电动汽车用动力电池热特性测试规范

文件编号：孚能科技有限公司企业标准XXXXX—XXXX电动汽车用动力电池热特性测试规范Traction battery for electric vehicles- Thermal requirements and test methods XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施目录前言 (III)引言 (IV)电动汽车用动力电池热特性测试规范 (1)1 范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4符号和缩略语 (3)5试验条件 (3)5.1一般条件 (3)5.2测量仪器、仪表准确度 (4)5.3测试过程误差 (4)5.4数据记录与记录间隔 (4)6试验准备 (4)6.1 动力电池包试验准备 (4)6.2 标准循环 (5)7 实验方法 (5)7.1 常温工况测试 (5)7.2 低温工况测试 (6)7.3 高温工况测试 (7)7.4 动力电池系统热平衡测试 (8)7.5 记录测试过程数据记录 (9)附录A (数据性附录) (10)表A.1 动力电池包测试关键参数输入表 (10)表A.2 动力电池包测试试验数据输出表 (11)表A.3 动力电池包测试试验数据输出表（过程温度变化） (11)表A.4 动力电池包测试试验数据输出表（过程电量记录） (11)前言本标准负责起草单位：孚能科技（赣州）有限公司研究院本标准参加起草单位：电池系统及BMS测试中心本标准主要起草人：引言本引言旨在介绍本标准的要求所依据的原则，理解这些原则对电动汽车用动力电池包或系统的设计和应用是很有必要的。

需要注意的是本标准仅考虑电动汽车用动力电池包最基本的安全要求以提供对人身的安全保护，不涉及生产、运输和回收安全，也不涉及性能和功能特性。

随着技术和工艺的进一步发展将会要求修订本标准。

在本标准范围内电动汽车用动力电池包导致的危险是指：——泄漏，可能导致高压安全、绝缘失效间接造成电击、起火等危险；——起火，直接烧伤人体；——爆炸，直接危害人体；——电击，由于电流流过人体而引起的伤害。

电动汽车用动力电池包的安全性与其材料选择、设计及使用条件有关。

其中使用条件包含了正常使用条件、可预见的误用条件和可预见的故障条件，还包括影响其安全的环境条件诸如温度、海拔等因素。

电动汽车用动力电池热特性测试规范1 范围本标准规定了电动汽车用动力电池包或系统（以下统称动力电池包）的热特性要求和试验方法。

本标准适用于电动汽车用锂离子电池。

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 2099.41 电工术语原电池和蓄电池GB/T 19596 电动汽车术语GB/T 31467.2-2015 电动汽车用锂离子包和系统第2部分：高能量应用测试规程GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）GB/T 2423.17 电工电子产品环境试验第2部分: 试验方法试验Ka：盐雾GB/T 2423.43 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装GB/T 2423.56 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP代码）GB/T 28046.4-2011 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷3 术语和定义GB/T 19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

电池单体secondary cell将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可充电。

电池模块 battery module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。

也可称作电池组。

电池包 battery pack通常包括电池单体、电池管理模块（不含BCU）、电池箱及相应附件（冷却部件、连接线缆等），具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元。

电池系统 battery system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。

电池电子部件 battery electronics采集或者同时监测电池包电和热数据的电子装置，必要时可以包括用于电池单体均衡的电子部件。

注：电池电子部件可以包括单体控制器。

电池单体间的均衡可以由电池电子部件控制，或者通过电池控制单元控制。

电池控制单元 Battery Control Unit; BCU控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数，并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。

额定容量 rated capacity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、动力电池包的容量值。

注：额定容量通常用安时（Ah）或毫安时（mAh）来表示。

实际容量 practical capacity以制造商规定的条件，从完全充电的电池单体、模块、动力电池包中释放的容量值。

荷电状态 State-of-charge; SOC当前电池单体、模块、动力电池包中按照制造商规定的放电条件可以释放的容量占实际容量的百分比。

爆炸 explosion突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物，可能会对周边区域造成结构或物理上的破坏。

起火 fire电池单体、模块、动力电池包任何部位发生持续燃烧（火焰持续时间大于1s）。

火花及拉弧不属于燃烧。

注：火焰持续时间大于1s是指单次火焰持续时间，而非多次火焰的累计时间。

泄气 venting电池单体、模块、动力电池包内部压力增加时，气体通过预先设计好的方式释放出来，以防止破裂或爆炸。

外壳破裂 housing crack由于内部或外部因素引起电池单体、模块、动力电池包外壳的机械损伤，导致内部物质暴露或溢出。

泄漏 leakage液体从电池单体、模块、动力电池包中漏出。

注：以试验对象外部可见为准。

热失控 thermal runaway电池单体放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象。

热扩散 thermal propagation动力电池包内由一个电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生热失控的现象。

