GB-T 31467-2023 电动汽车用动力电池包 电性能试验方法 标准解读

GB/T31467-2023电动汽车用动力电池包电性能试验方法标准解读前言GB/T31467-2023《电动汽车用动力电池包电性能试验方法》由中华人民共和国国家标准化管理委员会发布，于2024年4月1日正式实施，替代GB/T31467.1-2015、GB/T31467.2-2015、GB/T31467.3-2015三项旧标准，是我国电动汽车用动力电池包电性能检测领域的核心推荐性国家标准。该标准统一了电动汽车用动力电池包（以下简称“动力电池包”）电性能的试验条件、试验设备、试验步骤及数据处理方法，覆盖动力电池包从研发、生产、检测到市场准入全流程的电性能验证要求，适用于搭载在纯电动汽车、插电式混合动力汽车上的锂离子动力电池包，是动力电池包生产企业、检测机构、整车企业及监管部门开展电性能检测、质量管控的核心依据。本解读立足标准原文，结合电动汽车产业应用实际，对标准的核心试验项目、试验流程、技术要点及注意事项进行逐章节拆解，明确试验方法的内涵、操作规范及数据判定要求，规避试验过程中的操作偏差和理解误区。核心目的是为相关从业人员提供系统、精准的试验指引，助力规范动力电池包电性能检测流程，提升检测数据的准确性和一致性，保障电动汽车动力电池包的电性能可靠性，推动电动汽车产业高质量发展。本解读严格遵循GB/T31467-2023标准原文精神，若解读内容与标准原文存在差异，以GB/T31467-2023官方原文为准；若标准后续有更新、修订，以最新版本为准。1范围1.1本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包（含电池系统）的电性能试验条件、试验设备、试验步骤、数据处理及合格判定原则，涵盖动力电池包核心电性能指标的全流程试验方法。1.2本标准适用于电动汽车（包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车）用锂离子动力电池包，不适用于铅酸蓄电池、镍氢蓄电池等其他类型动力电池包；不适用于动力电池包的安全性能试验、环境适应性试验（另有专用标准规范）；不适用于军用、特种车辆用动力电池包（另有专用标准规定）。1.3本标准的试验方法适用于动力电池包的研发验证、生产检验、型式试验及市场监督抽查，可作为整车企业选型、检测机构检测、监管部门监管的统一依据。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。2.1核心引用国标GB/T191-2008包装储运图示标志GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法GB/T31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB/T18384.3-2015电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护GB/T28542-2012电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸2.2其他引用文件JJF1094-2002测量仪器特性评定JJF1101-2003环境试验设备温度、湿度校准规范GB/T19838-2005电动汽车安全要求第1部分：车载储能装置3术语和定义下列术语和定义适用于本标准，明确动力电池包电性能试验相关核心概念，避免试验过程中的歧义，同时与相关国标保持一致。3.1动力电池包：由一个或多个动力电池模组、电池管理系统（BMS）、热管理系统、外壳及连接件组成，能独立为电动汽车提供电能，具备完整的电性能、安全保护及热管理功能的独立单元。3.2额定容量：动力电池包在标准试验条件下，按规定的放电制度放电至终止电压时，所能输出的总电量，单位为安时（Ah）。