新能源汽车用锂离子动力电池循环寿命技术规范

新能源汽车用锂离子动力电池循环寿命技术规范本文件规定了新能源汽车动力电池的标准循环寿命的要求、试验方法、检验规则和工况循环寿命的试验方法和检验规则。本文件适用于M1类乘用车动力电池。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T19596GB/T31484GB/T38146.1电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法第1部分：轻型汽车电动汽车术语电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法中国汽车行驶工况第1部分：轻型汽车3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电池单体batterycell将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置。[来源：GB38031-2020，3.1，有修改]3.2电池模块batterymodule将一个以上电池单体按照串联、并联或串并联方式组合，并作为电源使用的组合体。[来源：GB38031-2020，3.2]3.3电池包batterypack具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元。通常包括电池模块、电池管理模块、电池箱及相应附件（冷却部件、连接线缆等）。[来源：GB38031-2020，3.3]3.4电池系统batterysystem一个或一个以上的电池包及相应附件（管理系统、高压电路、低压电路及机械总成等）构成的能量存储装置。[来源：GB38031-2020，3.4]3.5额定容量ratedcapacity2以制造商规定的条件测得的并由制造商申明的电池单体、模块、电池包或系统的容量值。通常用安时（Ah）或毫安时（mAh）来表示。[来源：GB38031-2020，3.7]3.6实际容量actualcapacity以制造商规定的条件，从完全充电的电池单体、模块、电池包或系统中释放的容量值。[来源：GB38031-2020，3.8]3.7初始容量initialcapacity新出厂的动力电池，在室温下，完全充电后，以1I1（A）电流放电至企业规定的放电终止条件时所放出的容量（Ah）。[来源：GB/T31484-2015，3.7]3.8初始能量initialenergy新出厂的动力电池，在室温下，完全充电后，以1I1（A）电流放电至企业规定的放电终止条件时所放出的能量（Wh）。[来源：GB/T31484-2015，3.8]3.9循环寿命cyclelife在指定的充放电终止条件下，以特定的充放电制度进行充放电，动力电池在不能满足寿命终止标准前所能进行的循环数。[来源：GB/T19596-2017，3.3.3.12.1.1]3.10荷电状态stateofcharge；SOC当前电池单体、模块、电池包或系统中按照制造商规定的放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比。[来源：GB38031-2020，3.9]3.11直流电阻directcurrentresistance；DCR电池在直流电路中的电阻，它反映了电池内部由于材料、结构等因素导致的电子流动的阻碍程度。4符号下列符号适用于本文件。C1——1小时率额定容量(Ah)；I1——1小时率放电电流，其数值等于C1(A)；Cn1——1小时率实际放电容量（Ah）；In1——1小时率实际放电电流，其数值等于Cn1(A)。35要求5.1室温放电容量（初始容量）5.1.1电池单体放电容量应不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%，同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。5.1.2电池模组和系统放电容量应不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%，同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的7%。5.2标准循环寿命进行标准循环寿命测试时，样品的循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量的95%，DCR增长率不高于15%，功率衰减率不大于0.5%；或者循环次数达到1000次时放电容量应不低于初始容量的85%，DCR增长率不高于25%，功率衰减率不大于1%。5.3加速循环寿命进行加速循环寿命测试时，同等条件下循环次数应不低于常温循环的60%。5.4工况循环寿命新能源乘用车混动及纯电锂电池进行工况循环寿命测试时，总放电能量与电池初始能量的比值达500时，计算放电容量和5s放电功率。6试验方法6.1试验条件6.1.1一般条件6.1.1.1除另有规定外，试验应在温度为24℃±5℃、相对湿度为15%~90%，大气压力为86KPa~106KPa的环境中进行。本标准所提到的室温是25℃±2℃,高温是45±2℃。