声明

本文是学习GB-T 31484-2015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了电动汽车用动力蓄电池的标准循环寿命的要求、试验方法、检验规则和工况循环寿命

的试验方法和检验规则。

本标准适用于装载在电动汽车上的动力蓄电池(以下简称蓄电池)。

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 2900.41 电工术语 原电池和蓄电池

GB/T 19596 电动汽车术语

3 术语和定义

GB/T 2900.41、GB/T 19596 中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

单体蓄电池 secondary cell

直接将化学能转化为电能的基本单元装置,包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被设计成

可充电。

3.2

蓄电池模块 battery module

将一个以上单体蓄电池按照串联、并联或串并联方式组合,且只有一对正负极输出端子,并作为电

源使用的组合体

3.3

蓄电池包 battery pack

通常包括蓄电池模块、蓄电池管理模块(不包含 BCU)、
蓄电池箱以及相应附件,具有从外部获得电

能并可对外输出电能的单元。

3.4

蓄电池系统 battery system

一个或一个以上蓄电池包及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成
等)构成的能量存储装置。

3.5

额定容量 rated capacity

室温下完全充电的蓄电池以1I(A)
电流放电,达到终止电压时所放出的容量(Ah)。

3.6

额定能量 rated energy

室温下完全充电的蓄电池以1I(A)
电流放电,达到终止电压时所放出的能量(Wh)。

GB/T 31484—2015

3.7

初始容量 initial capacity

新出厂的动力蓄电池,在室温下,完全充电后,以1I₁ (A)
电流放电至企业规定的放电终止条件时所

放出的容量(Ah)。

3.8

初始能量 initial energy

新出厂的动力蓄电池,在室温下,完全充电后,以1I₁ (A)
电流放电至企业规定的放电终止条件时所

放出的能量(Wh)。

3.9

室温荷电状态 state of charge;SOC

当前可用容量占初始容量的百分比。

4 符号

下列符号适用于本文件。

Ci:1 小时率额定容量(Ah)。

I:1 小时率放电电流,其数值等于C,(A)。

Cmi:1 小时率实际放电容量(Ah)。

Ia:1 小时率实际放电电流,其数值等于Cn(A)。

5 要求

5.1 室温放电容量(初始容量)

5.1.1
蓄电池单体按照6.2试验时,其放电容量应不低于额定容量,并且不超过额定容量的110%,同
时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。

5.1.2
蓄电池模块和系统按照6.2试验时,其放电容量应不低于额定容量,并且不超过额定容量的
110%,同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的7%。

5.2 标准循环寿命

测试样品按照6.4进行标准循环寿命测试时,循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量

的90%,或者循环次数达到1000次时放电容量应不低于初始容量的80%。

5.3 工况循环寿命

5.3.1
混合动力乘用车用功率型蓄电池按照6.5.1进行工况循环测试时,总放电能量与电池初始能量
的比值达500时,计量放电容量和5 s 放电功率。

5.3.2
混合动力商用车用功率型蓄电池按照6.5.2进行工况循环测试时,总放电能量与电池初始能量
的比值达500时,计量放电容量和5 s 放电功率。

5.3.3
纯电动乘用车用能量型蓄电池按照6.5.3进行工况循环测试时,总放电能量与电池初始能量的
比值达500时,计量放电容量。

5.3.4
纯电动商用车用能量型蓄电池按照6.5.4进行工况循环测试时,总放电能量与电池初始能量的
比值达500时,计量放电容量。

5.3.5
插电式和增程式电动汽车用蓄电池参照6.5.3或6.5.4进行工况循环测试时,总放电能量与电池
初始能量的比值达500时,计量放电容量。

GB/T 31484—2015

6 试验方法

6.1 试验条件

6.1.1 一般条件

6.1.1.1
除另有规定外,试验应在温度为25℃±5℃、相对湿度为15%~90%,大气压力为86 kPa~

106 kPa 的环境中进行。本标准所提到的室温,是指25℃±2℃。

6.1.1.2
测试样品交付时需要包括必要的操作文件,以及和测试设备相连所需的接口部件(如连接器,
插头,包括冷却接口)。供应商需要提供蓄电池包或系统的工作限值,以保证整个测试过程的安全。

