电动车辆动力电池20充电效率20试验方法（征求意见稿）.doc

JB/T 广州市质量技术监督局 发布201x-xx-xx实施201x-xx-xx发布电动车辆动力电池 充电效率 试验方法Test Method of Charging Efficiency of Electric Vehicle Batteries(征求意见稿)DBxx/T xxxx201x广州市地方标准ICS 29.220K 84备案号：1DBxx/T xxxx201x前 言 本标准按照GB/T 1.12009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 本标准由华南农业大学工程学院和广州出入境检验检疫局提出。 本标准由广州市质量技术监督局归口。 本标准主要起草单位：华南农业大学工程学院、广州出入境检验检疫局新沙办事处、。 本标准主要起人：张建瓴，张南峰，可欣荣，黎建伟，孔莲芳，。 本标准系首次制订。II电动车辆动力电池 充电效率 试验方法1 范围 本标准规定了广州地区电动道路车辆（如电动汽车、电动三轮车、电动高尔夫球车、电动摩托车、游览观光车等）动力用蓄电池充电效率的的术语、试验方法和计算方法。 本标准适用于广州地区电动道路车辆动力用蓄电池，包括铅酸蓄电池、金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池和聚合物锂离子蓄电池，这些电池可以是单体蓄电池，也可以是由单体蓄电池串联组成的蓄电池组。 本标准不适用于其他用途的蓄电池及燃料电池。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 2900.412008电工术语 原电池和蓄电池GB/T 195962004电动汽车术语QC/T 7422006电动汽车用铅酸蓄电池QC/T 7432006电动汽车用锂离子电池QC/T 7442006电动汽车用金属氢化物镍蓄电池3 术语 GB/T 2900.412008及GB/T 195962004界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 容量 （batery） capacity 在规定的条件下，完全充电的蓄电池能够提供的电量，通常用安时（Ah）表示。 注：这一电量的国际单位为库仑（1C=1As）。但在实际使用时，蓄电池容量通常用Ah表示。3.2 额定容量 rated capacity 在规定的条件下，蓄电池完全充电后所能提供的由制造厂标明的安时电量。额定容量用C3（Ah）表示，也称为3小时率额定容量。3.3 额定容量试验 rated capacity test 按规定的条件进行充电和静置之后，在规定的温度、放电电流、放电终止电压等条件下，测量放电时电池能放出电量（额定容量）的试验。3.4 3小时率电流 current at 3 hour rate 表示蓄电池充电电流大小的术语，其数值等于C3/3，用I3（A）表示。3.5 预处理 commissioning 蓄电池试验或使用之前的准备。3.6 充电 charge （of a battery） 蓄电池从外电路接受电能，并转换为化学能的工作过程。3.7 放电 discharge （of a battery） 在规定的条件下，蓄电池将化学能转换为电能，并向外电路输出电流的工作过程。3.8 完全充电 full charge 蓄电池内所有可利用的活性物质都已转变成完全荷电的状态。通常指充满电。3.9 活性物质 active material 在电池放电时发生化学反应以产生电能的物质。 注：蓄电池中的活性物质在充电时能恢复到其初始的状态。3.10 快速充电 boost charge 在短时间内使用以比正常值大的电流或电压（对于特殊的设计）加速充电。3.11 充电效率 charge efficiency 库仑效率与能量效率的总称。3.12 库仑效率 coulombic efficiency 在规定的条件下，放电时从蓄电池中释放的电量与恢复到初始容量所需的电量的比值，也称为安时效率（ampere-hour efficiency）。3.13 能量效率 energy efficiency 在规定的条件下，蓄电池放电能量与此前其充电能量之比，也称为瓦时效率（watt-hour efficiency）。3.14 充电能量（蓄电池） charge energy 通过充电器输入蓄电池的电能，单位为Wh，也称充电电能。