欧盟汽车动力电池测试Word格式文档下载.docx

1、时率是以充放电时间表示的充放电速率，数值上等于电池的额定容量 （安小时）除以规定的充放电电流（安）所得的小时数。倍率是充放电速率的另一种表示法，其数值为时率的倒数。原电池的放电速率是以经某一固定电阻放电到终止电压的时间来表示。放电速率对电池性能的影响较大。阻抗电池内具有很大的电极-电解质界面面积,故可将电池等效为一大电容与小电阻、电感的串联回路。但实际情况复杂得多，尤其是电池的阻抗随时间和直流电平而变化，所测得的阻抗只对具体的测量状态有效。寿命储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间，以年为单位。包括储存期和使用期在内的总期限称电池的有效期。储存电池的寿命有干储存寿命和湿储存寿命之

2、分。循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度，包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。自放电率电池在存放过程中电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。电动力电池的性能测试项目主要包括：大型电池充放电循环 寿命测试，循环测试。5.1.1室内测试室内测试主要是在实验室内运用相应的测试设备和仪器对电池的某些性能进行测试，主要包括以下几个测试项目，分别为静态测试、电池的快速充电测试、3h率额定容量测试、大电流放电测试、循环耐久能力测试、冲击挤压测试、耐振动能力测试以及荷电保持能力测试。5.1

3、.2道路测试道路测试的主要目的是测试动力电池在实际运行的各种工况下的放电容量、放电特性、电池一致性等方面的性能。放电容量可以通过一次充满电后在一定速度下的续航里程来直接反映；放电特性主要通过端电压衰减率和温升率来反映；电池一致性主要通过电池工作电压变化的一致性、内阻变化一致性、容量变化一致性来反映。道路测试的测试周期有欧盟的ECE R101和ECER100。5.2.安全检测以锂电池为例，由于锂电池材料的活跃性，在外部保护措施不到位，滥用、误用的情况下会产生严重危险，根据目前市场的使用情况和发展趋势以及欧盟各个国家和行业协会的要求，作为动力电池使用的锂电池储能系统的外围保护电路、电池芯、电池模块

4、和电池组还须进行更为严格的试验。试验项目包含以下内容：表11 动力锂电池安全测试项目安全测试外壳电子安全故障强度、硬度和耐燃性外壳应力泄漏绝缘泄气阀不泄漏不爆炸、不起火、不冒烟标识使用说明安全警示机械测试挤压针刺机械冲击测试机械震动测试撞击测试跌落测试保护和耐受性短路过充电过放电反向充电高温低气压误用 滥用环境适应性试验加热温度循环高度模拟（低气压） 湿热火烤试验负载测试备注：负载测试项目必须模拟实际电动汽车的运行状态负荷情况来测试，而各个汽车厂家的都有自己的负荷运行状态，目前就有大众、PSA、雷诺、欧宝等汽车厂家的各种车型负荷运行状态条件。对于轻型电动车使用的二次锂电池，可以进行BATSO认

5、证。BATSO，即Battery Safety Standards and Certification Organization，是由Extra Energy（德国），台湾工业技术研究院，UL（美国）及德国莱茵TV集团共同发起的电池安全标准和认证机构。BATSO认证的依据标准是BATSO 01 （Manual for Evaluation of Energy Systems for Light Electric Vehicles （LEV） - Secondary Lithium）以及密封试验手册BATSO Seal。5.3.运输存储由于国内外在锂电池运输过程中发生过多起安全事故，为确保航空运

6、输安全，避免电池在运输过程的爆炸和火灾危险，联合国、国际航协等国际机构和国家民航总局等国内有关部门要求锂电池运输必须按照IATA DGR的要求进行UN38.3项及其他试验。UN38.3是指在联合国针对危险品运输专门制定的联合国危险物品运输试验和标准手册的第3部分38. 3款，即要求锂电池运输前，必须要通过各种空运环境模拟试验，才能保证锂电池运输安全。如果锂电池与设备没有安装在一起，并且每个包装件内装有超过24个电池芯或12个电池，则还须通过1.2米自由跌落试验。UN38.3电池测试产品范围：1. 各种铅酸蓄电池（如汽车启动用铅酸 蓄电池、固定型铅酸蓄电池、小型阀控密封铅酸蓄电池等）2. 各种动

7、力二次电池（如动力车用电池、电动道路车车用电池、电动工具用电池、混合动力车用电池等）3. 各种手机电池（如锂离子电池、锂聚合物电池、镍氢电池等）4. 各种小型二次电池（如笔记本电脑电池、数码相机电池、摄像机电池、各种圆柱型电池、无线通讯电池、便携式DVD电池、CD和MP3播放器电池等）5. 各种一次电池（如碱性锌锰电池、锂锰电池等） UN38.3测试项目主要分为8项：高度模拟试验 热测试振动试验冲击试验 外短路试验碰撞试验过充电试验强制放电试验 5.4.电化学要求动力电池的危险物质检测主要依据电池指令， 表12 ELV指令、RoHS指令、电池指令的对比指令限用物质浓度上限ELV指令Pb、Hg、