3.3额定能量：动力电池包在标准试验条件下，按额定容量和额定电压计算得出的总能量，单位为瓦时（Wh），即额定能量=额定容量×额定电压。3.4放电倍率：放电电流与额定容量的比值，单位为C，例如1C放电表示放电电流等于额定容量的数值（如额定容量100Ah，1C放电电流为100A）。3.5循环寿命：动力电池包在规定的充放电制度、环境条件下，反复充放电至容量衰减至额定容量的80%时，所能完成的充放电循环次数。3.6能量密度：动力电池包单位质量或单位体积所能输出的能量，分为质量能量密度（Wh/kg）和体积能量密度（Wh/L）。3.7静置：动力电池包在充放电试验前后，置于标准环境条件下，不进行充放电操作，使电池内部温度、电压达到稳定的过程。3.8终止电压：动力电池包在充放电过程中，达到规定的充放电终止条件时的电压，分为充电终止电压和放电终止电压。3.9一致性：动力电池包内各单体电池、各模组之间的电压、容量、内阻等电性能参数的偏差程度。4试验总则本章节明确了动力电池包电性能试验的共性要求，包括试验环境、试验设备、试样要求、试验准备及安全注意事项，是所有电性能试验的基础，确保试验过程科学、规范、安全、可重复。4.1试验环境条件4.1.1标准试验环境：除非另有规定，所有电性能试验均在以下环境条件下进行：温度25℃±2℃，相对湿度45%~75%，大气压力86kPa~106kPa，无电磁干扰、无振动、无粉尘、无腐蚀性气体的环境。4.1.2特殊环境试验：高低温电性能试验、低温放电性能试验等需在特定温度环境下进行，试验温度偏差不超过±2℃，温度稳定后再开始试验，稳定时间不小于2h。4.1.3环境监测：试验过程中需实时监测环境温度、湿度，每30min记录一次，确保环境条件符合试验要求，若环境条件超出范围，应暂停试验，待恢复至规定范围后再继续。4.2试验设备要求4.2.1充放电设备：应采用高精度充放电柜，充放电电流范围为0.02C~10C，电流精度不低于±0.5%FS，电压测量范围为0V~1000V，电压精度不低于±0.2%FS，具备恒流、恒压、恒功率充放电模式，可自动记录充放电电流、电压、时间、温度等数据。4.2.2温度测试设备：包括恒温箱、温度传感器，恒温箱温度控制范围为-40℃~85℃，温度均匀度不超过±2℃；温度传感器精度不低于±0.5℃，可实时采集动力电池包表面及内部温度。4.3.3内阻测试设备：采用交流内阻测试仪，测试频率为1kHz±100Hz，内阻测量范围为0.01mΩ~100mΩ，测量精度不低于±1%FS，可测量动力电池包总内阻及单体电池内阻。4.2.4数据记录设备：具备数据实时采集、存储、导出功能，采样频率不低于1Hz，数据存储容量不小于10000条，可导出Excel、CSV等格式数据，断电后数据不丢失。4.2.5安全防护设备：包括绝缘手套、绝缘鞋、防爆箱、灭火器等，试验过程中若动力电池包出现漏液、鼓包、冒烟等异常情况，可及时采取防护措施，避免安全事故。4.2.6设备校准：所有试验设备需定期校准，校准周期不超过12个月，校准合格后方可使用，校准记录需妥善保存，确保试验数据的准确性。4.3试样要求4.3.1试样数量：型式试验、研发验证试样数量不少于3台；出厂检验逐台检验；市场监督抽查抽样数量不少于3台，若批量不足3台，全部检验。4.3.2试样状态：试样应是全新的、未经过充放电循环的动力电池包，外观无损伤、无漏液、无鼓包，标识清晰，符合产品设计要求；试样需配备完整的BMS，BMS功能正常，可正常采集、传输数据。4.3.3试样预处理：试验前，将试样置于标准试验环境中静置24h，使试样温度、电压达到稳定；然后按产品说明书规定的充电制度将试样充至满电，静置1h后再进行试验。4.3.4试样标识：每台试样需标注产品名称、型号规格、生产厂家、生产日期、产品编号、额定容量、额定电压，便于试验过程中的识别和数据记录。4.4试验准备4.4.1设备检查：试验前检查充放电设备、温度测试设备、内阻测试设备等是否正常工作，参数设置是否符合试验要求，安全防护设备是否齐全、有效。