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文本内容:
法》编制说明
四、指标或试验方法确定情况测试温度
1.四综合测试以及测试前后的可靠性指标的获取过程中,环境温度对指标的测试和设备的运行状态都有一定的影响,为保持测试结果的一致性,参考现有国标可靠性测试时的温度规定,选取测试环境温度为22℃±5℃计算公式
2.该评价方法的核心是于电池电性能可靠性评价方程,通过该方程的计算,得到电池电性能可靠性评价系数,用以评价电池阳平的电性能可靠性该方程所需的各个参数均是通过大量的试验获得,通过对比标准电池样品在不同试验条件下的可靠性指标参数变化,归纳出各影响因素的权重,如图所示,再根据拆解研究等研究方法,探究各因素对电池电1性能可靠性指标参数的影响机理,结合大数据回归分析,最终建立动力电池电性能可靠性80-评价方程
五、涉及专利情况说明100本标准不涉及专利95
六、预期达到的社会效益等情况-本标准可以定量化的评价电池的电性能可靠性,对电池的容量、内阻等功能性指标受振动、温度等环境因素的影响程度给出直观且可量化的评价该标准的执行,将为各主机厂提供重要的设计参考,生产厂家可根据测试的结果对电池单体和模组的选材、内部结构以及各工艺步骤进行优化同时各车企和使用厂家也可以根据测试结果优化电动汽车的结构,以期获得更加优秀的可靠性指标另外,该标准能够反应电池健康状态受环境因素影696192288响的情况,可提高对锂离子电池健康状态评估的准确性,并且可能发现非线性衰减过程特时间h征,促进电池管理系统的预警及报警有效性及可靠性图1不同外界因素对电池容量的影响
七、采用国际标准和国外先进标准的程度%本标准引用了两个国际标准《可充电电池和电池组包括碱性或其他IEC626202014非酸性电解质工业设备用可充电锂电池和电池组》和《电动道路车辆推IEC62660-2-2010进用二次锂离子电池第部分可靠性和滥用试验》2本标准制定过程中未查到与本标准相似的国际、国外标准本标准水平为国内先进水平
八、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的协调性本标准与引用的个标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》、4GB38031-2020《电力储能用锂离子电池》、《可充电电池和电池组包括GB/T36276-2023IEC626202014碱性或其他非酸性电解质工业设备用可充电锂电池和电池组》和《电动IEC62660-2-2010道路车辆推进用二次锂离子电池第部分可靠性和滥用试验》内容协调,无矛盾2本标准与现行法律、法规、规章的内容无矛盾和冲突
九、重大分歧意见的处理经过和依据无
十、贯彻本标准的要求和措施建议为了便于熟悉本标准并更好、更有效的实施,建议实施时可以有个月准备期或过
1.6渡期标准发布实施后,可以在适当的时候组织本标准宣贯、培训会,推动标准得到正确
2.实施
十一、废止现行有关标准的建议无
十二、其他说明在本标准起草过程中,国联汽车动力电池研究院有限责任公司、有研(广东)新材料技术研究院、中国第一汽车集团有限公司、苏州清陶新能源科技有限公司、云山动力(宁波)有限公司以及北京新能源汽车股份有限公司等工作积极性较高,全面参加了标准的起草工作,为标准起草提供了大量的标准参考资料,并进行了试验验证工作《电动汽车用蓄电池多因素耦合电性能评价方法》标准起草工作组年月202408
一、任务简介任务来源
1.本项目是根据中国电池工业协会“关于《锂离子电池增量容量测试方法》等项团体8标准立项通知”(中电池协【】号),申请号项目名称“电动汽车用蓄电202422023020,池多因素耦合电性能评价方法”进行制订主要起草单位为国联汽车动力电池研究院有限责任公司等制定本标准的目的
2.通过制定本标准,建立起电动汽车用蓄电池多因素耦合电性能的评价方法,便于行业内企业间的技术交流和产品的优劣等级评价,最终对动力电池行业的整体发展起到促进作用制定本标准的意义
3.十二五”期间我国新能源汽车产销量逐年增长,年至月,我国动力电池装机2021111量累计达同比增长到年末,全球电动汽车销量接近万辆,而
128.3GWh,153%20231400在中国,年纯电动汽车销量达到了万辆,同比增长而插电式混合动力汽
2023668.
