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我國已將電動汽車為主的新能源汽車產(chǎn)業(yè)列入七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，科技部的電動汽車“十三五”規(guī)劃力爭到2020年實現(xiàn)各類電動汽車的產(chǎn)業(yè)化。電動汽車的“油箱”——動力電池起著舉足輕重的作用。電池的成本、比能量、循環(huán)壽命、安全性和可靠性等是影響電動汽車發(fā)展的重要因素，純電動汽車電池的測試及其標(biāo)準(zhǔn)都將是至關(guān)重要的。

 

一、電性能測試

 

電性能是衡量一個電池或者電池組工作性能的最重要的指標(biāo)，電性能測試則是判斷電池或電池組是否能達到要求的工作狀態(tài)的必要條件之一。

 

 

1

測試項目

 

 

一般純電動汽車電池是能量型應(yīng)用（BEV），電性能項目考核重點是電池的基本電性能，一方面用于產(chǎn)品選型、配組和設(shè)計開發(fā)，另一方面用于產(chǎn)品性能的橫向比較，促進整車篩選、匹配及應(yīng)用。

總體而言，電池基本電性能測試評價主要分為4個部分：

安全性測試具體為以下幾個項目：

 

 

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試驗方法

 

2014年1月全國標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會在電動車輛標(biāo)準(zhǔn)審查會上審核通過了前兩部分標(biāo)《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)測試規(guī)程——第1部分：高功率應(yīng)用》與《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)測試規(guī)程——第2部分：高能量應(yīng)用》。此外，還有《電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法》也已發(fā)布。以下是部分電性能試驗方法：

1）充電試驗

實驗前準(zhǔn)備：室溫下，蓄電池模塊先以1I₁(A)電流放電至任一單體蓄電池電壓達到放電終止電壓。擱置1h(或企業(yè)提供的不高于1h的擱置時間)，然后按企業(yè)提供的充電方法進行充電，若企業(yè)未提供充電方法，則依據(jù)以下方法充電：

A. 對于理離子蓄電池

以1I₁(A)電流恒流充電至企業(yè)技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓時轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降0.05(A)時停止充電，若充電過程中有單體蓄電他電壓超過充電終止電壓0.1V時則停止充電。充電后擱置1h（或企業(yè)提供的不高于1h的摘置時間）。

B. 對于金屬氫化物鎳蓄電池

以1I₁(A)電流恒流充電1h，然后再以0.2(A)充電1h，充電后靜置1h(或企業(yè)提供的不高于1h的靜置時間)。

2）標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命試驗

標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命試驗步驟及內(nèi)容如下：

3）室溫倍率充放電性能試驗

室溫倍率充放電性能試驗如下：

 

室溫下的充電試驗是先將電池按照放電步驟進行放電，然后再進行充電實驗。

4）比功率測試試驗

比功率測試試驗步驟及內(nèi)容如下：

 

3

試驗要求

 

 

 

 

二、安全性測試

 

安全性測試是對純電動汽車電池的安全性的檢測。電池包處于不同的外界環(huán)境，其電性能和穩(wěn)定性都會發(fā)生改變，要確保電池的安全工作，不造成損失，必須對電池包進行安全性測試。

眾多的安全性能測試實驗保證了電池包在各種極端環(huán)境下的正常穩(wěn)定工作，進而使整車的安全性和適應(yīng)性達到實際行車要求。安全性能測試試驗項目如下圖：

 

1

振動試驗

 

振動試驗的條件如下：

振動試驗的步驟及內(nèi)容如下：

 

振動試驗要求：

1）測試過程中，蓄電池包或系統(tǒng)的最小監(jiān)控單元無電壓銳變(電壓差的絕對值不大于0.15 V)，蓄電池包或系統(tǒng)保持連接可靠、結(jié)構(gòu)完好，蓄電池包或系統(tǒng)無泄漏、外殼破裂、著火或爆炸等現(xiàn)象。試驗后的絕緣電阻值不小于100Ω/V。

2）蓄電池包或系統(tǒng)的電子裝置：試驗過程中，連接可靠，結(jié)構(gòu)完好，無裝機松動，且試驗后狀態(tài)參數(shù)測量精度滿足原始參數(shù)要求。

 

 

2

模擬碰撞實驗

測試對象為蓄電池包或系統(tǒng)。測試對象水平安裝在帶有支架的臺車上，根據(jù)測試對象的使用環(huán)境給臺車施加下表和下圖中規(guī)定的脈沖(汽車行駛方向為x軸，另一垂直于行駛方向的水平方向為y軸)，觀察2h。

 

碰撞試驗要求：

1）蓄電池包或系統(tǒng)無泄漏、外殼破裂、著火或爆炸等現(xiàn)象；

2）試驗后的絕緣電阻值不小于100Ω/V。

 

 

3

濕熱循環(huán)試驗

 

濕熱循環(huán)試驗流程如下圖所示：

 

 

1）環(huán)境準(zhǔn)備

按下圖1的規(guī)定，使工作空間內(nèi)的溫度在24 h內(nèi)循環(huán)變化。

 

 