4.4.2试样连接：将试样与充放电设备、温度传感器、内阻测试仪连接，确保连接牢固、接触良好，避免接触不良导致的试验误差；连接过程中需注意正负极极性，防止短路。4.4.3参数设置：根据试验项目要求，设置充放电电流、电压、时间、温度等试验参数，确认参数设置无误后，方可启动试验。4.4.4预试验：对于批量试验，可选取1台试样进行预试验，验证试验设备、试验参数设置是否合理，试验流程是否顺畅，无异常后再进行批量试验。4.5安全注意事项4.5.1试验人员需经过专业培训，熟悉试验设备的操作方法和安全注意事项，佩戴绝缘手套、绝缘鞋等防护用品后方可进行试验。4.5.2试验过程中需实时监测试样状态，若出现漏液、鼓包、冒烟、起火等异常情况，应立即停止试验，切断充放电电源，采取灭火、隔离等防护措施，并记录异常情况。4.5.3试验场地需配备足够的灭火器材，严禁存放易燃易爆、腐蚀性物品，试验场地通风良好，避免有毒有害气体积聚。4.5.4试验结束后，将试样置于标准环境中静置2h，待温度、电压稳定后，再进行后续处理或试验；废弃试样需按环保要求妥善处置，不得随意丢弃。5核心电性能试验方法本章节是标准的核心内容，明确了动力电池包各项核心电性能指标的试验方法，包括额定容量、额定能量、充放电倍率性能、高低温电性能、循环寿命、内阻、一致性等试验，每个试验项目均明确试验目的、试验设备、试验步骤、数据记录及合格判定要求。5.1额定容量试验5.1.1试验目的：测定动力电池包在标准试验条件下的额定容量，验证其是否符合产品设计及标准要求，是动力电池包电性能的基础指标。5.1.2试验设备：充放电柜、温度传感器、数据记录设备、恒温箱（标准环境）。5.1.3试验步骤：1.将预处理后的试样置于标准试验环境中，静置1h，记录环境温度、试样初始电压。2.采用恒流充电模式，以0.33C的充电电流对试样充电，直至试样电压达到充电终止电压，然后转为恒压充电，当充电电流降至0.05C时，停止充电，记录充电时间、充电电量。3.充电结束后，将试样静置1h，记录试样静置后的电压。4.采用恒流放电模式，以0.33C的放电电流对试样放电，直至试样电压降至放电终止电压，停止放电，记录放电时间、放电电量。5.重复步骤2~4，共进行3次循环试验，每次循环之间静置1h。5.1.4数据记录：记录每次循环的充电电量、放电电量、充电时间、放电时间、初始电压、终止电压、环境温度。5.1.5数据处理：取3次循环的放电电量平均值作为动力电池包的额定容量；若3次循环的放电电量偏差不超过2%，则试验有效；若偏差超过2%，需增加2次循环试验，取5次循环的平均值。5.1.6合格判定：测得的额定容量应不低于产品标注额定容量的95%，即为合格。5.2额定能量试验5.2.1试验目的：测定动力电池包在标准试验条件下的额定能量，评估其电能存储能力，为电动汽车续航里程计算提供依据。5.2.2试验设备：充放电柜、数据记录设备、温度传感器、恒温箱（标准环境）。5.2.3试验步骤：1.按5.1.3的步骤对试样进行预处理和3次充放电循环，确保试样状态稳定。2.第4次充电：采用恒流恒压充电模式，以0.33C充电至充电终止电压，恒压充电至电流降至0.05C停止，记录充电电量。3.静置1h后，以0.33C恒流放电至放电终止电压，放电过程中实时记录放电电流、放电电压、放电时间，每1min记录一次数据。4.重复步骤2~3，共进行2次试验，两次试验之间静置1h。5.2.4数据记录：记录每次试验的放电电流、放电电压、放电时间、环境温度，计算每次放电过程中的瞬时能量（瞬时能量=放电电流×放电电压×时间）。5.2.5数据处理：将每次放电过程中的瞬时能量累加，得到每次试验的放电总能量，取2次试验的平均值作为动力电池包的额定能量；若两次试验的能量偏差不超过2%，则试验有效，否则需重新试验。5.2.6合格判定：测得的额定能量应不低于产品标注额定能量的95%，即为合格。