524.6%,车()增长至万辆随着新能源汽车销量的不断上涨,对其的性能要求PHEV
84.7%
280.4也不断增强,期中续航里程等更是决定新能源汽车市场占有率的主要指标锂离子动力电池是新能源汽车的核心部件,决定着新能源汽车的主要性能指标如电池的放电容量决定了新能源汽车的续航里程,电池的循环次数决定了新能源汽车的使用年限因此,可以说动力电池的好坏直接决定了新能源汽车的好坏,也间接决定了新能源汽车的市场竞争力和占有率影响锂离子动力电池性能和寿命的因素有很多,除了电池本身材料和制作工艺外,外部因素如充放电循环、行驶路况(振动)和温度等也是影响电池性能和寿命的重要原因之一众所周知,新能源汽车的标称续航里程与实际续航里程要相差很多,并且容量保持率也很难达到各大厂商所宣传的指标造成这样的结果,除了个人驾驶习惯和方法有所区别外,这些指标的测定多是在标准环境下进行,没有考虑温湿度变化和行驶过程中的路况所带来的影响目前标准中对于电池的电性能可靠性评价方法还不完善,尤其是多因素耦合的影响评价缺失,无法还原电池在真实使用条件下的功能受环境变化影响情况,因此急需一种能够评价在多种因素耦合作用下电池功能所受影响的标准和方法实施任务的组织简介
4.⑴归口管理单位中国电池工业协会中国电池工业协,会,英文名称缩写CHINABATTERYINDUSTRY ASSOCIATION,成立于年,经国家民政部注册批准,具有法人资格,为跨地区、跨部门、跨所CBIA,1988有制的国家一级协会中国电池工业协会是在中华人民共和国民政部登记的社会团体,本会的党建领导机关是中央社会工作部中国电池工业协会的宗旨是为会员服务,反映企业和行业诉求,规范企业和行业的行为,维护会员的合法权益贯彻执行国家的政策法令,促进全行业经济、技术和管理水平的不断提高,推动全行业的发展中国电池工业协会的职能是对电池工业的政策提出建议,起草电池工业的发展规划和电池产品标准,组织有关科研项目和技术改造项目的鉴定,开展技术咨询、信息统计、信息交流、人才培训,为行业培育市场,组织国际国内电池展览会,协调企业生产、销售和出口工作中的问题中国电池工业协会通过管理、协调、服务和建立健全行规行约,强化全行业自律性管理,为政府和企业服务,在政府和企业之间起桥梁和纽带作用贯彻执行国家的政策法规,维护企业合法权益,促进全行业经济技术水平和管理水平的不断提高,推动全行业发展⑵组织实施单位⑶本标准起草工作组组长单位国联汽车动力电池研究院有限责任公司国联汽车动力电池研究院有限责任公司(以下简称“国联研究院”)是在工业和信息化部指导下,由有研集团牵头发起,联合国内多家整车企业、动力电池企业、材料企业和社会资本共同组建成立,股东单位家,包括有研集团、华鼎新动力基金家并列大股142东,中国一汽、上汽集团等家整车制造企业,宁德时代等家动力电池及配套材料企业,84总注册资本亿元
9.3国联研究院主要开展新能源汽车用动力电池共性技术研发、动力电池及关键材料测试验证、锂电产品设计制造及中试孵化三大主营业务年月,在工信部的支持下,依20166托国联研究院,建成我国首个国家制造业创新中心-国家动力电池创新中心外延构建中国汽车动力电池产业创新联盟,目前联盟成员单位余家年获批成立“国家动力1802019电池检测试验中心”,年获批成立“国家车用动力电池产品质量检验检测中心”,是2020我国新能源汽车动力电池行业唯一一家具备动力电池研发和中试试制能力的第三方检测机构近三年收入总体呈上升趋势,年收入为万元,年收入为万
20215930.
