動力電池日歷壽命試驗方法

《動力電池日歷壽命試驗方法》編制說明一、工作簡況1.1任務來源《動力電池日歷壽命試驗方法》團體標準是由中國汽車工程學會批準立項，任務號為：2018-10。本標準由中國汽車工程學會測試技術分會提出，中國汽車技術研究中心有限公司、三星環(huán)新（西安）動力電池有限公司、上海蔚來汽車有限公司、微宏動力系統(tǒng)（湖州）有限公司、浙江谷神能源科技股份有限公司、比亞迪股份有限公司、中航鋰電（洛陽）有限公司、天津力神電池股份有限公司、天津大學等單位起草。1.2編制背景與目標隨著電動汽車的大規(guī)模推廣運行，電動汽車市場化越來越明顯。消費者對電動汽車的關注點大部分聚焦在動力電池方面，一方面是關心安全問題，另一方面是關心保質期（即壽命問題）有多久。電池的壽命包括循環(huán)壽命和日歷壽命，現有標準針對常規(guī)壽命和循環(huán)工況壽命給出了具體的測試方法，但是關于日歷壽命，只有少數幾個國外測試手冊有所涉及，國內則尚無相關的技術標準。本標準制定的初衷即為填補國內相關空白。具體的，通過制定嚴格的測試流程和規(guī)范的測試內容，依賴試驗驗證和數學擬合等手段，實現對電動汽車用鋰離子動力電池日歷壽命（保質期）的預測和評價。本標準參照FreedomCAR中CalendarLife的測試方法，結合實驗室多年積累的測試經驗，對混合動力車用和純電動車用電池分別設計測試方法，建立日歷壽命的測試流程。1.3主要工作過程自2018年4月起，中國汽車技術研究中心有限公司試驗所能源系統(tǒng)室組織相關人員，參照FreedomCAR測試手冊，結合團隊在日歷壽命測試方面的經驗和數據，并發(fā)動行業(yè)內相關整車和動力電池企業(yè)的專家力量，著手編寫《動力電池日歷壽命試驗方法》，主要過程如下：（1）2018.04-2018.09，組織團隊骨干力量著手開展日歷壽命測試方法前期調研，并組織進行動力電池日歷壽命測試驗證，開始撰寫測試規(guī)程初稿;2018.09-2018.11，召集形成標準編寫行業(yè)工作組，完成《動力電池日歷壽命試驗方法》標準初稿的編寫工作，并組織在工作組內部進行標準初稿評審;2018.11-2019.03，組織召開標準修改稿討論會，在行業(yè)內進行標準初稿的第一、二輪評審和修改；2019.03-2019.05，形成標準草案，并計劃面向行業(yè)公開征求意見。二、標準編制原則和主要內容本標準的編制原則是以車輛實際應用出發(fā)，對不同應用場景的鋰離子動力電池進行有針對性的試驗驗證。以相同的試驗流程，不同的試驗內容，對混合動力汽車用和純電動汽車用鋰離子電池的日歷壽命進行驗證和預測。本標準的主要內容包括：試驗條件在本部分中，對測試環(huán)境、測試儀器和儀表準確度等詳細參數進行了規(guī)定。試驗方法在本部分中，對充電方法、SOC-OCV測試、SOC調整、目標溫度點、不同溫度存儲等的具體測試步驟和參數等進行了規(guī)定?；旌蟿恿囉脛恿﹄姵厝諝v壽命測試在本部分中，對混合動力車用動力電池日歷壽命測試的具體內容進行了規(guī)定，主要包括測試流程、狀態(tài)參數測量和日歷壽命終止測試條件等部分。純電動車用動力電池日歷壽命測試在本部分中，對純電動車用動力電池日歷壽命測試的具體內容進行了規(guī)定，主要包括測試流程、狀態(tài)參數測量和日歷壽命終止測試條件等部分。日歷壽命測試流程在本部分中，以流程圖的形式詳細展示了日歷壽命的測試內容和測試方法。蓄電池日歷壽命測試結果計算示例在本部分中，對日歷壽命測試結果的計算過程進行了詳細說明。三、主要試驗(或驗證)情況分析能源系統(tǒng)室陸續(xù)開展多項以動力電池日歷壽命為主要內容的驗證測試試驗，測試樣品涵蓋錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等多個體系，其中針對磷酸鐵鋰動力電池日歷壽命的測試分析工作示例如下：

圖1樣品-1#壽命加速試驗結果曲線050100150time(day)aE)圖1樣品-1#壽命加速試驗結果曲線050100150time(day)aE)富0204060B0100120140160180200n(cycie&)1.11.0i0.9|0.8$0.7苫0.6Q5圖3樣品2#壽命加速試驗結果曲線

1.2OSD.B0.40.20504061.2OSD.B0.40.2050406&BO100I2fl0/00340.00360.00381/T圖5不同樣品的分析結果擬合曲線根據試驗結果和阿累尼烏斯(Arrhenius)公式，即lnC二一E/RT+b，得到樣品的日歷壽命模型：顧*{就p[-E(l/T心1/T宓康]}2并且，推導出實驗用動力電池樣品1#在25°C下的存儲壽命約為1295天，約為3.5年，本實驗用動力電池樣品2#在25C下的存儲壽命約為1547天，約為4.3年。四、標準中涉及專利的情況本標準的主要技術內容及相關測試方法均不涉及專利。五、預期達到的社會效益、對產業(yè)發(fā)展的作用等情況通過本標準的制定和實施，可以完善電動汽車用動力電池的評價體系和流程，既能為消費者提供保質期的參考依據，也能為行業(yè)技術水平調研及行業(yè)政策制定提供數據支撐和依據，有利于推動電動汽車用鋰離子動力電池健康穩(wěn)步的發(fā)展。六、采用國際標準和國外先進標準情況，與國際、國外同類標準水平的對比情況，國內外關鍵指標對比分析或與測試的國外樣品、樣機的相關數據對比情況本標準參照國際測試規(guī)范FreedomCAR和USABC中對CalendarLife的測試內容，結合實驗室測試積累的測試經驗和試驗數據及結論，適度采用部分測試項目和方法，有針對性的區(qū)分混合動力車用及純電動車用鋰離子動力電池，建立了統(tǒng)一的測試流程和差異化的測試評價方法。根據實驗室之前的測試結果，可以認定該測試流程和測試方法可行性較高，測試結果又較高的參考價值，該標準中規(guī)定的測試流程和測試方法有較高的實用性和準確度。七、在標準體系中的位置，與現行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及標準，特別是強制性標準的協(xié)調性本標準是電動汽車關鍵零部件的團體標準，與現行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及標準保持協(xié)調一致。八、重大分歧意見的處理經過和依據無重大的分歧意見。九、標準性質的建議說明本標準為中