度电动车用动力蓄电池组性能测试标准EV锂离子.docx
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度电动车用动力蓄电池组性能测试标准EV锂离子
“863计划”节能与新能源汽车重大项目
Rev.4
2008年度EV用锂离子动力蓄电池性能测试规范
2008-**-**发布
科技部863现代交通技术领域办公室
目次
前言 …………………………………………………………………………………………………Ⅱ
1范围………………………………………………………………………………………………1
2检验程序…………………………………………………………………………………………1
3试验方法…………………………………………………………………………………………2
3.1试验条件…………………………………………………………………………………………2
3.1.1环境条件………………………………………………………………………………………2
3.1.2测量仪器、仪表………………………………………………………………………………2
3.2单体蓄电池………………………………………………………………………………………2
3.2.1外观……………………………………………………………………………………………2
3.2.2极性及内阻……………………………………………………………………………………2
3.2.3重量及尺寸……………………………………………………………………………………2
3.2.4充电……………………………………………………………………………………………2
3.2.520℃放电容量…………………………………………………………………………………3
3.2.6高倍率放电容量………………………………………………………………………………3
3.2.7-20℃放电容量………………………………………………………………………………3
3.2.855℃放电容量…………………………………………………………………………………3
3.2.9荷电保持能力及容量恢复能力………………………………………………………………3
3.2.10安全性试验……………………………………………………………………………………3
3.2.10.1短路试验…………………………………………………………………………………3
3.2.10.2挤压试验…………………………………………………………………………………3
3.2.10.3针刺试验…………………………………………………………………………………3
3.2.10.4跌落试验…………………………………………………………………………………4
3.2.10.5加热试验…………………………………………………………………………………4
3.2.10.6过放电试验………………………………………………………………………………4
3.2.10.7过充电试验………………………………………………………………………………4
3.2.11循环寿命试验…………………………………………………………………………………4
3.3组合蓄电池………………………………………………………………………………………4
3.3.1外观……………………………………………………………………………………………4
3.3.2极性……………………………………………………………………………………………4
3.3.3尺寸和重量……………………………………………………………………………………4
3.3.4充电……………………………………………………………………………………………4
3.3.520℃放电容量…………………………………………………………………………………4
3.3.6-20℃放电容量………………………………………………………………………………3
3.3.755℃放电容量…………………………………………………………………………………3
3.3.8简单模拟工况…………………………………………………………………………………5
3.3.9荷电保持能力…………………………………………………………………………………5
3.3.10耐振动试验……………………………………………………………………………………5
3.3.11安全性试验……………………………………………………………………………………5
3.3.12循环寿命试验…………………………………………………………………………………5
4 检验流程……………………………………………………………………………………………6
前言
在863现代交通技术领域办公室的组织下，在节能与新能源汽车重大项目总体专家组的领导下，动力蓄电池检测基地参照国内外动力蓄电池相关标准，制定了本测试规范。
在制定过程中综合了总体专家组、整车厂家及电池研制厂家的建议和反馈意见，经反复修改而成。
本测试规范是针对2008年度EV用锂离子动力蓄电池检测工作而提出的，其主要目的是对各电池研制单位生产的动力蓄电池进行性能检测，以对其进行整体评估，为国家政策的制定提供依据。
