动力电池在新能源汽车长期运行过程中需要反复经历充电、放电及不同负载工况,其容量保持能力和性能衰减情况会随着使用时间和循环次数发生变化。动力电池循环寿命与耐久测试主要适用于动力电池单体、模组及电池包,可根据产品层级和测试目标评价其长期循环过程中的性能变化。
电池在持续循环过程中可能出现容量下降、内阻变化、能量效率变化、温升特征改变以及单体一致性下降等现象。如果仅通过初始性能测试判断产品状态,难以反映长期使用后的实际表现。通过规定条件下的循环寿命与耐久测试,可以持续记录电池性能随循环次数的变化趋势,为寿命评价、设计优化和异常原因分析提供数据基础。
适用产品
- 新能源汽车动力电池单体
- 新能源汽车动力电池模组
- 新能源汽车动力电池包及系统
- 研发阶段动力电池工程样品
- 量产动力电池及品质验证样品
检测项目
循环寿命与耐久测试并不只是统计循环次数,而是通过统一的充放电条件持续跟踪电池性能变化。实际项目可根据测试对象、寿命评价指标和技术要求选择相应测试内容,重点关注容量保持及性能衰减趋势。
| 检测项目 | 测试内容/方法 | 主要验证目的 |
|---|---|---|
| 循环寿命测试 | 按照规定的充放电制度连续进行循环,并在规定循环阶段检测电池容量及相关性能参数。 | 评价动力电池在持续循环使用过程中的容量保持情况及寿命表现。 |
| 容量保持率测试 | 在规定的测试节点对电池进行容量测试,并与初始容量或规定基准进行对比。 | 分析循环过程中容量衰减程度及容量保持趋势。 |
| 充放电性能衰减测试 | 在不同循环阶段按照统一条件进行充放电测试,对比电压、电流、容量及相关性能数据。 | 观察长期循环后电池充放电性能的变化情况。 |
| 内阻变化测试 | 按照项目规定的方法在不同循环阶段检测电池电阻相关参数,并对测试结果进行阶段性比较。 | 分析循环过程中电池内部电气特性的变化,为性能衰减判断提供数据。 |
| 能量效率测试 | 记录规定充放电过程中的输入和输出电量或能量,并对不同循环阶段的数据进行比较。 | 评价电池长期循环过程中能量转换性能的变化趋势。 |
| 温升特性监测 | 在循环充放电过程中持续记录电池温度,并比较不同循环阶段的温度变化。 | 观察长期循环后电池发热特征是否发生明显变化,并辅助分析异常衰减。 |
| 循环后性能复测 | 达到规定循环阶段或测试终止条件后,对电池进行容量及相关性能复测。 | 确认长期循环后的剩余性能状态,为寿命评价及设计验证提供依据。 |
标准依据
循环寿命测试的标准选择与测试对象和评价目的有关。动力电池单体、模组及电池包在测试方法和评价条件上可能存在差异,因此实际项目应根据产品层级、技术要求和测试目的确认具体执行标准。当前国家标准中,循环寿命、电性能及动力电池包和系统测试分别有对应的标准依据。
| 标准编号 | 标准名称 | 适用范围 |
|---|---|---|
| GB/T 31484-2015 | 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法 | 适用于电动汽车用动力蓄电池循环寿命相关要求及试验方法,是动力电池循环寿命测试的重要标准依据。 |
| GB/T 31486-2024 | 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法 | 适用于电动汽车用动力蓄电池电性能要求及相关试验,可根据具体适用条款开展相关电性能测试。 |
| GB/T 31467.3-2015 | 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分:安全要求与测试方法 | 适用于电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统的安全要求及测试方法,涉及电池包和系统层级相关试验。 |
| GB/T 31467.2-2015 | 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第2部分:高功率应用测试规程 | 适用于电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统的高功率应用测试,相关耐久项目应结合具体测试目的确定适用条件。 |