6.1.1.2测试样品交付时需要包含必要的操作文件，以及和测试设备相连所需的接口部件（如连接器，插头，包括冷却接口）。供应商需要提供电池包或系统的工作限值，以保证整个测试过程的安全。6.1.1.3充电方法:a)对于锂离子动力电池，室温下，按照企业规定的、不超过70min的充电方法进行充电；b)若企业未提供充电方法，则以I1(A)电流恒流充电至企业规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电终止电流降至0.05I1(A)时停止充电，充电后搁置1h(或企业规定的不高于1h的搁置时间)。6.1.1.4容量和能量测试方法：a)以1I1（A）放电至企业规定的放电终止条件；b)搁置不低于30min或企业规定的搁置时间（不高于60min）；c)按照6.1.1.3方法充电；d)搁置不低于30min或企业规定的搁置时间（不高于60min）；e)以1I1（A）放电至企业规定的放电终止条件；f)计算步骤；e)放电容量（以Ah计）和放电能量（以Wh计）。6.1.1.5调整SOC至试验目标值n%的方法：a)按照6.1.1.3方法充电；b)搁置不低于30min或企业规定的搁置时间（不高于60min）；c)以1In1恒流放电（100-n）/100h。6.1.1.6功率测试方法：a)按照6.1.1.5方法调整样品SOC至50%；b)搁置30min；c)以企业规定的最大电流放电5s，试验后以1I1（A）放电至规定的放电终止条件；d)计算步骤c）最后一个数据采集点的功率（W）。6.1.1.7DCR测试方法：4a)按照6.1.1.5方法调整样品SOC至20%；b)搁置30min；c)按下表进行充放电测试；表1直流放电内阻测试方法放电静置充电静置放电静置充电静置放电静置充电静置0.5I100.05I1000.05I102I100.05I10200s400sd)取不同放电倍率最后一秒的电流和电压值，通过三点斜率法作出I-V曲线，斜率即为放电6.1.1.8本标准中室温容量和能量（6.1.1.4）和室温功率（6.1.1.6）测试适应于动力电池单体、模块或系统；标准循环寿命测试（6.4）适用于动力电池单体和模组；工况循环寿命测试（6.5.1）适用于模组和系统。6.1.1.9动力电池放电电流符号为正，充电电流符号为负。6.2室温容量和能量（初始容量和能量）室温下，按照6.1.1.4方法测试容量和能量5次，当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%时，可提前结束试验，取最后3次试验结果平均值。6.3室温功率（初始功率）室温下，按照6.1.1.6方法测试功率。6.4标准循环寿命按照如下步骤测试标准循环寿命：a)以1I1(A)或企业规定的放电电流放电至企业规定的放电终止条件；b)室温下热平衡；c)按照6.1.1.3方法充电；d)室温下热平衡；e)以1I1(A)或企业规定的放电电流放电至企业规定的放电终止条件，记录放电容量；f)按照b)~e)连续循环500次，若放电容量高于初始容量的95%，则终止试验;若放电容量低于初始容量的95%，则继续循环500次；g)计量室温放电容量和放电能量。6.5加速循环寿命按照如下步骤测试标准加速循环寿命：a)以1I1(A)或企业规定的放电电流放电至企业规定的放电终止条件；b)高温下热平衡；c)按照6.1.1.3方法充电；d)高温下热平衡；e)以1I1(A)或企业规定的放电电流放电至企业规定的放电终止条件，记录放电容量；f)按照b)~e)连续循环300次，若放电容量高于初始容量的95%，则终止试验;若放电容量低于初始容量的95%，则继续循环300次；g)计量高温放电容量和放电能量。6.6工况循环寿命6.6.1混合动力乘用车用功率型动力电池该循环测试由两部分组成，一个是“主放电工况”，其放电量略多于充电量，如图1和表2所示；另一个是“主充电工况”，其充电量略多于放电量，如图2和表3所示。整个测试步骤如表3所示，由主充电工况和主放电工况组成的大循环SOC波动示意图如图3所示。图1混合动力乘用车用功率型动力电池主放电工况表2混合动力乘用车用功率型动力电池主放电工况试验步骤ssA%8I1508I10-1.5I11-4I1408I108I10-1.5I11-4I1406图2混合动力乘用车用功率型动力电池主充电工况t表3混合动力乘用车用功率型动力电池主充电工况试验步骤ssA%88-4I1-1.5I14058I1-1.5I18-4I130图3混合动力乘用车用功率型动力电池大循环SOC波动示意图6.6.2纯电动乘用车用能量型动力电池该循环测试由两部分组成，充电部分按照6.1.1.3所示，放电部分按照图4和表4所示的“主放电工况”进行。整个测试步骤如表5所示，由主放电工况组成的SOC波动示意图如图5所示。图4纯电动乘用车用能量型动力电池主放电工况图表4混合动力乘用车用功率型动力电池工况循环寿命测试步骤123—企业规定的放电终止条件4—企业规定的充电终止条件56789），表5纯电动乘用车用能量型动力电池主放电工况试验步骤ssA%3I14-1I137-1/3I153I1-1I13-1/3I158图5纯电动乘用车用能量型动力电池大循环SOC波动示意图表6纯电动乘用车用能量型动力电池工况循