3.15 放电能量（蓄电池） discharge energy 蓄电池放电时输出的电能，单位为Wh，也称放电电能。3.16 端子 terminal （of a battery） 蓄电池与外部导体连接的部件，分正极端子和负极端子。3.17 放电终止电压 final voltage；cut-off voltage；end-of-discharge voltage 认为蓄电池放电终止时的规定电压。3.18 环境温度 ambient temperature 与蓄电池最接近的介质的温度。3.19 蓄电池平均温度 mean temperature 蓄电池试验开始时和结束时其表面温度的算术平均值。4 试验方法4.1 试验条件4.1.1 环境条件 除另有规定外，试验应在温度为1535、相对湿度为25%85%、大气压力为86kPa106kPa的环境中进行。4.1.2 所有试验均应在有充分环境保护和安全保护的条件下进行。4.1.3 试验仪器、仪表4.1.3.1 试验所用的仪器和仪表应符合国家有关计量检定规程。4.1.3.2 试验仪器、仪表： a）测量温度用温度计应具有适当的量程，分度值不大于1，标定精确度不低于0.5； b）测量电压用电压表的精确度不低于0.5级，内阻不小于1k/V； c）测量电流用电流表的精确度不低于0.5级； d）测量时间用的计时器应按时、分、秒分度，至少应具有0.1%的精确度； e）恒流源的电流恒定可调，在充电或放电过程中，其电流变化应在1%范围内。 f）恒压源的电压可调，其电压变化应在0.5%范围内。4.1.4 蓄电池的预处理4.1.4.1 试验用蓄电池需经过额定容量试验并满足相关要求，且以正立状态进行试验。4.1.4.2 不同种类蓄电池的额定容量试验方法和要求按表1进行。表1 不同种类蓄电池的额定容量试验方法和要求电池类型额定容量试验方法和要求铅酸蓄电池符合QC/T 7422006的有关规定锂离子蓄电池聚合物锂离子蓄电池符合QC/T 7432006的有关规定金属氢化物镍蓄电池符合QC/T 7442006的有关规定4.2 测试电路4.2.1 蓄电池端电压和充、放电电流测量按图1进行。图1 蓄电池端电压和充、放电电流测量1-蓄电池 2-端子 3-电压表 4-电流表 5-电子负载或充电器4.2.2 闭合开关，接通电路，用电流表读取充电或放电电流，用电压表读取蓄电池两端子间的电压。4.2.3 电压及电流值的采样间隔为1秒，即从试验开始时每隔一秒读取并记录充电（或放电）电流和蓄电池端电压，直到试验结束为止。4.3 普通充电效率试验4.3.1 普通充电效率试验，分以下3种情况进行： a）完全充电的充电效率； b）100%充电的充电效率； c）70%充电的充电效率。4.3.2 普通充电效率试验均应在205的空气环境中进行。4.3.3 完全充电的充电效率试验4.3.3.1 蓄电池的完全充电可按照制造商提供的规程进行，若厂家未提供，则按表2规定的方法进行。4.3.3.2 蓄电池完全充电后，静置1小时以上，并在4小时以内进行试验。表2 不同种类蓄电池的完全充电方法电池类型完全充电方法铅酸蓄电池按QC/T 7422006中6.1.4的规定进行锂离子蓄电池聚合物锂离子蓄电池按QC/T 7432006中6.2.4的规定进行金属氢化物镍蓄电池按QC/T 7442006中6.2.4的规定进行4.3.3.3 以1I3（A）电流连续放电至单体蓄电池平均电压达到放电终止电压（不同类型蓄电池放电终止电压见表3，或按照制造厂商提供的放电终止电压进行）。在放电过程中，放电电流的波动不得超过规定值的1%。表3 不同类型蓄电池的放电终止电压电池类型单体蓄电池标称电压（V）放电终止电压（V）（平均单体蓄电池电压）铅酸蓄电池21.65锂离子蓄电池聚合物锂离子蓄电池3.63.0金属氢化物镍蓄电池1.21.04.3.3.4 按4.3.3.3规定放电后静置4小时以上，再按4.3.3.1规定的方法进行完全充电，并记录充电电流和蓄电池的端电压，电流和电压的采样间隔为1秒，即从试验开始时每隔一秒同时读取充电电流I1，I2，I3，In，以及蓄电池端电压V1，V2，V3，Vn。蓄电池的充电电量Q1和充电能量W1分别为： （1） （2）式中， Ik蓄电池充电电流，单位为安培（A），k=1,2,n； Vk充电时蓄电池端电压，单位为伏特（V），k=1,2,n； Q1充电电量，单位为安时（Ah）； W1充电能量，单位为瓦时（Wh）。