2002年高功率锂离子蓄电池组性能测试规范

2002年高功率锂离子蓄电池组性能测试规范

2002年高功率锂离子蓄电池组性能测试规范（试行稿

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2002年度863计划电动汽车专项高功率锂离子动力蓄电池(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3.2.11#～12#

2极性3.2.2

3重量及尺寸3.2.3

420℃放电容量3.2.5

5功率密度测试3.2.61#～2#

6-20℃放电容量3.2.71#～2#

755℃放电容量3.2.81#～2#

8荷电保持及恢复能力3.2.93#～4#

9短路试验3.2.10.15#～6#

10挤压试验3.2.10.27#

11针刺试验3.2.10.38#

12过充电3.2.10.49#～10#

13循环寿命3.2.1111#～12#

共需12只单体蓄电池，另需4只备份单体蓄电池。

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3.3.11#～2#

2极性3.3.2

3重量及尺寸3.3.3

420℃放电容量3.3.5

5简单模拟工况3.3.6

6耐振动试验3.3.7

共需2组组合蓄电池，另需1组备份组合蓄电池。

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应有能承受检验方法中规定的最大放电倍率的放电而不损坏的连接片。

2.4.2 厂家提供的组合蓄电池的正负极应有能承受检验方法中规定的最大放电倍率的放电而不损坏的连接片，每个

组合蓄电池中的单体蓄电池的正负极也应有电压抽头，以进行测试过程中单体电池电压的测量，电压抽头应标

明正负极标识。

2.4.3厂家提供的组合蓄电池的连接片应能耐得住电池组所能承受检验

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方法中规定的最大放电倍率的放电而不损坏。

2.5 C1为1h率额定容量。

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86kPa~106kPa。

3.1.2 测量仪器、仪表

3.1.2.1 量程

所有仪表量程应随被测电压值或电流值改变，指针或仪表读数应在量程的后三分之一范围内。

3.1.2.2 精度

a) 测量电压用的仪表应是不低于0.5级的电压表，电压表内阻至少应是1kW/V；

b) 测量电流用的仪表应是不低于0.5级的电流表；

c) 测量温度用的温度计应具有适当的量程，其分度值不应大于1℃；

d) 测量时间用的仪表应按时、分、秒分度，至少应具有±1%的准确度；

e) 测量蓄电池外形尺寸的量具，其分度值不应大于1mm； f) 称量蓄电池重量的衡器，应具有±0.5%的精度。

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

用电压表检测蓄电池的端压，是否与端子的极性一致。

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1C1(A)电流放电，至蓄电池电压达到3.0V时停止放电，然后在20℃±5℃条件下恒流充电，其中50Ah以下电池采用1C1(A)充电,50Ah以上电池采用0.5C1(A)充电,至电池电压达4.2V时转恒压充电，充电电流降至起始值的10%时停止充电（或50Ah以下蓄电池充电时间大于4h，50Ah以上蓄电池充电时间大于5h）。

3.2.5 20℃放电容量

蓄电池在按3.2.4充电后,在20℃±5℃条件下搁置1h,然后在同一温度下以1C1(A)电流放电至电池电压为3.0V。如果放电容量达不到额定容量，此项试验允许重复3次。

3.2.6 功率密度测试

3.2.6.1 8Ah电池

蓄电池在按3.2.4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5C1(A)脉冲放电15s

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为第一阶段(SOC=100%)，以1C1(A)放电6min后以7C1(A)脉冲放电15s为第二阶段(SOC=88%)，以1C1(A)放电6min后以9C1(A)脉冲放电15s为第三阶段（SOC=75%），以1C1(A)放电6min后以15C1(A)脉冲放电15s为第四阶段（SOC=61%）, 阶段之间搁置0.5h，总计进行4个阶段的脉冲放电，

然后以1C1(A)放电至100％DOD（3.0V）。放电过程中记录单体蓄电池电压。

3.2.6.2 30Ah电池

蓄电池在按3.2.4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4C1(A)脉冲放电15s

为第一阶段(SOC=100%)，以1C1(A)放电6min后以6C1(A)脉冲放电15s为第二阶段(SOC=88%)，以1C1(A)放电6min后以8C1(A)脉冲放电15s为第三阶段（SOC=76%）,以1C1(A)放电6min后以10C1(A)脉冲放电15s为第四阶段(SOC=63%)，阶段之间搁置0.5h，总计进行4个阶段的脉冲放电，