测试要点
循环寿命测试通常持续时间较长,测试结果容易受到初始状态、充放电制度、环境条件和设备稳定性的影响。测试过程中不仅需要记录最终容量,还应持续关注容量衰减趋势、温度变化及异常数据,保证不同循环阶段的数据具有可比性。
| 关注事项 | 常见问题 | 说明 | 解决方案 |
|---|---|---|---|
| 初始状态 | 样品初始SOC、容量状态存在差异 | 循环测试的初始状态会直接影响后续容量及衰减数据,不同样品如果未进行统一预处理,测试结果可能缺乏可比性。 | 按照适用标准及测试方案统一样品预处理、充放电和静置条件,并确认初始性能数据。 |
| 循环制度 | 充放电电流或截止条件前后不一致 | 循环制度变化会改变电池实际工作应力,使不同阶段的数据无法直接比较,也可能影响寿命评价结果。 | 固定循环程序和关键参数,对测试程序进行版本确认,测试过程中避免随意修改循环条件。 |
| 环境温度 | 长期测试期间环境温度发生较大变化 | 温度会影响电池容量、内阻和充放电特性,长期测试中的温度波动可能造成性能变化与真实衰减难以区分。 | 按照测试要求控制环境条件,持续记录环境温度和样品温度,并对异常温度阶段的数据进行单独分析。 |
| 容量衰减 | 容量下降速度出现明显变化 | 容量衰减曲线能够反映电池不同阶段的性能变化,异常加速衰减可能与材料、结构、温度或循环条件有关。 | 结合循环次数、温度、电压和充放电数据分析衰减阶段,必要时增加阶段性性能复测。 |
| 温升变化 | 循环后期温升明显增加 | 随着电池状态变化,内阻及发热特征可能发生变化,异常温升需要结合电流、环境温度和电压变化综合判断。 | 检查测试设备和温度采集系统,结合不同循环阶段的数据定位变化原因,并对异常样品进行针对性验证。 |
| 数据连续性 | 测试过程中出现数据缺失或设备中断 | 循环寿命测试周期较长,数据中断会影响完整衰减曲线的形成,严重时可能导致测试结果无法有效评价。 | 测试前检查设备通信、供电和数据存储状态,设置必要的异常报警及数据备份机制。 |
| 终止条件 | 未明确循环结束或性能判定条件 | 不同测试项目对循环次数、性能保持率及其他终止条件的要求可能不同,终止条件不明确会影响测试结果判定。 | 测试开始前明确标准及项目规定的终止条件,并按照统一判定规则记录最终测试状态。 |
测试流程
- 确认动力电池产品类型、规格参数、测试对象及寿命评价目标,明确循环测试所依据的标准和技术要求。
- 检查样品外观、型号及初始状态,按照测试方案完成必要的预处理和初始性能确认。
- 将样品连接至充放电测试设备及数据采集系统,确认电压、电流和温度等监测通道正常。
- 设置规定的充放电制度、环境条件、循环程序及数据记录规则,完成测试前参数确认。
- 按照既定循环程序连续开展充放电测试,并持续记录循环次数、容量、电压、电流及温度等关键数据。
- 在规定循环节点进行阶段性性能检测,对容量、内阻或其他项目要求的指标进行记录和比较。
- 达到规定循环次数或测试终止条件后停止循环,并根据项目要求开展最终性能复测。
- 整理完整循环数据和阶段性测试结果,分析性能衰减趋势,并针对异常变化开展原因分析和整改验证。
检测价值
动力电池循环寿命与耐久测试能够将电池的初始性能与长期循环后的性能进行对比,形成容量及相关性能随循环次数变化的测试数据。对于研发阶段,可用于比较不同材料、结构和控制方案的寿命表现;对于品质控制,可辅助识别批次间的寿命差异;对于产品整改,则能够通过复测验证优化方案是否改善了性能衰减问题。
对于需要进行项目验证或技术资料整理的产品,循环测试形成的原始数据、阶段性性能结果及最终测试结果,还可用于支持产品寿命评价、设计验证和相关技术文件编制。
关于德恺汽车配件检测
德恺汽车配件检测可围绕动力电池单体、模组及电池包的循环寿命和耐久性能开展测试,根据样品规格、测试周期、评价指标及项目要求制定相应的测试方案。测试过程中可结合循环数据、容量变化、温度变化及阶段性性能结果进行分析,为产品研发、样品验证和性能整改提供数据支持。
对于不同动力电池产品的寿命验证需求,可根据实际使用条件和测试目标匹配相应的循环制度及评价方式,并对测试过程中出现的性能变化进行针对性分析。欢迎咨询资深专业工程师,获取动力电池循环寿命与耐久测试专属方案。