2008年度EV用锂离子动力蓄电池性能测试规范
1.范围
鉴于863电动汽车动力蓄电池的研制是分阶段及通过竞争的方式进行的，本标准仅规定了2008年度863计划电动汽车专项EV用锂离子动力蓄电池（以下简称蓄电池）的检测项目、检测程序、试验方法及检测流程，以进行评比和筛选。
2.检验程序
2.1按本程序进行的试验应按顺序连续进行。
2.2单体蓄电池检验程序见表1。
表1
序号
检验项目
检验方法章条号
蓄电池编号
1
外观
3.2.1
1#26#
2
极性及内阻
3.2.2
3
重量及尺寸
3.2.3
4
20℃放电容量
3.2.5
5
高倍率放电容量
3.2.6
1#2#
6
-20℃放电容量
3.2.7
1#2#
7
55℃放电容量
3.2.8
1#2#
8
荷电保持能力
3.2.9
3#4#
9
短路试验
3.2.10.1
5#~6#
10
挤压试验
3.2.10.2
7#8#
11
针刺试验
3.2.10.3
9#10#
12
跌落试验
3.2.10.4
11#12#
13
加热试验
3.2.10.5
13#14#
14
过放电试验
3.2.10.6
15#16#
15
过充电试验
3.2.10.7
17#18#
16
循环寿命试验
3.2.11
19#20#
注：
根据试验数据，进行动力蓄电池均匀一致性分析。
共需26只单体蓄电池，其中6只为备份单体蓄电池。
2.3组合蓄电池检验程序见表2。
表2
序号
检验项目
检验方法章条号
蓄电池编号
1
外观
3.3.1
1#20#
2
极性
3.3.2
3
重量及尺寸
3.3.3
4
20℃放电容量
3.3.5
5
-20℃放电容量
3.3.6
1#2#
6
55℃放电容量
3.3.7
1#2#
7
简单模拟工况
3.3.8
3#4#
8
常温荷电保持能力
3.3.9.1
56#
9
高温荷电保持能力
3.3.9.2
56#
10
耐振动试验
3.3.10
7#
11
短路试验
3.3.11.1
8#
12
局部短路试验
3.3.11.2
9#
13
挤压试验
3.3.11.3
10#
14
针刺试验
3.3.11.4
11#
15
加热试验
3.3.11.5
12#
16
过放电试验
3.3.11.6
13#
17
过充电试验
3.3.11.7
14#
18
循环寿命试验
3.3.12
15#16#
注：
根据试验数据，进行动力蓄电池均匀一致性分析。
共需20组组合蓄电池，其中4组为备份组合蓄电池。
注：
单体电池安全性测试合格后，方可进行组合蓄电池的振动试验；
安全性试验用组合蓄电池为5只单体电池串联组成，其余组合蓄电池为10只单体电池串联组成。
2.4对厂家提供单体蓄电池及组合蓄电池的要求
2.4.1厂家提供的单体蓄电池的正负极及其连接片，应能承受检验方法中规定的最大放电倍率的放电而不损坏。
2.4.2厂家提供的组合蓄电池的正负极及其连接片，应能承受检验方法中规定的最大放电倍率的放电而不损坏。
每个组合蓄电池中的单体蓄电池的正负极应有电压抽头，以进行测试过程中单体电池电压的测量，并且电压抽头应焊接牢固，并具有正负极标识。
2.5C3--3h率额定容量（Ah）；
I3--3h率放电电流，其数值等于C3/3（A）
n--组合电池的单体数。
3.试验方法
3.1试验条件
3.1.1环境条件
除另有规定外，试验环境温度为15℃35℃、相对湿度为25%85%、大气压力为86kPa106kPa。
3.1.2测量仪器、仪表
检验测试的所有仪表、设备（包括监控和监视试验参数的试验设备和仪器）应按国家有关计量检定规程或有关标准经检定或计量合格，并在有效期内。
所有测试仪表、设备应具有足够的精度和稳定度，其精度应高于被测指标精度一个数量级或误差小于被测参数允许误差的三分之一。
3.2单体蓄电池
3.2.1外观
3.2.1.1目视检查蓄电池表面是否平整、干燥、有无外伤等。
3.2.1.2目视检查蓄电池标志是否齐全、清晰。
3.2.2极性及内阻
3.2.2.1用电压表检测蓄电池的端压，是否与端子的极性一致。
3.2.2.2用内阻测试仪测量蓄电池的交流内阻。
3.2.3重量及尺寸
3.2.3.1用量具测量蓄电池的外形尺寸。
3.2.3.2用衡器称量蓄电池的重量。
3.2.4充电
在20℃±5℃条件下，蓄电池以I3（A）电流放电至终止电压3.0V时，然后在相同温度条件下，以I3（A）恒流充电，至电池电压达4.2V（或企业技术条件中规定的充电终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至起始值的10%时停止充电。
3.2.520℃放电容量（能量密度）
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±2℃条件下搁置1h，然后在同一温度下以I3（A）电流放电至电池电压为3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
如果放电容量达不到额定容量，此项试验允许重复3次。
计算能量密度。
3.2.6倍率放电容量