5.3充放电倍率性能试验5.3.1试验目的：测定动力电池包在不同充放电倍率下的电性能，验证其在高倍率、低倍率充放电场景下的适应性，评估其实际使用中的充放电能力。5.3.2试验设备：充放电柜、数据记录设备、温度传感器、恒温箱（标准环境）。5.3.3试验步骤（放电倍率性能）：1.预处理：将试样充至满电，置于标准环境中静置1h。2.分别以0.5C、1C、2C、3C、5C的放电倍率，采用恒流放电模式，对试样放电至放电终止电压，每次放电后静置1h，再进行下一倍率放电。3.每次放电过程中，实时记录放电电流、放电电压、放电时间、试样温度，每1min记录一次数据。4.放电结束后，采用0.33C恒流恒压充电模式，将试样充至满电，静置1h，进入下一倍率试验。5.3.4试验步骤（充电倍率性能）：1.预处理：将试样放电至放电终止电压，置于标准环境中静置1h。2.分别以0.5C、1C、2C、3C的充电倍率，采用恒流恒压充电模式，对试样充电至充电终止电压，恒压充电至电流降至0.05C停止，每次充电后静置1h，再进行下一倍率充电。3.每次充电过程中，实时记录充电电流、充电电压、充电时间、试样温度，每1min记录一次数据。4.充电结束后，采用0.33C恒流放电至放电终止电压，静置1h，进入下一倍率试验。5.3.5数据记录：记录不同充放电倍率下的充放电电量、充放电时间、起始电压、终止电压、试样最高温度。5.3.6数据处理：计算不同倍率下的放电容量保持率（某倍率放电容量/0.33C放电容量×100%）、充电效率（充电电量/放电电量×100%）。5.3.7合格判定：2C放电容量保持率不低于90%，3C放电容量保持率不低于85%，5C放电容量保持率不低于80%；各倍率充电效率不低于90%，且试样温度不超过60℃，即为合格。5.4高低温电性能试验5.4.1试验目的：测定动力电池包在高低温环境下的充放电性能，验证其在极端温度条件下的电性能稳定性，适配电动汽车不同气候环境的使用需求。5.4.2试验设备：充放电柜、恒温箱、温度传感器、数据记录设备。5.4.3低温放电性能试验（-20℃）：1.将预处理后充至满电的试样放入恒温箱，设置温度为-20℃±2℃，保温2h，确保试样温度达到稳定。2.在-20℃环境下，以0.33C恒流放电至放电终止电压，放电过程中实时记录放电电流、放电电压、放电时间、试样温度。3.放电结束后，将试样取出，置于标准环境中静置2h，记录试样恢复后的电压。5.4.4高温放电性能试验（55℃）：1.将预处理后充至满电的试样放入恒温箱，设置温度为55℃±2℃，保温2h，确保试样温度达到稳定。2.在55℃环境下，以0.33C恒流放电至放电终止电压，放电过程中实时记录放电电流、放电电压、放电时间、试样温度。3.放电结束后，将试样取出，置于标准环境中静置2h，记录试样恢复后的电压。5.4.5低温充电性能试验（0℃）：1.将预处理后放电至终止电压的试样放入恒温箱，设置温度为0℃±2℃，保温2h，确保试样温度达到稳定。2.在0℃环境下，以0.2C恒流恒压充电至充电终止电压，恒压充电至电流降至0.05C停止，充电过程中实时记录充电电流、充电电压、充电时间、试样温度。3.充电结束后，将试样取出，置于标准环境中静置2h，记录试样恢复后的电压。5.4.6数据记录：记录高低温环境下的充放电电量、充放电时间、起始电压、终止电压、试样温度。5.4.7数据处理：计算低温（-20℃）放电容量保持率（-20℃放电容量/25℃放电容量×100%）、高温（55℃）放电容量保持率（55℃放电容量/25℃放电容量×100%）、低温（0℃）充电效率（充电电量/放电电量×100%）。5.4.8合格判定：-20℃放电容量保持率不低于70%，55℃放电容量保持率不低于90%，0℃充电效率不低于85%，且试样无漏液、鼓包、冒烟等异常，即为合格。5.5循环寿命试验5.5.1试验目的：测定动力电池包在规定充放电循环条件下的寿命特性，评估其长期使用中的性能衰减情况，为动力电池包的使用寿命评估提供依据。