动力电池的循环测试是一个从微观电芯到宏观电池包的逐级验证过程,旨在评估电池在不同层级下的寿命、性能衰减及安全性。
下面是从电芯 (Cell) 到 模组 (Module) 再到 电池包 (Pack) 的循环测试全流程解析:
1. 电芯级测试 (Cell Level)
电芯是电池系统的小单元,其循环测试主要关注材料体系的稳定性、容量保持率及基础安全。
核心标准:GB/T 31484 (循环寿命), GB 38031-2025 (安全要求 - 单体部分)。
测试重点:
基础循环寿命:在标准工况(如1C充放电)下进行数千次循环,监测容量衰减曲线(通常要求循环后容量保持率≥80%或90%)。
快充循环测试 (新增关键项):根据GB 38031-2025,电芯需进行300次快充循环。这模拟了用户日常高频使用快充的场景,验证高倍率充电对电芯内部结构(如锂析出、隔膜老化)的影响。
循环后安全验证:在完成上述快充循环后,电芯必须立即通过外部短路测试,且要求不起火、不爆炸。这是新国标显著的变化之一,旨在解决“快充便捷性”与“长期安全性”的矛盾。
环境适应性:在高低温环境下进行循环,评估温度对寿命的影响。
2. 模组级测试 (Module Level)
模组由多个电芯串并联并加上结构件组成。此层级的测试重点在于电芯的一致性、连接可靠性以及热管理的初步效果。
核心标准:GB/T 31484, GB/T 31467 系列。
测试重点:
一致性循环:验证在串联/并联状态下,个别电芯的偏差是否会导致整个模组的过早失效。监测电压差和温度差的变化。
机械应力下的循环:在施加一定振动或机械负载的情况下进行循环,测试连接片(Busbar)、焊接点是否因热胀冷缩或振动而出现阻抗增加或断裂。
局部热失控传播:虽然主要的热扩散测试在电池包级,但模组级也会进行初步的热蔓延测试,观察单个电芯热失控是否会触发模组内相邻电芯的连锁反应。
绝缘性能监测:在循环过程中实时监测模组内部的绝缘电阻,确保无漏电风险。
3. 电池包/系统级测试 (Pack/System Level)
电池包是z终装车形态,包含模组、BMS(电池管理系统)、热管理系统及外壳防护。此层级测试z接近真实用车场景,也是新国标考核的重中之重。
核心标准:GB 38031-2025 (强制安全), GB/T 31467.3 (安全要求), GB/T 31484 (寿命)。
测试重点:
整车工况模拟循环:使用CLTC、WLTC等真实驾驶工况谱进行充放电循环,而非简单的恒流充放。这能更准确地反映BMS策略、能耗及实际寿命。
热扩散测试 (升级版):
旧标:要求热失控后5分钟内不起火爆炸,给乘客留出逃生时间。
新标 (GB 38031-2025):要求不起火、不爆炸(仍需报警),且烟气不得对乘员造成伤害。这意味着电池包的热隔离设计必须能完全阻断热蔓延。
底部撞击测试 (新增):模拟车辆行驶中电池包底部受到石子撞击或托底的情况。通常在循环测试前后或中间穿插进行,使用钢球或撞针冲击电池包底部,验证其防护能力及循环后的结构完整性。
快充循环后系统安全:与电芯级类似,电池包在完成特定次数的快充循环后,需进行系统级的安全验证(如外部短路、过充等),确保系统级保护策略有效。
全链路监控:在长周期循环中,验证BMS对SOC(荷电状态)、SOH(健康状态)的估算精度,以及热管理系统在极端循环下的调控能力。
来源:网络
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