8、Cr6+1000ppmCd100ppmRoHS指令Pb、Hg、Cr6+、PBB、PBDE电池指令Hg0.0005%0.002%2002 年6 月2日，欧委会公布的关于报废汽车危险物质含量要求的2002/525/EC 号决议第一次修订了附件II 的豁免名单，规定自2006 年1 月1 日起不得出售用于电动汽车的含金属镉的电池。表13 有害物质检测项目及其方法检测项目IEC 62321检测方法US EPA检测方法铅及其化合物IEC62321 sec11, 12, 13US EPA 3050B汞及其化合物IEC62321 sec10US EPA 3052膈及其化合物EN 1122六价铬及其化合物IE

9、C62321 sec8, 9US EPA 3060A & 7196A（塑胶）ISO3613（金属）多溴联苯IEC62321 sec7US EPA 3540C多溴联苯醚5.5.测试方案分析动力电池组的性能与电池单体的性能既有联系又有区别，电池组的测试方案中必须获得电池组均匀性表现的参数，分析各种不一致性的参数对电池性能影响的表现形式和相对重要性，为电池组的选取，电池管理系统设计和电池本身的设计制造提供重要依据。美国先进电池联合体（United StatesAdvanced Battery Consortium，简称USABC）和FreedomCAR（FreedomCooperative Auto

10、motive Research）计划的两份电池测试手册是电池测试领域非常重要的参考文献，其中的性能试验、寿命试验和性能鉴定试验内容的设计思路、具体方法、工作流程都值得借鉴。我国对电动汽车用氢镍电池和锂离子电池均有相应的国家标准和技术指导性文件，即GBT 18333222001和GBZ183312001。这两份文件主要是针对单体和模块的技术标准和相关测试方法，但是是对少量电池单体组成的模块的模块性能的最低要求。2008年科技部出台的HEV用高功率锂离子动力蓄电池性能测试规范对组合蓄电池也只有充电和放电容量试验。参考这些测试方法，国内外对电池组的性能进行了大量的研究，如电池组连接方法、容量特性、热

11、平衡、电池一致性和均衡算法等。现就动力电池可能出现的一些问题及相应的测试要点作以下探讨：5.5.1 一致性方面因为单体电池的输出电压和容量均达不到用电设备的要求，因此需将多节单体电池串并联组合使用，而各节单体电池在电极制备、电芯装配等工艺方面的不一致必然导致各节单体电池在工作电压变化、容量、能量、内阻等性能方面的差异。由性能不一致的单体电池组合而成的电池组在性能指标甚至达不到单体电池原有的水平，使用寿命大大缩短，严重影响了电动汽车的开发和应用。可见筛选性能基本一致的单体电池是组装高性能电池组的关键环节。对于单体电池，一致性分析的内容包括常温、低温、高温等不同工况的放电容量。对于模块电池，一致性

12、分析的内容应包括恒流放电、恒流充电、搁置等不同阶段的各单体电池放电终止电压。目前筛选单体电池的方法多为将电池放置数十天，测其满荷电态贮存的自放电率以及满荷电态下不同贮存期内电池开路电压的变化，通过自放电率和电压变化是否一致来确定筛选的标准和顺序。这种静置法虽然简单有效，但必须消耗大量的时间，如果能在电池的几个充放电循环中检测出电池的各项参数，通过这些参数根据不同的应用环境建立新的筛选标准，既能提高电池组的性能，也能大大缩短单体电池的筛选时间，提高筛选效率。5.5.2 安全性方面电池的安全性能事关人身和财产安全，特别是目前动力电池为动力源的客车，一旦电池发生起火或爆炸就容易造成群死群伤的严重事故

13、。安全性试验应包含过充电、过放电、热冲击、跌落、挤压、碰撞、针刺等项目。过冲、过放、跌落等的问题一般不大，问题出现较多的应该是短路、针刺、热冲击、和挤压。特别是模块电池的短路和挤压试验容易起火甚至爆炸。以3.2 V 120Ah动力锂电池为例，单体电池能量为384Wh，TNT炸药约含能量4.2kJ/g，即一只120Ah动力锂电池储存的电能就相当于329gTNT炸药的能量。以上计算还未考虑到电解渡燃烧以及正极活性物质分解的能量。而模块电池至少为5只单体电池串联，其电能至少相当于1645gTNT炸药的能量。短路、针刺、挤压等安全性试验应特别谨慎需在有充分环境保护的条件下进行，避免人身伤害。此外，在电池的针刺、挤压、短路等试验过程中，由于电池的内、外部短路发生剧烈的电化学反应，将会释放出大量的烟雾，对试验过程的监控、试验设备的腐蚀、试验人员的危害、环保等方面均造成不同程度的影响。5.5.3 电性能方面电性能是电池的甚本性能，主要包括温度、容量、能量、倍率特性、内阻、循环寿命等。（1） 温度在电池的充放电过程中，温度是一个容易被忽略但却很重要的参数，温度