5.5.2试验设备：充放电柜、恒温箱（标准环境）、温度传感器、数据记录设备、内阻测试仪。5.5.3试验步骤：1.预处理：将试样充至满电，置于标准环境中静置1h，测定初始内阻和初始容量（按5.1.3方法）。2.充放电循环：采用恒流恒压充电模式，以1C充电至充电终止电压，恒压充电至电流降至0.05C停止，静置30min；然后以1C恒流放电至放电终止电压，静置30min，完成一次循环。3.循环过程中，每100次循环后，按5.1.3方法测定一次容量和内阻，记录容量衰减情况和内阻变化情况。4.持续循环至容量衰减至初始容量的80%时，停止试验，记录总循环次数；若循环次数达到2000次，容量仍未衰减至80%，可停止试验，判定为合格。5.5.4数据记录：记录每次循环的充放电电量、充放电时间，每100次循环的容量、内阻，以及试验终止时的总循环次数。5.5.5数据处理：计算不同循环次数的容量保持率（当前容量/初始容量×100%）、内阻增长率（（当前内阻-初始内阻）/初始内阻×100%）。5.5.6合格判定：循环寿命不低于1000次（乘用车用）、800次（商用车用），且容量衰减均匀，内阻增长率不超过50%，即为合格。5.6内阻测试试验5.6.1试验目的：测定动力电池包的总内阻及单体电池内阻，评估电池包的内部损耗和一致性，为电池包的性能评估和故障诊断提供依据。5.6.2试验设备：交流内阻测试仪、数据记录设备、温度传感器。5.6.3试验步骤：1.预处理：将试样充至满电，置于标准环境中静置1h，使试样温度、电压达到稳定。2.总内阻测试：将内阻测试仪的探针连接至动力电池包的正负极，设置测试频率为1kHz，测量动力电池包的总内阻，重复测量3次，每次测量间隔1min。3.单体电池内阻测试：拆卸动力电池包外壳（不损坏内部元器件），将内阻测试仪的探针连接至每只单体电池的正负极，测量每只单体电池的内阻，每只单体重复测量3次，每次测量间隔1min。4.放电后内阻测试：将试样以0.33C放电至SOC=50%，静置1h，重复步骤2~3，测量此时的总内阻和单体电池内阻。5.6.4数据记录：记录满电状态、SOC=50%状态下的总内阻平均值、各单体电池内阻平均值。5.6.5数据处理：计算单体电池内阻的最大偏差（（最大内阻-最小内阻）/平均内阻×100%）。5.6.6合格判定：动力电池包总内阻不大于产品设计值的120%；单体电池内阻最大偏差不超过10%，即为合格。5.7一致性试验5.7.1试验目的：测定动力电池包内各单体电池、各模组的电压、容量、内阻一致性，评估电池包的整体性能稳定性，避免因一致性差导致的电池包性能衰减或安全隐患。5.7.2试验设备：充放电柜、内阻测试仪、数据记录设备、温度传感器。5.7.3试验步骤：1.预处理：将试样充至满电，置于标准环境中静置1h，记录各单体电池、各模组的初始电压。2.容量一致性测试：按5.1.3方法，以0.33C恒流放电至放电终止电压，放电过程中每1min记录一次各单体电池、各模组的电压，放电结束后，记录各单体电池、各模组的放电容量。3.内阻一致性测试：按5.6.3方法，测量满电状态下各单体电池、各模组的内阻，记录测量数据。4.充放电循环一致性测试：进行10次充放电循环（按5.5.3的循环制度），每次循环结束后，记录各单体电池、各模组的电压、容量，观察一致性变化情况。5.7.4数据记录：记录各单体电池、各模组的初始电压、放电容量、内阻，以及10次循环后的电压、容量变化数据。5.7.5数据处理：计算各单体电池、各模组的电压最大偏差、容量最大偏差、内阻最大偏差（计算方法同5.6.5）。5.7.6合格判定：满电状态下，各单体电池电压最大偏差不超过0.05V，各模组电压最大偏差不超过0.2V；容量最大偏差不超过5%；内阻最大偏差不超过10%；10次循环后，一致性无明显恶化，即为合格。5.8静置特性试验5.8.1试验目的：测定动力电池包在静置过程中的电压变化特性，评估其电压稳定性，为电池包的SOC估算和使用寿命评估提供依据。