2）升溫階段

在3±0.5h內(nèi)，將工作空間的溫度連續(xù)升至80℃，升溫速率應(yīng)限定在圖2的陰影范圍內(nèi)。

在該階段,除最后15 min相對濕度可不低于90%外，其余時間的相對濕度都應(yīng)不低于95%，以便使試驗樣品產(chǎn)生凝露。

3）高溫高濕恒定階段

將工作空間的溫度維持在40±2℃(或55±2℃)的范圍內(nèi)，直到從升溫階段開始算起滿12±0.5h為止。

在該階段，除最初和最后15min相對濕度應(yīng)不低于90%外，其余時間均應(yīng)為93±3%。

4）降溫階段

將工作空間的溫度在3至6h內(nèi)由40±2℃(或55±2℃)降至25±3℃。降溫速率應(yīng)限定在下圖2規(guī)定的陰影范圍內(nèi)。

在該階段，相對濕度有兩種變化方式：

變化1：除最初15 min相對濕度應(yīng)不低于90%外，其余時間均應(yīng)不低于95%。

變化2：允許相對濕度不低于85%。

 

5）低溫高濕恒定階段

將工作空間的溫度維持在25±3℃，相對濕度應(yīng)不低于95%，直至從升溫階段開始算起滿24h為止。

其中最高溫度+80℃，循環(huán)次數(shù)5次。室溫下觀察2h。

濕熱試驗要求：

蓄電池包或系統(tǒng)無泄漏、外殼破裂、著火或爆炸等現(xiàn)象。試驗后30min內(nèi)的絕緣電阻值不小于100Ω/V。

 

 

4

過熱保護試驗

 

測試時測試對象中所有控制系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。測試溫度為測試對象最高工作溫度，以測試對象允許的最大持續(xù)充放電電流進行充放電試驗，直至電池管理系統(tǒng)起作用，或達到以下條件時停止試驗：

1）超過最高工作溫度10 C；

2）在1 h內(nèi)最高溫度變化值小于4 C；

3）出現(xiàn)其他意外情況；

過溫保護試驗要求：

蓄電池包或系統(tǒng)無泄漏、外殼破裂、著火或爆炸等現(xiàn)象。試驗后30min內(nèi)的絕緣電阻值不小于100Ω/V。

 

 

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短路保護試驗

 

1）測試對象為蓄電池系統(tǒng)；

2）測試對象的所有控制系統(tǒng)應(yīng)處于工作狀態(tài)；

3）將測試對象的接線端短路10min；

4）短路電阻不大于20mΩ，由雙方共同商定。觀察2h。

短路保護試驗要求：

保護裝置起作用蓄電池包或系統(tǒng)無泄漏、外殼破裂、著火或爆炸等現(xiàn)象。試驗后30min內(nèi)的絕緣電阻值不小于100Ω/V。  

 

 

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過充放電保護實驗

1）測試對象為蓄電池系統(tǒng)；

2）測試中測試對象中所有控制系統(tǒng)應(yīng)處于工作狀態(tài)；

3）標(biāo)準(zhǔn)放電至放電截止條件，繼續(xù)以1C(不超過400 A)放電(充電時，充電電流倍率為1C或者有雙方協(xié)定），直至電池管理系統(tǒng)起作用；或達到下表條件時停止實驗；

4）試驗后，觀察2 h。

過充放電保護試驗要求：

電池管理系統(tǒng)起作用，蓄電池系統(tǒng)無外殼破裂、著火或爆炸等現(xiàn)象。試驗后的絕緣電阻值不小于100Ω/V。

 

 

三、國家電動汽車電池標(biāo)準(zhǔn)

 

電動汽車早期的發(fā)展過程中，國內(nèi)的動力電池標(biāo)準(zhǔn)還存在標(biāo)準(zhǔn)體系覆蓋面不廣、與國內(nèi)市場形勢不適應(yīng)、標(biāo)準(zhǔn)的可操作性與有效性不強和檢測標(biāo)準(zhǔn)偏低等不足。動力電池系統(tǒng)GB或GB/T國家標(biāo)準(zhǔn)的缺失在一定程度上造成了行業(yè)的良莠不齊和魚龍混雜現(xiàn)象。

隨著2015年新版GB/T國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)發(fā)布，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)圍繞動力電池系統(tǒng)已基本上構(gòu)建了較完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，有利于行業(yè)的規(guī)范發(fā)展和優(yōu)勝劣汰。

電動汽車動力電池標(biāo)準(zhǔn)匯總?cè)缦卤硭荆?/span>

 

 

目前的國家標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)測試規(guī)程》共3部分，對應(yīng)參考ISO-12405系列標(biāo)準(zhǔn)，分別為高功率應(yīng)用、高能量應(yīng)用和安全要求，是鋰離子電池包和電池系統(tǒng)的基本性能、安全及可靠性測試方法標(biāo)準(zhǔn)。其中基本性能測試規(guī)定了測試方法，基本性能測試包括預(yù)處理循環(huán)、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)、容量和能量測試、功功率和內(nèi)阻測試、無負(fù)載容量損失、能量效率以及循環(huán)壽命測試；安全及可靠性測試對測試方法和要求進行了規(guī)定，包括振動、機械沖擊、跌落、模擬碰撞、擠壓、溫度沖擊等。新標(biāo)準(zhǔn)的實施，對整個電動汽車電池行業(yè)的進步起到了十分積極的作用。

 

四、結(jié)語

 

國內(nèi)外動力蓄電池測試標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系已經(jīng)初步形成，標(biāo)準(zhǔn)測試評價方法也趨于統(tǒng)一，但是還存在諸多不足，今后動力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)發(fā)展需要在各個方面進行突破和創(chuàng)新。

此外，目前我國在動力蓄電池回收和梯次利用等方面的標(biāo)準(zhǔn)還仍未有建樹。因此，制定全面的電池回收標(biāo)準(zhǔn)和梯次利用標(biāo)準(zhǔn)是促進電動汽車健康發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。