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【干货分享】电池测试标准——哪些方面需要改进?
【干货分享】电池测试标准——哪些方面需要改进?
【浩博电池资讯】 2025-02-11  377

随着电池需求的不断上升,市场上不断涌现出许多电池解决方案。

然而,确保这些产品的安全对于维持质量和市场信任至关重要。电池测试标准是实现这些目标的一种手段。

本文概述了中国和国际上现有的电池产品通用电池标准。它还揭示了这些电池测试标准面临的挑战。通过了解电池测试标准的现状,我们可以知道如何改进它。

全球电池测试标准

首先了解与动力锂离子电池相关的国际、美国和其他组织标准。

国际电工委员会和联合国运输委员会发布了性能测试、可靠性和滥用测试以及运输过程中的安全标准。

国际标准化组织制定了大功率、高能量应用的标准和安全要求,旨在为原始设备制造商提供测试项目和方法。

美国标准体系包括针对电池可靠性和安全性的 UL 2580、针对电池滥用测试的 SAE J2464 和 J2929,以及针对振动测试的 SAE J2380。

其他组织标准包括德国针对锂离子电池系统性能和可靠性测试的VDA 2007,以及欧洲经济委员会针对电动汽车安全和可靠性要求的R100.2。

我国GB/T标准涵盖了循环寿命、安全性、电气性能等要求,而《电动客车安全技术条件》则包含了热失控、膨胀试验等更高的技术要求。

电池测试标准分析

适用范围

IEC 62660系列、QC/T 743、GB/T 31486和GB/T 31485针对电池单体和模块级别测试,而UL2580、SAE J2929、ISO12405和GB/T 31467系列针对电池组和电池系统测试。

除IEC 62660外,全球其他电池测试标准基本都涉及电池组或系统级测试。SAE J2929 和 ECE R100。2甚至提到整车级测试。

这说明全球电池测试标准的制定更多地考虑了电池在整车上的应用,更符合实际应用的需要。

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测试项目内容

总体来看,所有测试项目可分为电气性能和安全可靠性两大类,其中安全可靠性又可分为机械可靠性、环境可靠性、滥用可靠性和电气可靠性。

机械可靠性,模拟车辆在行驶过程中的机械应力,如振动模拟车辆在道路上的颠簸。

环境可靠性,模拟车辆在不同气候下的耐受力,如温度循环模拟车辆昼夜温差较大或在冷热地区来回行驶时

滥用可靠性(例如火灾)检查电池在使用不当时的安全性

电气可靠性如保护测试项目,主要考察电池管理系统(BMS)能否在关键时刻起到保护作用。

在电池电芯方面,IEC 62660分为两个独立的标准IEC 62660-1和IEC 62660-2,分别对应性能和可靠性测试。

GB/T 31485和GB/T 31486是由QC/T 743演变而来。GB/T 31486中将耐振动性归为性能测试,因为该测试项目是考察电池振动对电池性能的影响。

与IEC 62660-2相比, GB/T 31485的电池测试项目更为严格,如增加了针刺、海水浸泡等。

在电池组和电池系统的测试方面,无论是电性能还是可靠性,美国标准覆盖的测试项目最多。

在性能测试方面,DOE/ID-11069比其他标准有更多的测试项目,包括混合脉冲功率特性(HPPC)、操作设定点稳定性、日历寿命、参考性能和阻抗谱等。

严格

对于同一检测项目,不同标准规定的检测方法和判断标准也不同。

例如,对于测试样品的荷电状态(SOC),GB/T 31467.3要求样品充满电;ISO 12405要求动力电池SOC为50%,能源电池SOC为100%。

ECE R100.2要求电池的SOC在50%以上;联合国38。3.不同的测试项目有不同的要求,有的测试项目还要求循环电池。

另外还要求高仿真、热测试、振动、冲击、外部短路等必须用同一样品进行测试,相对比较严格。

对于振动测试,ISO 12405 要求样品在不同的环境温度下振动。建议的高温和低温分别为 75°C 和 -40°C。其他标准没有这个要求。

中国现有电池测试标准的不足

虽然相关国家标准的制定和发布填补了我国动力锂离子电池组合系统的空白并得到广泛采用,但仍存在不足。

在测试对象方面:所有标准仅规定了新电池的测试,对于废旧电池没有相关规定和要求。

电池出厂时没有问题,并不代表使用一段时间后仍然安全,所以需要根据不同的时间使用。电池也接受同样的测试,相当于定期体检。

结果判断:目前的判断依据比较宽泛、单一,只有不泄漏、不破裂、不着火、不爆炸的规定,缺乏可量化的评价体系。

欧洲汽车研究与技术发展委员会(EUCAR)将电池的危险程度分为8级,具有一定的参考意义。

检测项目:GB/T31467。3缺乏对电池组和电池系统热管理和热失控的测试内容,而热安全性能对电池至关重要。

如何控制单体电池的热失控,使热失控不蔓延,具有重要意义。

测试方法方面:电池组和电池系统的循环寿命测试耗时过长,影响产品开发周期,难以发挥良好作用。如何制定合理的加速循环寿命测试是一个难点。

概括

电池测试标准是保证电池产品安全可靠的重要组成部分。了解这些标准的全球格局以及现有标准的缺陷非常重要。

必须有一个可量化的评估体系,包括废旧电池的测试项目,以及测试电池组和电池系统的热管理和热失控。

电池测试标准可以通过不断更新和发展来完善,这将提升动力电池的安全水平。