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±2℃条件下搁置1h，然后在同一温度下以4.5I3（A）电流放电至电池电压为3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
3.2.7-20℃放电容量
蓄电池按3.2.4充电后，在－20℃±2℃条件下贮存16h。
然后在同一温度下，以I3（A）恒流放电至终止电压3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
3.2.855℃放电容量
蓄电池按3.2.4充电后，在55℃±2℃条件下贮存5h，然后在同一温度下，以I3（A）恒流放电至终止电压3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
3.2.9荷电保持能力及容量恢复恢复能力
3.2.9.1常温荷电保持能力及容量恢复能力
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下，以开路状态贮存28天，开路贮存期间每天测量蓄电池电压，然后在同一温度下以I3（A）恒流放电至终止电压3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
荷电保持能力可表示达为额定容量的百分数。
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下以I3（A）恒流放电至3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
容量恢复能力可表示达为额定容量的百分数。
3.2.9.2高温荷电保持能力及容量恢复能力
蓄电池按3.2.4充电后，在55℃±2℃条件下，以开路状态贮存7天，开路贮存期间每天测量蓄电池电压，然后在20℃±5℃下搁置5h后，以I3（A）恒流放电至终止电压3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
荷电保持能力可表示达为额定容量的百分数。
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下以I3（A）恒流放电至3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
容量恢复能力可表示达为额定容量的百分数。
3.2.10安全性试验
所有安全试验均在有充分环境保护的条件下进行。
3.2.10.1短路试验
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
将蓄电池经外部短路10min，外部线路电阻应小于10mΩ。
试验过程中，蓄电池应不爆炸、不起火。
。
3.2.10.2挤压试验
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
按下列条件进行试验。
该试验应在有充分环境保护的条件下进行。
a）挤压方向：
垂直于蓄电池极板方向施压。
b）挤压面积：
垂直于施压方向的外表面。
c）挤压程度：
直至蓄电池壳体破裂或内部短路（蓄电池电压变为0V）为止。
试验过程中，蓄电池应不爆炸、不起火。
3.2.10.3针刺试验
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
用φ3mm～φ8mm的钢钉从垂直于蓄电池极板的方向迅速贯穿（钢针停留在蓄电池中）。
试验过程中，蓄电池应不爆炸、不起火。
3.2.10.4跌落试验
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h后，在20℃±5℃条件下，自1.5米高处跌落至木板上。
试验过程中，蓄电池应不爆炸、不起火。
3.2.10.5加热试验
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h后，在85℃±2℃条件下，搁置120min。
试验过程中，蓄电池应不爆炸、不起火。
3.2.10.6过放电试验
在20℃±5℃条件下，蓄电池以I3（A）电流放电至电压达到0V（如果有电子保护线路，应暂时除去放电电子保护线路）。
试验过程中，蓄电池应不爆炸、不起火、不漏夜。
3.2.10.7过充电试验
蓄电池按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
然后在同一温度下，按照如下两种充电方式进行充电（两者选一即可）。
（1）以3I3（A）电流充电至电池电压达到5V或充电时间达到90min（其中一个条件优先达到即停止试验）。
（2）
（2）以9I3（A）电流充电至电池电压达到10.0V即停止试验。
试验过程中，蓄电池应不爆炸、不起火。
3.2.11循环寿命试验
蓄电池在20℃±2℃下，以I3（A）电流恒流充电，至电压达到4.2V（或企业技术条件中规定的充电终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至起始值的10%时停止充电。