然后以1C1(A)放电至100％DOD（3.0V）。放电过程中记录单体蓄电池电压。

3.2.6.3 35Ah电池

蓄电池在按3.2.4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4C1(A)脉冲放电5s

为第一阶段(SOC=100%)，以1C1(A)放电6min后以6C1(A)脉冲放电15s为第二阶段(SOC=88%)，以1C1(A)放电6min后以8C1(A)脉冲放电15s为第三阶段（SOC=76%）,以1C1(A)放电6min后以10C1(A)脉冲放电15s为第四阶段（SOC=63%）， 阶段之间搁置0.5h，总计进行4个阶段的脉冲放电，

然后以1C1(A)放电至100％DOD（3.0V）。放电过程中记录单体蓄电池电压。

3.2.6.4 100～150Ah电池

蓄电池在按3.2.4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3C1(A)脉冲放电15s

为第一阶段(SOC=100%)，以1C1(A)放电6min后以4C1(A)脉冲放电15s为第二阶段(SOC=89%)，以1C1(A)放电6min后以5C1(A)脉冲放电15s为第三阶段（SOC=77%），以1C1(A)放电6min后以6C1(A)脉冲放电15s为第四阶段（SOC=65%），阶段之间搁置0.5h，总计进行4个阶段的脉冲放电，

然后以1C1(A)放电至100％DOD（3.0V）。放电过程中记录单体蓄电池电压。

3.2.7 -20℃放电容量

蓄电池在按3.2.4充电后，在－20℃±2℃条件下贮存16h。

然后在同一温度下，以1C1(A)恒流放电至终止电压（3.0V）。计算放电容量（以Ah计）。

3.2.8 55℃放电容量

蓄电池在按3.2.4充电后， 在55℃±2℃条件下贮存5h， 然后在同一温度下， 以1C1(A)

恒流放电至终止电压（3.0V）。计算放电容量（以Ah计）。

3.2.9 荷电保持和恢复能力

● 荷电保持能力：蓄电池在按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下，以开路状态贮存7d,然后在同一温度下以1C1(A)恒流放电至终止电压（3.0V）。计算放电容

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量（以Ah计）。

● 容量恢复能力：蓄电池在按3.2.4充电后， 在20℃±5℃条件下以1C1(A)恒流放电至3.0V。计算放电容量（以Ah

计）。

3.2.10 安全性试验

3.2.10.1 短路试验

蓄电池在按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，蓄电池不得爆炸、燃烧。

3.2.10.2 挤压试验

蓄电池在按3.2.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h。按下列条件进行试验。

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，蓄电池不得爆炸、燃烧。

3.2.10.3 针刺试验

蓄电池在按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），该试验应在有充分环境保护的条件下进行。

试验过程中，蓄电池不得爆炸、燃烧；允许电池变形和电解液泄漏。

3.2.10.4过充电

蓄电池在按3.3.4充电后，在20±5℃条件下搁置1h。蓄电池在20±5℃下，以1C1(A)电流充电，

直至电池电压达到5.0V或以1C1（A）的电流充电90min（其中一个条件优先达到即停止试验）。

试验过程中，蓄电池应不漏液、不放气、不爆炸、不起火和不产生明显的变形。

3.2.10 循环寿命试验(80%DOD)

蓄电池在20℃±5℃下，以1C1（A）电流恒流充电，至电压到达

4.2V时转恒压充电，

直至充电电流降至起始值的10%时停止充电（或50Ah以下蓄电池充电时间大于4h,50Ah以上蓄电池充电时间大于5h）。搁置1h。蓄电池在20±5℃条件下，以1C1(A)电流放电，直至放电容量达到额定容量的80%。充放电转换时，可以搁置1h。

共计进行100次（或视试验情况确定循环次数）循环寿命试验。

循环25次为一个周期，第25次循环结束后，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。

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

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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

