线图），按照企业规定的充放电脉冲电流和脉冲时间进行，其中放电脉冲为电池允许的最大放电脉冲，充电脉冲为电池运行h)的最大充电脉冲，脉冲时长推荐采用10s；重复步骤d）g）,完成80%、65%、50%、35%、20%SOC下的HPPC测试。收电脉b-厂匚iiii-4-4 -I-ITJ勺-1-4-丄-T十丄十-t_LI7一一厂一一一-一L*一*一图1 HPPC测试示意图记录脉冲开始时及结束时的电压和电流值，最小采样间隔100毫秒，根据式（1）2）计算测试样品的放电直流内阻和充电直流内阻。R = tit
11、odis I 一 I t1 t02）厂 V 一 VR = t2 cha I 一 I t3 t2式中:R :测试样品放电直流内阻，Q；dchR :测试样品充电直流内阻，Q；chaV : t1时刻测试样品端电压，V；t1V : to时刻测试样品开路电压，V；t0V : t2时刻测试样品开路电压，V；t2V : t3时刻测试样品端电压，V；t3I : tl时刻测试样品的试验电流，A；t1I : tO时刻测试样品的试验电流，A；t0I : t2时刻测试样品的试验电流，A；t2I : t3时刻测试样品的试验电流，A。t36.6.3 日历寿命终止测试条件 在日历寿命测试过程中，当在最高温度环境下存储的测试
12、样品的状态参数达到以下任 一条件时，认定测试样品的寿命终止:a）测试样品的I3放电容量为初始值的80% （或者企业规定的值）；b）测试样品的放电直流内阻达到初始值的1.5倍（或者企业规定的值）；c）测试时间超过企业规定的时间。6.6.4 测试结果分析参照“附录B：蓄电池日历寿命测试结果计算示例”计算纯电动车用动力电池日历寿 命。6.7 纯电动车用动力电池日历寿命测试6.7.1 测试流程纯电动车用动力电池日历寿命测试流程如下（具体测试流程可参照附录A：测试流程 图）:a）在初始状态下测定测试样品的初始状态参数；b）测试样品进行不同温度存储，记录环境温度（1 次/天），温度存储过程中定期查看测试样
13、品的开路电压，确定测试样品的SOC状态，推荐首月每周2次检查OCV （2次/周），第二个月每周检查0CV（1次/周），之后每两周检查OCV,如果SOC 低于目标值（判断标准为低于目标值的5%），需要调整SOC，然后继续存储；c）完成 n 小时存储后，调节温度至室温，搁置一定时间直至达到热平衡，测定测试 样品的状态参数；d）重复步骤b）和步骤c）,直至测试样品达到6.7.3规定的日历寿命终止条件。6.7.2 状态参数测量测试样品的状态参数包括:（1）电池自由状态尺寸利用卡尺/高度尺测试电池厚度，分别测试四角的厚度以及电池中心的位置厚度，并 记录。（2）I3放电容量测试样品 I 放电容量的测试方法
14、如下:3a）测试样品以1I3 （A）放电至企业规定的放电截止条件；b）搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间（不高于60分钟）；c）测试样品以 6.1 方法充电；d）搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间（不高于60分钟）；e）测试样品以1I3 （A）放电至企业规定的放电截止条件；f）重复步骤b） e ）共3次，当连续3次实验放电容量极差小于额定容量的3%,可提前结束试验，取最后3次试验结果的平均值作为13放电容量值；（3）DST 测试放电容量测试样品的 DST 测试方法如下：a）测试样品以1I3 （A）放电至企业规定的放电截止条件；b）搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间（不高于60 分钟）；c）测试样品以 6.1 方法充电；d）搁置不低于30分钟或企业规定的搁置时间（不高于60 分钟）；e）重复运行DST测试，直至达到企业规定的放电截止条件。表1为DST测试详细参 数。图2为DST测试曲线图，按照表1和图2运行DST测试；f）记录步骤e）中的放电容量（以Ah计）。表1 DST测试参数表步骤步骤时间/s功率比/%1160228-12.5312-25.048+12.55160.0624-12.5712-25.088+12.59160.01024-12.51112-25.0128+12.51316