4.3.3.5 蓄电池按4.3.3.4规定完全充电后静置4小时以上，按4.3.3.3规定的放电方法进行放电，并记录放电电流和蓄电池的电压，电流和电压的采样间隔为1秒，即从放电试验开始时每隔一秒读取放电电流，以及蓄电池电压。蓄电池的放电电量Q2和放电能量W2分别为： （3） （4）式中， 蓄电池放电电流，单位为安培（A），k=1,2,n； 放电时蓄电池端电压，单位为伏特（V），k=1,2,n； Q2放电电量，单位为安时（Ah）； W2放电能量，单位为瓦时（Wh）。4.3.3.6 蓄电池完全充电的充电效率（库伦效率和能量效率）分别按（5）式和（6）式计算： （5） （6）其中， 库伦效率； 能量效率。4.3.4 100%充电的充电效率试验4.3.4.1 按4.3.3.1规定的方法对蓄电池完全充电后，静置1小时以上，并在4小时以内进行试验。4.3.4.2 按4.3.3.3规定放电后静置4小时以上，再按1I3（A）电流连续充电3小时，并记录充电电流和蓄电池的端电压，电流和电压的采样间隔为1秒。分别按（1）式和（2）式计算蓄电池的充电电量Q1和充电能量W1。4.3.4.3 蓄电池100%充电后静置4小时以上，按4.3.3.3规定进行放电，并记录放电电流和蓄电池的电压，电流和电压的采样间隔为1秒。分别按（3）式和（4）式计算蓄电池的放电电量Q2和放电能量W2。4.3.4.4 蓄电池100%充电的充电效率（库伦效率和能量效率）分别按（5）式和（6）式计算。4.3.5 70%充电的充电效率试验4.3.5.1 按4.3.3.1规定的方法对蓄电池完全充电后，静置1小时以上，并在4小时以内进行试验。4.3.5.2 按4.3.3.3规定放电后，静置4小时以上，再按1I3（A）电流连续充电2小时10分钟，并记录充电电流和蓄电池的端电压，电流和电压的采样间隔为1秒。蓄电池的充电电量Q1和充电能量W1分别按（1）式和（2）式计算。4.3.5.3 试验电池70%充电后静置4小时以上，按4.3.3.3规定进行放电，并记录放电电流和蓄电池的端电压，电流和电压的采样间隔为1秒。蓄电池的放电电量Q2和放电能量W2分别按（3）式和（4）式计算。4.3.5.4 蓄电池70%充电的充电效率（库伦效率和能量效率）分别按（5）式和（6）式计算。4.4 不同温度的充电效率试验4.4.1 不同温度的充电效率试验，只计算完全充电的充电效率和100%充电的充电效率。4.4.2 试验温度分别在202和552的空气环境中进行，其中铅酸蓄电池不作55高温试验。4.4.3 不同温度下完全充电的充电效率试验4.4.3.1 在205的空气环境中对试验电池按4.3.3.1的方法完全充电后，在4.4.2规定的试验温度条件下的空气中静置16小时以上，且在24小时以内进行试验。4.4.3.2 分别在4.4.2规定的试验温度条件下，以1I3（A）电流连续放电至单体蓄电池平均电压达到放电终止电压（不同种类的蓄电池在不同温度下的放电终止电压见表4，或按照制造厂提供的放电终止电压）。在放电过程中，放电电流的波动不得超过规定值的1%。表4 不同种类蓄电池在不同温度下的放电终止电压电池类型单体蓄电池标称电压（V）放电终止电压（V）（平均单体蓄电池电压）温度：202温度：552铅酸蓄电池21.40锂离子蓄电池聚合物锂离子蓄电池3.62.83.0金属氢化物镍蓄电池1.21.01.04.4.3.3 蓄电池放电后静置4小时以上，分别在4.4.2规定的试验温度条件下，按4.3.3.1规定进行完全充电，并记录充电电流和蓄电池的端电压，电流和电压的采样间隔为1秒。蓄电池的充电电量Q1和充电能量W1分别按（1）式和（2）式计算。4.4.3.4 完全充电后静置4小时以上，按4.4.3.2的规定进行放电，并记录放电电流和蓄电池的端电压，电流和电压的采样间隔为1秒。蓄电池的放电电量Q2和放电能量W2分别按（3）式和（4）式计算。4.4.3.5 不同温度条件下蓄电池完全充电的充电效率（库伦效率和能量效率）分别按（5）式和（6）式计算。4.4.4 不同温度下100%充电的充电效率试验4.4.4.1 在205的空气环境中对试验电池按4.3.3.1规定的方法完全充电后，在4.4.2规定的试验温度条件的空气中静置16小时以上，且在24小时以内进行试验。4.4.4.2 按4.4.3.2规定的方法放电后静置4小时以上，分别在4.4.2规定的试验温度条件下，再按1I3（A）电流连续充电3小时，并记录