6.1.1.3
充电方法:室温下,按照企业规定的充电方法进行充电;
若企业未提供充电方法,则依据以下方法充电:

a) 对于锂离子蓄电池,以 I₁ (A)
电流恒流充电至企业规定的充电终止电压时转恒压充电,至充电
终止电流降至0.05I,(A) 时停止充电,充电后搁置1 h(或企业规定的不高于1h
的搁置时间);

b) 对于金属氢化物镍蓄电池,以1I(A) 电流恒流充电1 h,再以0.2I 充 电 1
h,充电后静置1 h (或企业规定的不大于1 h 的静置时间)。

6.1.1.4 容量和能量测试方法:

a) 以 1I₁ (A) 放电至企业规定的放电终止条件;

b) 搁置不低于30 min 或企业规定的搁置时间(不高于60 min);

c) 按照6.1.1.3方法充电;

d) 搁置不低于30 min 或企业规定的搁置时间(不高于60 min);

e) 以 1I₁ (A) 放电至企业规定的放电终止条件;

f) 计算步骤 e)放电容量(以 Ah 计)和放电能量(以 Wh 计)。

6.1.1.5 调整 SOC 至试验目标值n% 的方法:

a) 按照6.1.1.3方法充电;

b) 搁置不低于30 min 或企业规定的搁置时间(不高于60 min);

c) 以 1I (A) 恒流放电(100—n)/100 h。

6.1.1.6 功率测试方法:

a) 按照6.1.1.5方法调整测试样品 SOC 至 5 0 % ;

b) 搁置30 min;

c) 以企业规定的最大电流放电5 s,试验后以1I(A)
放电至企业规定的放电终止条件;

d) 计算步骤 c)最后一个数据采集点的功率(W)。

6.1.1.7
本标准中室温容量和能量(6.2)和室温功率(6.3)测试适用于蓄电池单体、模块或系统,标准循
环寿命(6.4)测试适用于蓄电池单体或模块,工况循环寿命(6.5)测试适用于蓄电池模块或系统。

6.1.1.8 蓄电池放电电流符号为正,充电电流符号为负。

6.1.2 测量仪器、仪表准确度的要求

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%。

GB/T 31484—2015

6.2 室温容量和能量(初始容量和能量)

室温下,按照6.1.1.4方法测试容量和能量5次,当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%

时,可提前结束试验,取最后3次试验结果平均值。

6.3 室温功率(初始功率)

6.1.1.6 方法测试功率。

6.4 标准循环寿命

按照如下步骤测试标准循环寿命:

a) 以 1I₁ (A) 放电至企业规定的放电终止条件;

b) 搁置不低于30 min 或企业规定的搁置条件;

c) 按照6.1.1.3方法充电;

d) 搁置不低于30 min 或企业规定的搁置条件;

e) 以 1I(A) 放电至企业规定的放电终止条件,记录放电容量;

f)
按照b)~e)连续循环500次,若放电容量高于初始容量的90%,则终止试验;若放电容量低于
初始容量的90%,则继续循环500次;

g) 计量室温放电容量和放电能量。

6.5 工况循环寿命

6.5.1 混合动力乘用车用功率型蓄电池

该循环测试由两部分组成,
一个是"主放电工况",其放电量略多于充电量,如图1和表1所示;另一
个是"主充电工况",其充电量略多于放电量,如图2和表2所示。整个测试步骤如表3所示,由主充电

工况和主放电工况组成的大循环 SOC 波动示意图如图3所示。

style="width:6.43336in;height:5.1733in" />

时间/s

1 混合动力乘用车用功率型蓄电池主放电工况

GB/T 31484—2015

1 混合动力乘用车用功率型蓄电池主放电工况试验步骤

时间增量

S

累计时间

S

电流

A

△SOC

%

5

5

8I₁

-1.111

5

10

0

-1.111

5

15

8I₁

—2.222

5

20

0

-2.222

20

40

-1.51

-1.389

2

42

-41

— 1.167

8

50

0

— 1.167

style="width:6.45334in;height:5.21994in" />

时间/s

2 混合动力乘用车用功率型蓄电池主充电工况

2 混合动力乘用车用功率型蓄电池主充电工况试验步骤

时间增量

S

累计时间

S

电流

A

△SOC

%

5

5

-41

0.556

15

20

-1.5Ii

1.181

4

24

0

1.181

5

29

81

0.069

13

42

-1.51

0.611

5

47

-41

1.167

3

50

0

1.167

GB/T 31484—2015

3 混合动力乘用车用功率型蓄电池工况循环寿命测试步骤

步骤

试验内容

1

按照6 . 1 . 1 .5方法调整SOC至80%或者企业规定的最高SOC

2

搁置30 min

3

运行"主放电工况"直到:

— — 30%SOC或者企业规定的最低SOC,或

—— 企业规定的放电终止条件

4

运行"主充电工况"直到:

— — 80%SOC或者企业规定的最高SOC,或

— 企业规定的充电终止条件

5

重复步骤3~4共x h(x约为22且循环次数为如图3所示大循环的整数倍)

6

搁置2 h

7

重复步骤1~6共6次

8

按照6.1.1.4方法测试容量和能量

9

按照6.1.1.6方法测试功率

10

重复步骤1~9,直至总放电能量与蓄电池初始能量的比值达500

11

按照6.1.1.4方法测试容量

12

按照6.1.1.6方法测试功率

注:如果步骤8中测试的放电容量低于初始容量的90%,或步骤9中测试的放电功率低于初始功率的85%,允

许维护一次(不更换电池),然后再重复步骤8和9,如仍不满足条件,则提前终止试验。

style="width:6.92676in;height:5.58668in" />

时间/s

图 3 混合动力乘用车用功率型蓄电池大循环 SOC 波动示意图

GB/T 31484—2015

6.5.2 混合动力商用车用功率型蓄电池

该循环测试由两部分组成,
一个是"主放电工况",其放电量略多于充电量,如图4和表4所示;另一
个是"主充电工况",其充电量略多于放电量,如图5和表5所示。整个测试步骤如表6所示,由主充电

工况和主放电工况组成的大循环 SOC 波动示意图如图6所示。

style="width:6.40677in;height:5.10004in" />

时间/s

4 混合动力商用车用功率型蓄电池主放电工况

4 混合动力商用车用功率型蓄电池主放电工况试验步骤

时间增量

S

累计时间

S

电流

A

△SOC

%

5

5

41

-0.556

5

10

0

-0.556

5

15

4I

-1.111

5

20

0

-1.111

20

42

-0.751

-0.694

2

44

-21

—0.583

8

50

0

-0.583

GB/T 31484—2015

style="width:6.48654in;height:5.10664in" />

时间/s

5 混合动力商用车用功率型蓄电池主充电工况

5 混合动力商用车用功率型蓄电池主充电工况试验步骤

时间增量

S

累计时间

S

电流

A

△SOC

%

5

5

-21₁

0.278

15

20

—0.75I

0.590

4

24

0

0.590

5

29

41

0.035

13

42

—0.751

0.306

5

47

-2I

0.583

3

50

0

0.583

6 混合动力商用车用功率型蓄电池工况循环寿命测试步骤

步骤

试验内容

1

按照6. 1. 1.5方法调整SOC至80%或者企业规定的最高SOC

2

搁置30 min

3

运行"主放电工况"直到:

— — 30%SOC或者企业规定的最低SOC,或

— 企业规定的放电终止条件

4

运行"主充电工况"直到:

— — 80%SOC或者企业规定的最高SOC,或

—— 企业规定的充电终止条件

5

重复步骤3~4共x h(x约为22且循环次数为如图6所示大循环的整数倍)

6

搁置2 h

7

重复步骤1~6共6次

8

按照6.1.1.4方法测试容量和能量

GB/T 31484—2015

6 ( 续 )

步骤

试验内容

9

按照6.1.1.6方法测试功率

10

重复步骤1~9,直至总放电能量与蓄电池初始能量的比值达500

11

按照6.1.1.4方法测试容量

12

按照6.1.1.6方法测试功率

注:如果步骤8中测试的放电容量低于初始容量的90%,或步骤9中测试的放电功率低于初始功率的85%,允 许维护一次(不更换电池),然后再重复步骤8和9,如仍不满足条件,则提前终止试验。

style="width:6.31331in;height:4.98674in" />

时间/s

6 混合动力商用车用功率型蓄电池大循环 SOC
波动示意图

6.5.3 纯电动乘用车用能量型蓄电池

该循环测试由两部分组成,充电部分按照6.1.1.3进行,放电部分按照图7和表7所示的"主放电工

况"进行,整个测试步骤如表8所示,由主放电工况组成的 SOC
波动示意图如图8所示。

style="width:5.72001in;height:4.69348in" />

时问/s

7 纯电动乘用车用能量型蓄电池主放电工况

GB/T 31484—2015

7 纯电动乘用车用能量型蓄电池主放电工况试验步骤

时间增量

S

累计时间

S

电流

A

△SOC

%

5

5

31₁

-0.417

3

8

-11

—0.333

6

14

-1/31

-0.278

40

54

1/31:

—0.648

30

84

1/21

— 1.065

10

94

11

-1.343

8 纯电动乘用车用能量型蓄电池工况循环寿命测试步骤

步骤

试验内容

1

按照6.1.1.3方法充电

2

搁置30 min

3

运行"主放电工况"直到:

— — 20%SOC或者企业规定的最低SOC,或

— 企业规定的放电终止条件

4

搁置30 min

5

重复步骤1~4共x h(x约为20且循环次数为如图8所示大循环的整数倍)

6

搁置2 h

7

重复步骤1~7共6次

8

按照6.1.1.5方法测试容量和能量

9

重复步骤1~9,直至总放电能量与电池初始能量的比值达500

10

按照6.1.1.5方法测试容量和能量

如果步骤8中测试的放电容量低于初始容量的90%,允许维护一次(不更换电池),然后再重复步骤8,如仍

不满足条件,则提前终止试验。

style="width:6.74661in;height:5.5066in" />

时间/

图 8 纯电动乘用车用能量型蓄电池大循环 SOC 波动示意图

GB/T 31484—2015

6.5.4 纯电动商用车用能量型蓄电池

该循环测试由两部分组成,充电部分按照6.1.1.3进行,放电部分按照图9和表9所示的"主放电工

况"进行,整个测试步骤如表10所示。由主放电工况组成的SOC
波动示意图如图10所示。

style="width:5.81992in;height:4.66664in" />

时间/s

9 纯电动商用车用能量型蓄电池主放电工况

9 纯电动商用车用能量型蓄电池主放电工况试验步骤

时间增量

S

累计时间

S

电流

A

△SOC

%

23

23

-11

-0.639

8

31

-1/31

-0.713

23

54

1/3I₁

—0.500

26

80

-0.1I

—0.572

表10 纯电动商用车用能量型蓄电池工况循环寿命测试步骤

步骤

试验内容

1

按照6.1.1.3方法充电

2

搁置30 min

3

运行"主放电工况"直到:

— 20%SOC或者企业规定的最低SOC,或

—— 企业规定的放电终止条件

4

搁置30 min

5

重复步骤1~4共xh(x约为20且循环次数为如图10所示大循环的整数倍)

6

搁置2 h

7

重复步骤1~7共6次

8

按照6.1.1.4方法测试容量和能量

9

重复步骤1~9,直至总放电能量与电池初始能量的比值达500

10

按照6.1.1.4方法测试容量

如果步骤8中测试的放电容量低于初始容量的90%,允许维护一次(不更换电池),然后再重复步骤8,如仍

不满足条件,则提前终止试验。

GB/T 31484—2015

style="width:6.93337in;height:5.3999in" />

0 2000 4000 6000 8000 10000 120001400016000

时间/s

图10 纯电动商用车用能量型蓄电池大循环 SOC 波动示意图

7 检验规则

7.1 检验项目、要求和样品数量

检验项目、要求(章条号)、试验方法(章条号)、样品数量见表11。

表11 检验规则

序号

检验项目

测试样品

要求(章条号)

试验方法

(章条号)

样品数量

1

室温容量和能量

单体、模块或系统

5.1

6.2

单体2个,模块

或系统1个

2

室温功率

单体、模块或系统

6.3

3

标准循环寿命

单体或模块

5.2

6.4

单体2个,或模块1个

4

混合动力乘用车用功率型

蓄电池工况循环寿命

模块或系统

5.3.1

6.5.1

模块或系统1个

5

混合动力商用车用功率型

蓄电池工况循环寿命

5.3.2

6.5.2

6

纯电动乘用车用能量型

蓄电池工况循环寿命

5.3.3

6.5.3

7

纯电动商用车用能量型

蓄电池工况循环寿命

5.3.4

6.5.4

8

插电式和增程式电动汽车

用蓄电池工况循环寿命

5.3.3或

5.3.4

6.5.3或

6.5.4

style="width:3.11347in" />GB/T 31484—2015

7.2 型式检验

7.2.1 有下列情况之一应进行型式检验:

——新产品投产和老产品转产;

——转厂;

— 停产超过一年后复产;

——结构、工艺或材料有重大改变。

7.2.2 判定规则:

在型式检验中,若有一项不合格时,应判定为不合格。

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