● 在20℃±5℃条件下，蓄电池以1C1(A)电流放电，至某一单体蓄电池电压最先达到3.0V时停止放电，然后在20℃±5℃条件下恒流充电，

其中50Ah以下组合蓄电池采用1C1（A）充电，50Ah以上组合蓄电池采用0.5C1（A）充电，至某一单体蓄电池最先到达4.15V时转恒压充电(恒压值为当前蓄电池组充电电压值)，

直至某一单体蓄电池最先到达4.2V时或充电电流降至初始值的10%时停止充电（或50Ah以下蓄电池充电时间大于4h，

50Ah以上蓄电池充电时间大于5h）。

● 组合蓄电池不带保护线路。

3.3.5 20℃放电容量

蓄电池在按3.3.4充电后，在20℃±5℃条件下搁置1h，然后在同一温度下以1C1(A)电流放电至组合蓄电池某一单体蓄电池电压先达到3.0V，计算放电容量(以Ah计)。

3.3.6 简单模拟工况

3.3.6.1 8Ah组合蓄电池

蓄电池在按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1C1(A)放电3min

后以60A脉冲放电1min为第一阶段(SOC=95%)，

以1C1(A)放电3min后以120A脉冲放电30s为第二阶段(SOC=78%)， 以1C1(A)放电3min后以60A脉冲放电1min为第三阶段（SOC=60%）， 以1C1(A)放电3min后以120A脉冲放电30s为第四阶段（SOC=43%），阶段之间搁置0.5h，总计进行4个阶段的脉冲放电，

然后以1C1(A)放电至100％DOD(某一单体蓄电池电压达到3.0V)。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2.5V则停止放电。

3.3.6.2 30Ah组合蓄电池

蓄电池在按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1C1(A)放电3min后以160A脉冲放电1min为第一阶段（SOC=95%），

以1C1(A)放电3min后以320A脉冲放电30s为第二阶段(SOC=81%)，以1C1(A)放电3min后以160A脉冲放电1min为第三阶段(SOC=67%)，以1C1(A)放电3min后以320A脉冲放电30s为第四阶段（SOC=53%），阶段之间搁置0.5h，总计进行4个阶段的脉冲放电，

然后以1C1(A)放电至100％DOD(某一单体蓄电池电压达到3.0V)。 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则停止放电。

3.3.6.3 35Ah组合蓄电池

蓄电池在按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1C1(A)放电6min

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后以65A脉冲放电1min为第一阶段(SOC=90%)，

以1C1(A)放电6min后以130A脉冲放电30s为第二阶段(SOC=77%)， 以1C1(A)放电6min后以65A脉冲放电1min为第三阶段(SOC=64%)， 以1C1(A)放电6min后以130A脉冲放电30s为第四阶段(SOC=51%),阶段之间搁置0.5h,总计进行4个阶段的脉冲放电,然后以1C1(A)放电至100％DOD(某一单体蓄电池电压达到3.0V)。

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则停止放电。

3.3.6.4 100Ah、150Ah组合蓄电池

蓄电池在按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1C1(A)放电6min后以160A脉冲放电1min为第一阶段(SOC=90%)，以1C1(A)放电6min后以320A脉冲放电30s为第二阶段(SOC=77%、78%)，以1C1(A)放电6min后以160A脉冲放电1min为第三阶段(SOC=65%、66%)，

以1C1(A)放电6min后以320A脉冲放电30s为第四阶段(SOC=52%、55%)，阶段之间搁置0.5h，

总计进行4个阶段的脉冲放电， 然后以1C1(A)放电至100％DOD(某一单体蓄电池电压达到3.0V)。

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则停止放电。

3.3.7 耐振动试验

蓄电池在按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：第一阶段：上下单振动；第二阶段：行驶方向； b) 振动频率：10～55Hz；

c) 最大加速度：30m/s2；

d) 振动时间：第一阶段：1h；第二阶段：1h；

e) 放电：在第二阶段以1C1(A)电流放电至蓄电池某一单体蓄电池电压达到3.0V停止放电。

第一阶段内蓄电池不允许出现电压异常、电池壳变形、电解液溢出等现象。

第二阶段内蓄电池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。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xr41.html