83202212920.69元,较去年同比上升;年收入为万元,较去年同期略有增长118%
202313040.63国联研究院累计承担了数十项国家级科技计划项目、申请专利余项,授权专利500300余项,获得三次省部级一等奖为充分利用粤深港澳区域成熟的动力电池产业集群和创新创业氛围,加快下一代电池及材料的技术创新和成果转化国联研究院与有研(广东)新材料研究院在佛山联合设立广东分中心,建设了动力电池及系统功能特性等测试验证能力目前,得到包括比亚迪等在内龙头企业的高度认可目前,检测试验中心服务覆盖高精尖客户,在新能源汽车销量排名前企业中,服10务企业占比达;在动力电池装机量排名前企业中,服务企业达另外正在规60%1070%划新的分中心,进一步提高中心的影响力和市场占有率
二、主要工作过程)本标准自年开始开展预先研究工作,标准起草工作组组织了多次标准讨论会12023年月项目批准后,在原预先研究的基础上对标准内容进行了进一步讨论和验证20241)年月日,秘书处在北京市组织召开了《电动汽车用蓄电池多因素耦合22024620电性能评价方法》本标准起草工作组第一次会议)国联汽车动力电池研究院有限责任公司、有研(广东)新材料技术研究院、中国3第一汽车集团有限公司、云山动力(宁波)有限公司、远景动力(江苏)技术有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、荣盛盟固利新能源科技股份有限公司、苏州清陶新能源科技有限公司以及多氟多新能源科技有限公司家单位的专家参加了会议一一会议重点讨9论了动力电池多因素耦合电性能可靠性评价方法测试对象划分,测试条件的依据等问题,并就相关议题达成一致)年月日,起草工作组组长单位根据第一次会议对本标准的讨论结果,对42024713标准草稿进行了修改,形成了标准讨论稿(第版),秘书处将标准讨论稿(第版)发11送标准起草工作组成员单位征求修改、完善意见)年月秘书处在北京市组织召开了《电动汽车用蓄电池多因素耦合电性520247170,能评价方法》标准起草工作组第二次会议)中国第一汽车集团有限公司、长春汽车检测中心有限责任公司、云山动力(宁波)6有限公司、苏州清陶新能源科技有限公司、多氟多新能源科技有限公司、远景动力(江苏)技术有限公司、荣盛盟固利新能源科技股份有限公司、北汽新能源蓝谷动力系统分公司、国联汽车动力电池研究院有限责任公司、有研(广东)新材料技术研究院等派代表参加了会议)本标准起草工作组组长单位报告了对标准文本的修改意见;工作组成员单位、有7关专家报告了对标准测试工况等方面的修订意见)会议详细讨论了本标准讨论稿(第版)的内容,对需要修改、完善的内容进行81了确认,并就相关问题达成一致
三、编制原则,标准的适用范围、主要内容.编制原则1⑴按照《标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则》GB/T
1.1-20201的要求和规定编制()结合电动汽车市场现状、锂离子动力电池技术水平以及对动力电池功能性可靠性2的评价需求,确定动力电池多因素耦合电性能可靠性评价方法的适用范围,确定了测试试验条件及方法,规定了数据处理方法及特征参数的建立过程°()保持与《电动汽车用动力蓄电池安全要求》和《电力储3GB38031-2020GB/T36276能用锂离子电池》等标准的协调性()本标准旨在实现定量评价电动汽车用蓄电池电性能可靠性等级,通过对电池进行4振动、温度、湿度和充放电的综合测试,获得对应于电池电性能可靠性的评价指标数据,将数据代入评价公式,即可求得样品的电池电性能可靠性评价系数该系数可用于对电动汽车用蓄电池的电性能可靠性进行定量评价本文件适用于装载在电动汽车上的动力电池(包含液态锂离子电池及固态锂离子电池),其他类型(消费类、储能用、固态等)锂离子电池参照执行标准的主要内容
3.本文件规定了电动汽车用蓄电池多因素耦合电性能评价方法的测试范围、规范性引用文件、符号、试验条件、试验方法、数据处理方法、各可靠性指标的计算方法、可靠性失效系数的计算方法和定量评价规则本文件规定的试验方法如下、四综合测试1对电池样品进行四综合测试,测试步骤如下)样品容量标定试验开始前,电池样品先以制造商规定且不小于的电流放电至a1/3C制造商技术条件中规定的放电终止电压,搁置(或制造商提供的不大于的搁置时间),lh lh然后按制造商提供且不小于的充电电流进行充电,充电后搁置(或制造商提供的1/3C lh不大于的搁置时间)之后再以制造商规定且不小于的电流放电至制造商技术条lh1/3C件中规定的放电终止电压,重复次,以第三次的放电容量作为标定容量3)直流内阻测试电池样品先以制造商规定且不小于的电流放电至制造商技术条b1/3C件中规定的放电终止电压,搁置(或制造商提供的不大于的搁置时间),然后按制造lh lh商提供且不小于的充电电流进行充电,充电后搁置(或制造商提供的不大于的1/3C lh lh搁置时间)将电池样品以制造商提供且不小于的放电电流放电至放电容1/3C50%SOC,量以容量标定结果为基准,之后以电流放电以放电前后电压差和放电电流计算直3C10S,流内阻)开路电压测试电池样品先以制造商规定且不小于的电流放电至制造商技术条c1/3C件中规定的放电终止电压,搁置(或制造商提供的不大于的搁置时间),然后按制造lhlh商提供且不小于的充电电流进行充电,充电后搁置(或制造商提供的不大于的1/3C lhlh搁置时间)使用万用表或交流阻抗仪测量电池的开路电压)交流内阻测试对开路电压测试完成后的电池样品使用交流阻抗仪进行电池交流内d阻的测试,测试过程中交流阻抗仪的测试频率设置为1OOOHzo)调整将测试完开路电压的电池样品以制造商提供且不小于的放电电流e SOC1/3C放电,至制造商规定且大于的50%SOC)样品安装按照试验对象车辆安装位置和的要求,将试验对象安装在f GB/T
2423.43振动台上每个方向分别施加随机振动载荷,加载顺序应为轴随机、轴随机、轴随机z yx(汽车行驶方向为轴方向,另一垂直于行驶方向的水平方向为轴方向)检测机构也x y可自行选择顺序,以缩短转换时间测试过程按照进行GB/T
2423.56)四综合测试将电池样品安装在振动台上之后,连接充放电仪参照设置振动参g数,见表;振动过程中施加温度和湿度控制,设置参数见表;振动过程按照制造商规12定的最高最低截至电压进行充放电;整个振动过程记录电池的电压和温度,测试完1/3C成后检查电池状态,是否有破裂、漏液、极耳损伤等情况样品后处理完成四综合测试后,按照、、中所述对电池进行容量标定、直流h ab c内阻测试和开路电压对电池样品进行扫描,检查电池样品极耳与正负极连接情况,如有必要,可对i CT电池进行拆解检查,确定电池内部的破坏情况表1振动测试条件频率Hz功率谱密度m/s22/Hz
1020556.