充电截止电压 end-of-charge voltage电池单体、模块、动力电池包正常充电时允许达到的最高电压。

放电截止电压 end-of-discharge voltage电池单体、模块、动力电池包正常放电时允许达到的最低电压。

4 符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。

nI1：电流倍率，等于25℃下1小时放电的容量为额定容量，该放电倍率为额定容量值的n倍；nCT℃：电流倍率，等于T℃下1小时放电的容量值的n倍；RT：室温（℃）；SOC：荷电状态（%）；BMS：电池管理系统；Tmin: 系统运行的最低温度；Tmax：系统运行的最高温度；I1：1 h率放电电流（A），其数值等于额定容量值；I3：3 h率放电电流（A），其数值等于额定容量值的1/3。

Imax：电池某SOC、温度下的最大脉冲放电电流。

Vmax：电池某SOC、温度下的最大充电截止电压。

5 试验条件5.1 一般条件5.1..1 除另有规定，试验环境温度为22℃±5℃，相对湿度为10%～90%，大气压力为86 kPa～106kPa。

5.1..2 动力电池包试验交付需要包括必要的操作文件、规格书以及和测试设备相连所需的接口部件，如连接器，插头，包括冷却系统接口。

5.1..3 当测试的目标温度改变时，在进行测试前测试样品需要完成环境适应过程：在目标环境温度T<25℃时，静置不少于24h；在目标环境温度T≥25℃时，静置不小于16h；且单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃。

测试样品如果包含电池控制单元，则环境适应过程需要将其关闭。

5.1..4 调整SOC至试验目标值n%的方法：按测试样品相关技术文件规定的充电方式将动力电池包充满电，静置1 h，以I3恒流放电（100-n）/100 ×3h，或者采用测试样品相关技术文件规定的方法调整SOC。

每次SOC调整后，在新的测试开始前试验对象应静置30 min。

5.1..5 动力电池包的额定容量应符合动力电池包测试样品相关技术条件。

5.1..6 动力电池包放电电流符号为正，充电电流符号为负。

5.1..7 当电池冷却系统使用了冷却液时，如果试验不要求电池冷却，也可在排掉冷却液后进行试验。

5.2 测量仪器、仪表准确度测量仪器、仪表准确度应满足以下要求：a)电压测量装置：不低于0.5级；b)电流测量装置：不低于0.5级；c)温度测量装置：±0.5℃；d)时间测量装置：±0.1%；e)尺寸测量装置：±0.1%；f)质量测量装置：±0.1%。

5.3 测试过程误差控制值（实际值）与目标值之间的误差要求如下：a)电压：±1%；b)电流：±1%；c)温度：±2℃。

5.4 数据记录与记录间隔除在某些具体测试项目中另有说明，否则测试数据的记录间隔应小于等于100 s，如时间、温度、电流和电压等。

6 试验准备6.1 动力电池包试验准备工作状态确认正式开始测试前，动力电池包的电子部件或BCU应处于正常工作状态，准备好和测试设备相连所需的接口部件，如高、低压接插件，另外还需了解动力电池包充放电方式、工作温度等信息。

预处理6.1..1 正式测试开始前，动力电池包需要先进行预处理循环，以确保测试时试验对象的性能处于激活和稳定的状态。

步骤如下：a)以不小于I3的电流或按项目推荐的充电方法充电至充电截止条件；b)静置30 min或项目规定的时间；c)以项目规定的且不小于I3的电流放电至制造商规定的放电截止条件；d)静置30 min或项目规定的时间；e)重复步骤a)~d)5次。

6.1..2 如果动力电池包连续两次的放电容量变化不高于额定容量的3%，则认为动力电池包完成了预处理，预处理循环可以中止。

6.1..3 除在某些具体测试项目中另有说明，否则若预处理循环并满充后和一个新的测试项目之间时间间隔大于24 h，则需要重新进行一次标准充电：使用不小于I3的电流充电至项目规定的充电截止条件，静置30 min或项目规定的时间。

6.2 标准循环6.2..1 标准循环在指定的测试步骤进行，以确保电池系统在测试时处于相同的状态，标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：6.2..2 标准放电：使用I1或项目推荐的放电机制放电至放电截止条件,静置30min；6.2..3 标准充电：以I1或按项目推荐的充电机制充电至充电截止条件,静置30min。