蓄电池在20℃±2℃条件下，以I3（A）电流放电至电压达到放电终止电压3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
充放电结束后搁置0.5h，即完成一次循环。
若某次循环的放电容量小于额定容量的80%，则停止循环寿命试验。
3.3组合蓄电池
3.3.1外观
3.3.1.1目视检查蓄电池表面是否平整、干燥、有无外伤等。
3.3.1.2目视检查蓄电池标志是否齐全、清晰。
3.3.2极性
用电压表检测蓄电池的端压，是否与端子的极性一致。
3.3.3尺寸和重量
3.3.3.1用量具测量蓄电池组的外形尺寸。
3.3.3.2用衡器称量蓄电池组的重量。
3.3.4充电
3.3.4.1带有保护线路的电池组充电
在20℃±5℃条件下，蓄电池以I3（A）电流放电至（n*3.0）V时停止放电，然后在在同一温度条件下以I3（A）恒流充电，至电池组电压达到（n*4.2）V时转恒压充电，直至充电电流降至初始值的10%时停止充电。
（期间对单体电压进行监测，并请电池厂家提供保护线路的使用说明）
3.3.4.2不带保护线路的电池组充电
在20℃±5℃条件下，蓄电池以I3（A）电流放电至（n*3.0）V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）时停止放电，然后在同一温度条件下以I3（A）恒流充电，至电池组电压达到（n×4.2V）（或企业技术条件中规定的充电终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至起始值的10%时停止充电。
充电过程中记录单体蓄电池电压。
充放电阶段若有单体蓄电池电压高于4.3V或低于2.5V（或企业技术条件中规定的终止电压）则停止充电或放电。
3.3.520℃放电容量
蓄电池按3.3.4充电后，在20℃±2℃条件下搁置1h，然后在同一温度下以I3（A）电流放电至组合蓄电池电压达到（n*3.0）V（企业技术条件中规定的放电终止电压），计算放电容量（以Ah计）。
3.3.6-20℃放电容量
蓄电池组按3.3.4充电后，在－20℃±2℃条件下贮存16h。
然后在同一温度下，以I3（A）恒流放电至终止电压（n×2.5）V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。
计算放电容量（以Ah计）。
放电阶段若有单体蓄电池电压低于2.0V（或企业技术条件中规定的电压），则停止放电。
3.3.755℃放电容量
蓄电池按3.3.4充电后，在55℃±2℃条件下贮存8h，然后在同一温度下，以I3（A）恒流放电至终止电压（n×3.0）V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。
计算放电容量（以Ah计）。
放电阶段若有单体蓄电池电压低于2.5V（或企业技术条件中规定的终止电压），则停止放电
3.3.8简单模拟工况
蓄电池按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h，然后在同一温度下进行脉冲放电，以I3（A）放电18min后以9I3（A）脉冲放电1min为第一阶段（SOC=90.0%），以I3（A）放电18min后以3C3（A）脉冲放电1min为第二阶段（SOC=78.3%），以I3（A）放电18min后以3C3（A）脉冲放电1min为第三阶段（SOC=66.7%），以I3（A）放电18min后以9I3（A）脉冲放电1min为第四阶段（SOC=55.0%），阶段之间搁置0.5h，搁置期间监测电池组及单体电池电压，总计进行4个阶段的脉冲放电，然后以I3（A）放电至100％DOD（组合蓄电池电压达到30V或企业技术条件中规定的电压）。
放电过程中记录单体蓄电池电压。
在某个脉冲放电阶段内若有单体蓄电池电压低于3.0V或企业技术条件中规定的放电终止电压，则停止放电。
3.3.9荷电保持能力
3.3.9.1常温荷电保持能力及容量恢复能力
蓄电池按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下，以开路状态贮存28天，开路贮存期间每天测量蓄电池电压，然后在同一温度下以I3（A）恒流放电至终止电压（n×3.0）V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
荷电保持能力可表达为额定容量的百分数。
蓄电池按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下以I3（A）恒流放电至（n×3.0）V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
容量恢复能力可表达为额定容量的百分数。
3.3.9.2高温荷电保持能力及容量恢复能力