51800.
253000.
253600.
1410000.
1420000.14RMS
27.8m/s2表2振动时间与环境温度对应值累计持续时间min阶段持续时间min测试环境温度℃测试环境相对湿度0/25℃±2℃80%4848-20℃±2℃168120-20℃±2℃2164825℃±2℃80%2402455℃±2℃80%48012055℃±2℃80%、可靠性指标系数的计算方法2容量变化率a电池的容量变化率使用公式进行计算1=^-x100%1式中容量变化率;xi——Q——四综合测试前电池样品的标定容量;——四综合测试后电池样品的标定容量;直流内阻变化率b电池样品的直流内阻变化率使用公式进行计算2x=x100%2RDC-RDC式中:直流内阻变化率;X2———四综合测试前电池样品的直流内阻;RDC——四综合测试后的电池样品直流内阻;RDC—交流内阻变化率c电池样品的交流内阻变化率使用公式进行计算3X=x100%3RAC—RACRAC式中交流内阻变化率;X3———四综合测试前电池样品的交流内阻;RAC———四综合测试后的电池样品交流内阻;RAC开路电压变化率d电池样品的开路电压变化率使用公式进行计算4x=Vocv-Vocv X100%44Vocv式中一—开路电压变化率;X4四综合测试前电池样品的满电态开路电压;Vocv——四综合测试后电池样品的满电态开率电压;Kocv——监控电压赋值规则e四综合测试过程中监控电池单体的电压,如电池单体电压在内波动大于离1s
0.15V,散电性能可靠性指标为;反之,该值为yl01结构评价规则f四综合测试前后对电池单体进行结构检查,结构状态用表示采用进行无损扫y2CT描或拆解检查,如内部结构发现损伤,该值为如内部未发现损伤,该值为0;
1、电性能可靠系数的计算3单项连续电性能可靠性失效指标计算公式如下aPi=expx-Xj-1,5tref式中口一一单项电性能连续指标失效系数,其中,;单项电性能连续指标,=1,2,3,4x——其中;2,3,4连续性指标的失效阈值其值分别为、、、;单项离散电g,2,3,4,
0.
20.
30.
30.1Xi,ref——性能可靠性失效指标计算公式Pj=Yj6式中Pi——单项电性能离散性指标失效系数,其中尸;乃——单项电性能离散性指标,1,2其中产;1,2)电性能可靠性失效系数计算b电池电性能可靠性系数计算公式如下1岂⑺QE=n pJ xnf=i pp式中—电性能可靠性失效系数;QE—连续可靠性失效指标的权重系数()其值分别为、、;m——i=l,2,3,4,
0.
80.
50.
20.3离散可靠性失效指标的权重系数(户)其值分别为、;vj——1,2,
0.
50.
5、失效判断与评价4)电池样品失效阈值见表a3表3电池样品电性能可靠性失效阈值序号可靠性评价指标失效指标/失效阈值备注1外观破裂、折断、排气2容量变化率20%3直流内阻变化率10%4交流内阻变化率10%5开路电压变化率10%指单体电压1s内采5电压跳变
0.15V样值极耳连接断裂、隔6结构检查内部结构损伤膜损伤等)电池电性能可靠性评价b将可靠性评价指标带入公式计算可靠性评价系数,并以该系数对电池进行定量分级,7,分级方法见表
4.表4电性能可靠性评价分级方法评价等级可靠性评价系数(Q)值0完全失效0Q
40.3差
0.
320.8中Q.SQ1优。