功率型锂离子电池测试方法
目录
一、电池静态容量与能量 (2)
二、电池峰值功率、内阻以及开路电压 (5)
三、电池自放电率及容量衰减 (8)
四、冷启动 (9)
五、电荷接受能力 (10)
六、振动 (10)
七、电池充放电库伦效率及能量效率 (10)
八、循环寿命和使用寿命 (14)
试验方法以《电动汽车用锂离子动力蓄电池系统测试规程-第1部分-高功率应用》为基础，参考FreedomCAR功率辅助型测试手册、USABC电动车电池测试手册以及QC/T 743-2006电动汽车用里离子蓄电池测试行业标准而制定，测试中根据实际情况对各测试规程中的测试方法有所修改。
用锂离子电池分为高功率型锂离子电池和能量型锂离子电池，本手册对功率型锂离子电池规定了测试项目和测试方法。
对于功率型锂离子电池，其测试应该包含以下几项：
1）高温、室温和低温下电池静态容量与能量；
2）高温、室温和低温下峰值功率、电池充放电内阻以及电池开路电压；
3）高温、室温和低温下电池自放电率以及容量衰减；
4）冷启动性能；
5）电荷接受能力；
6）振动；
7）高温、室温、低温下电池库伦效率以及能量效率；
8）电池循环寿命以及使用寿命测试。
通用测试条件
1.除非特殊说明，否则电池测试环境条件为：温度20℃±5℃，相对湿度25%～
85%，大气压力86kPa～106kPa。
2.当测试的目标环境温度改变时，在进行测试前受试装置需要完成环境适应过
程：受试装置在新的实验环境温度下静置12h。
受试装置是蓄电池系统，则环境适应过程需要关闭电池控制单元。
如果在1h内所有测试点的温度变化小于4℃，则环境适应过程的静置时间可以缩短。
3.调整SOC至实验目标值（n%）的方法是：按供应商提供的充电方式将蓄电
池包或系统充满电，静置1h，以1C恒流放电（100-n）/100h。
每次SOC调整后，新的测试开始前受试装置需要静置30min。
4.测量装置准确度的要求如下：
—电压测量装置：不低于0.5级
—电流测量装置：不低于0.5级
—温度测量装置：±1K
—时间测量装置：±0.1%
—尺寸测量装置：±0.1%
—质量测量装置：±0.1%
5.测试过程中，对充放电装置、温控箱等控制仪器的控制精度要求如下：
—电压：±1%
—电流：±1%
—温度：±2℃
一、电池静态容量与能量
池静态容量与能量测试需要测得电池在不同温度下以不同放电倍率放电所能够释放出的容量和能量。
（在测试过程中最好能够测得电池表面温度变化）
1.1 标准循环
准循环在室温下进行，按照先后顺序包括一个标准放电过程和标准充电过程，其步骤如下：
a)标准放电：使用1C放电至供应商规定的放电截止条件；
b)静置30min；
c)标准充电：根据蓄电池供应商提供的充电机制充电；
d)静置30min；
果标准循环和一个新的测试之间时间间隔长于24小时，则需要重新进行一次标准循环。
1.2 室温下电池静态容量与能量测试步骤
1.3 低温下电池静态容量与能量测试步骤
1.4 高温下电池静态容量与能量测试步骤
二、电池峰值功率、内阻以及开路电压
池峰值功率、内阻以及开路电压测试需要通过在锂离子电池上运行一种充放电制度来达到，测试所涉及的温度规定为-10℃、0℃、室温（20℃±5℃）、40℃、55℃。
2.1 峰值功率测试充放电制度
max
电制度
在峰值功率测试试验中需要测量的电压和电流
18 U4I0I max
58 U5I00
58.1 U6I0-0.75I max
60 U7I0-0.75I max
68 U8I0-0.75I max
108 U9I00
2)充电内阻计算
3)放电功率计算
4)充电功率计算
2.3 峰值功率测试步骤
2.3.1 室温下峰值功率测试
如果SOC=10%时无法执行峰值功率测试制度，则调整为SOC=20%。
2.3.2 非室温下峰值功率测试
三、电池自放电率及容量衰减
池在长时间存储的情况下会发生容量减少的现象，这称为自放电；在高低温下存储的电池会发生不可逆的容量损失现象，这称为容量衰减。
需要测试电池在低温（-20℃、0℃），室温（20℃±5℃）和高温（40℃）下存储的电池自放电以及容量衰减。
测试中的电池自放电率要达到5%，偏离太多要调整存储时间。
3.1 室温下电池自放电率以及容量衰减
室温下电池自放电率
%1006
10
6⨯-C C C 室温存储下电池容量衰减率
%1003
13
3⨯-C C C 3.2 非室温下电池自放电率以及容量衰减率
非室温下电池自放电率
%1008
12
8⨯-C C C
非室温存储下电池容量衰减率
%1004
17
4⨯-C C C 四、冷启动
启动是测试电池在低温环境下瞬间提供高功率输出的能力，对于电池在实车上的应用来讲是一个非常重要的参数。
测试选择的温度为-20℃。
启动功率计算时，先计算每个恒压放电脉冲电池放电功率的平均值，在计算三次恒压放电功率平均值。
五、电荷接受能力
六、振动
考《电动汽车用锂离子动力蓄电池系统测试规程-第1部分-高功率应用》，测试中还需要包括本测试方法第2条关于峰值功率的测试。
七、电池充放电库伦效率及能量效率
池效率是电池系统应用中非常重要的一个参数，在电池建模以及SOC估算等方面是一个非常关键的参数。
7.1 电池充放电库伦效率
池充放电库伦效率一般都比较高，接近100%，在很多场合是可以忽略不计的。
本测试中需要对电池的库伦效率进行一种近似的测试，数据只能提供参考作用。
7.1.1室温下电池库伦效率测试
7.1.2低温下电池库伦效率测试
7.1.3高温下电池库伦效率测试
7.2 电池充放电能量效率
池充放电能量效率测定过程中默认电池的充放电库伦效率为100%，借助于电池开路电压曲线，电池的充放电能量效率可以分别测定得。
7.2.2低温下电池充电能量效率
7.2.3高温下电池充电能量效率
7.2.5低温下电池放电能量效率
7.2.6高温下电池放电能量效率
八、循环寿命和使用寿命
池的寿命分为循环寿命和使用寿命，循环寿命是检测电池寿命长短的一个基本参
数，在测试过程中要报告电池的开路电压、静态容量、效率、内阻等参数。
池的使用寿命是模拟电池在实车应用中的工作寿命，在测试的过程中固定电池的SOC在一范围之内，执行使用寿命测试的充放电制度，这一充放电制度由实车运行中国城市典型工况所得。
测试过程中当SOC超出设定的范围要对电池进行充放电调整。
8.1 循环寿命测试方法
8.2 使用寿命测试方法
中国城市公交工况下电池功率曲线，简化出功率型锂离子电池使用寿命充放电制度。
选定电池工作SOC范围为40%～60%。
不断执行电池使用寿命充放电制度，如果电池SOC超出设定的范围则调整SOC，电池每天执行使用寿命充放电制度的时间在10h左右，每30天进行一组性能检测测试，包括静态容量、峰值功率、效率测试，当电池容量小于80%额定容量之后认为电池寿命结束。