蓄电池按3.3.4充电后，在55℃±2℃条件下，以开路状态贮存7天，开路贮存期间每天测量蓄电池电压，然后在20℃±5℃下搁置5h后，以I3（A）恒流放电至终止电压（n×3.0）V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
荷电保持能力可表达为额定容量的百分数。
蓄电池按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下以I3（A）恒流放电至（n×3.0）V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
计算放电容量（以Ah计）。
容量恢复能力可表达为额定容量的百分数。
3.3.10耐振动试验
蓄电池按3.3.4充电后，紧固到振动试验台上，按下述条件进行试验：
a）振动方向：
上下单振动；
b）振动频率：
10Hz～55Hz；
c）最大加速度：
30m/s2；
d）振动时间：
2h
e）放电：
以I3（A）电流放电至蓄电池某一单体蓄电池电压达到（n×3.0）V或企业技术条件中规定的放电终止电压停止放电。
不允许出现放电电流锐变、电压异常、电池壳变形、电解液溢出等现象。
3.3.11安全性试验
所有安全试验均在有充分环境保护的条件下进行。
3.3.11.1短路试验
蓄电池组按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
将蓄电池经外部短路10min，外部线路电阻应小于10mΩ。
试验过程中，蓄电池组应不爆炸、不起火。
3.3.11.2局部短路试验
蓄电池组按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
将蓄电池组中间2只单体电池经外部短路10min，外部线路电阻应小于10mΩ。
试验过程中，蓄电池组应不爆炸、不起火。
3.3.11.3挤压试验
蓄电池组按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
按照下列条件进行试验。
挤压板形式如下图所示：
一侧是平板，一侧是异性板。
异性板的半圆柱形挤压头的典型直径为75mm，挤压头间的典型间距为30mm。
1）挤压方向：
垂直于蓄电池单体排列方向施压。
2）挤压程度：
挤压至蓄电池模块原始尺寸的85％，保持5min后再挤压至蓄电池模块原始尺寸的50％。
试验过程中，蓄电池组应不爆炸、不起火。
3.3.11.4针刺试验
蓄电池组按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。
用φ3mm～φ8mm的耐高温钢针、以10-40mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的方向贯穿至少3个蓄电池单体（钢针停留在蓄电池中）。
试验过程中，蓄电池组应不爆炸、不起火。
3.3.11.5加热试验
蓄电池组按6.3.4方法充电。
在20℃±5℃条件下搁置1h。
将蓄电池置于85℃±2℃恒温箱内，并保温120min。
试验过程中，蓄电池组应不爆炸、不起火。
3.3.11.6过放电试验
蓄电池组按6.3.4方法充电。
在20℃±5℃条件下搁置1h。
然后在同一温度条件下，蓄电池以I3（A）电流放电，直至某一单体电池电压达到0V（如果有电子保护线路，应暂时除去放电电子保护线路）。
试验过程中，蓄电池组应不爆炸、不起火、不漏液。
3.3.11.7过充电试验
蓄电池组按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下，按照如下两种充电方式进行充电（两者选一即可）。
（1）以3I3（A）电流充电90min或某一单体电池电压达到5.0V（其中一个条件优先达到即停止试验）。
（2）以9I3（A）电流充电至某一单体电池电压达到10.0V即停止试验。
试验过程中，蓄电池组应不爆炸、不起火。
3.3.12循环寿命试验
蓄电池在20℃±2℃下，蓄电池以I3（A）电流放电至终止电压（n×3.0）（或企业技术条件中规定的放电终止电压）时停止放电，然后以I3（A）电流恒流充电，至电池组电压达到（n×4.2V）（或企业技术条件中规定的充电终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至起始值的10%时停止充电。
然后以I3（A）电流放电，直至放电容量达到额定容量的80%。
充放电结束后搁置0.5h，即完成一次循环。
循环25次为一个周期，第25次循环按照3.3.5要求进行一次全容量充放电，然后再进行下一周期循环试验。
若某个周期的第25次循环的放电容量小于额定容量的80%，则停止循环寿命试验。
循环寿命期间的充放电阶段若有单体蓄电池电压高于4.3V或低于2.5V（或企业技术条件中规定的终止电压）则停止充电或放电。
4.检验流程
单体蓄电池
重量及尺寸
极性
外观
20℃放电容量
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