5.8.2试验设备：电压测试仪、数据记录设备、温度传感器、恒温箱（标准环境）。5.8.3试验步骤：1.预处理：将试样充至满电，置于标准环境中静置1h，记录初始电压和环境温度。2.静置监测：将试样置于标准环境中，持续静置72h，每2h记录一次试样总电压、各单体电池电压、环境温度。3.放电后静置：将试样以0.33C放电至SOC=50%，静置1h，然后重复步骤2，持续静置72h，每2h记录一次电压数据。5.8.4数据记录：记录满电状态、SOC=50%状态下，静置72h内的电压变化数据、环境温度。5.8.5数据处理：计算静置72h内的电压衰减量（初始电压-72h后电压），以及电压衰减速率（电压衰减量/72h）。5.8.6合格判定：满电状态下，静置72h电压衰减量不超过0.5V；SOC=50%状态下，静置72h电压衰减量不超过0.3V，且各单体电池电压变化趋势一致，即为合格。6试验数据处理与报告本章节明确了试验数据的处理原则、精度要求及试验报告的编制规范，确保试验数据的准确性、完整性和可追溯性，为试验结果的判定和应用提供依据。6.1数据处理原则6.1.1试验数据应真实、完整，不得随意修改、删除；若试验过程中出现异常数据，应标注异常原因，并重新进行试验，补充有效数据。6.1.2数据计算应遵循标准规定的公式，计算精度保留小数点后两位；多次重复试验的数据，取平均值作为最终结果，若单次数据与平均值偏差超过5%，应剔除该数据，重新试验。6.1.3试验数据应进行合理性分析，若数据出现明显异常（如容量骤降、内阻突变），应排查试验设备、试样状态等因素，重新进行试验。6.2数据精度要求6.2.1容量数据精度：保留小数点后一位，单位为Ah；能量数据精度：保留小数点后一位，单位为Wh。6.2.2电压数据精度：保留小数点后三位，单位为V；电流数据精度：保留小数点后两位，单位为A。6.2.3内阻数据精度：保留小数点后三位，单位为mΩ；温度数据精度：保留小数点后一位，单位为℃。6.2.4百分比数据（如容量保持率、充电效率）：保留小数点后一位，单位为%。6.3试验报告编制6.3.1试验报告应包含以下核心内容：试验名称、试验依据（GB/T31467-2023）、试验日期、试验地点、试验人员、试样信息（产品名称、型号、生产厂家、生产日期、额定容量、额定电压等）。6.3.2试验条件：明确试验环境温度、湿度、大气压力，试验设备型号、校准情况，试样预处理方式。6.3.3试验步骤：简要描述各试验项目的试验流程、参数设置，若试验过程中出现异常情况，应详细描述异常现象、处理措施及处理结果。6.3.4试验数据：整理各试验项目的原始数据、处理后的数据，以表格形式呈现，标注数据单位和试验次数。6.3.5试验结果：根据试验数据，给出各试验项目的合格判定结论，明确动力电池包电性能是否符合GB/T31467-2023标准及产品设计要求。6.3.6备注：注明试验过程中的注意事项、异常情况说明、数据偏差分析，以及试验结论的适用范围。6.3.7试验报告应由试验人员签字、检测机构盖章（若为第三方检测），妥善保存，保存期限不低于5年，确保可追溯。7试验异常处理本章节明确了试验过程中常见异常情况的判定标准和处理措施，确保试验过程的安全性和试验数据的有效性，避免因异常情况导致试验失败或安全事故。7.1异常情况判定7.1.1试样异常：试验过程中，试样出现漏液、鼓包、冒烟、起火、异味等现象，判定为试样异常。7.1.2数据异常：试验数据出现明显偏差（如容量骤降、内阻突变、电压波动过大），且排除试验设备、环境条件等因素后，仍无法解释，判定为数据异常。7.1.3设备异常：试验设备出现故障（如充放电柜无法正常输出电流、电压，温度传感器失灵），导致试验无法正常进行，判定为设备异常。7.2异常处理措施7.2.1试样异常处理：立即停止试验，切断充放电电源，采取灭火、隔离等安全防护措施；记录异常现象、发生时间、试验