高温充放电性能试验(模块)检测
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发布时间:2025-07-24 11:18:18 更新时间:2025-07-23 11:18:18
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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高温充放电性能试验是针对电池模块在模拟高温环境下的关键安全与性能评估手段。随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域的广泛应用,其在极端工况下的表现,尤其是高温环境下的充放电行为,直接关系到系统的安全性、可靠性和使用寿命。高温会加速电池内部的化学反应,可能导致产气、内阻增大、容量衰减加速,甚至诱发热失控等严重安全问题。因此,对电池模块进行严格的高温充放电性能测试,旨在评估其在高温条件下的实际工作能力(如最大充放电功率、容量保持率)、循环寿命、温升特性以及潜在的安全风险(如过充、过放、热失控临界点),为电池系统的设计优化、热管理策略制定及安全边界界定提供至关重要的实验依据。
高温充放电性能试验(模块)通常包含以下核心检测项目: * 高温静态搁置: 模块在高温环境下静置指定时间,观察开路电压变化、外观有无异常(如鼓胀、漏液)。 * 高温恒流充放电性能: 在特定高温(如45°C、55°C、甚至更高)下,以规定的电流进行恒定电流充放电循环测试,记录电压曲线、容量、库伦效率。 * 高温倍率充放电性能: 测试模块在不同倍率(如1C, 2C, 3C等)的电流下于高温环境中的充放电能力,评估其功率特性与温升。 * 高温循环寿命: 在高温下进行持续的充放电循环,监测容量衰减率、内阻增长率,评估模块的长期高温耐久性。 * 高温过充/过放安全性: 在高温条件下进行过充电或过放电测试,监测模块电压、温度变化,检查是否发生起火、爆炸、冒烟等失效现象。 * 温度分布均匀性: 监测模块内部不同位置电芯在高温充放电过程中的温度差异,评估热管理效果和热点风险。
执行高温充放电性能试验(模块)需要专门的仪器设备组合: * 高低温试验箱(环境模拟仓): 核心设备,提供精确可控的高温测试环境(温度范围通常需覆盖40°C至85°C以上,温度均匀性和稳定性要求高)。 * 电池充放电测试系统(Cycler): 用于施加精确的充放电电流、电压控制,并实时采集模块的电压、电流、容量、能量、时间等数据。需具备大功率输出/输入能力以适应模块测试。 * 温度数据采集系统: 包括热电偶或热敏电阻传感器、多通道数据记录仪,用于实时监测并记录模块表面及内部关键点(如电芯极耳、壳体、中心位置)的温度变化。 * 电压巡检仪(可选但推荐): 对于多串模块,监测每个单体电池的电压,以便发现电压一致性变化。 * 安全防护设备: 包括防爆箱、灭火设备、烟雾探测器、排气系统等,确保测试过程的安全,尤其在安全边界测试项目中至关重要。 * 数据监控与分析软件: 用于控制测试流程、实时监控数据、存储测试结果并进行后续分析(如绘制曲线、计算容量衰减率、库伦效率等)。
典型的高温充放电性能试验(模块)流程如下: 1. 预处理: 模块在室温下进行若干次标准充放电循环,使其达到稳定状态。 2. 初始测试: 在室温下测量模块的初始容量、内阻等基准参数。 3. 环境设置: 将模块放入已预热至目标高温(如55°C)的高低温试验箱中,并连接好所有测试线缆(充放电线、温度传感器线、电压采集线)。 4. 温区稳定: 模块在高温环境中静置足够长时间(如2-4小时或直至各点温度稳定),以达到热平衡。 5. 充放电测试执行: * 根据测试项目设定充放电程序(如恒流充放电、不同倍率测试、循环测试等)。 * 启动充放电测试系统,严格按照设定的程序进行充放电操作。 * 实时监控并记录模块的电压、电流、充入/放出容量、能量、表面及内部温度等数据。在安全测试中需特别密切监控温度和电压。 6. 过程观察: 密切关注模块状态,如有无异常声响、烟雾、异味、鼓胀等。 7. 中间测试: 对于循环寿命测试,定期(如每50或100次循环)在室温或同高温下测量容量和内阻,评估衰减情况。 8. 测试结束: 完成预定测试程序(如规定循环次数、达到终止条件如容量衰减至80%)。 9. 恢复与最终测试: 将模块移出高温箱,在室温下静置恢复后,再次测量最终容量、内阻等参数。 10. 数据分析与报告: 整理所有测试数据,分析高温对模块性能(容量、功率、效率、温升)和安全性的影响,根据标准要求判定是否合格,并出具检测报告。
高温充放电性能试验(模块)遵循国内外一系列相关标准,常见的包括: * 中国国家标准 (GB/T): * 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》:规定了高温下的容量与能量衰减测试方法。 * GB/T 31485-2015 《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》:包含模块级别的过充、过放、短路等安全测试,部分需在高温环境下进行或考虑高温影响。GB/T 31486-2015 《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》包含功率、能量测试。 * GB/T 36276-2018 《电力储能用锂离子电池》:对储能电池模块的高温充放电性能有具体要求。 * 国际电工委员会标准 (IEC): * IEC 62660-1:2018 《电动道路车辆推进用二次锂离子单体电池 第1部分:性能测试》:虽然主要针对单体,但其高温测试方法是模块测试的基础。 * IEC 62619:2022 《含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和电池组 工业用锂电池和电池组的安全要求》:包含工业电池(含模块)在高温条件下的安全测试要求。 * IEC 63056:2020 《电力存储系统用二次锂电池和电池组 安全要求》。 * 国际标准化组织标准 (ISO): * ISO 12405-3:2014 《电动道路车辆 锂离子牵引电池组和系统试验规范 第3部分:安全性能要求》包含模块安全测试。 * 国际汽车工程师学会标准 (SAE): * SAE J2464:2009 《电动汽车电池滥用测试》。 * 联合国标准 (UN): * UN 38.3 《关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册》第38.3节:虽然主要针对运输安全,但其T.3高低温循环测试是基础测试之一。 * 企业标准/客户特定要求: 各电池生产商或整车厂通常还有更详细或更严格的企业内部标准和客户定制化测试规范。
综上所述,高温充放电性能试验(模块)是一个系统性、规范性极强的测试过程,涵盖了从基本性能到安全边界的多维度评估。它依赖于精密的仪器设备、标准化的操作流程和严格的判定依据,是保障动力电池和储能电池在高温环境下安全、可靠、高效运行不可或缺的环节。该试验结果对于指导产品设计改进、风险预警和质量控制具有极其重要的价值。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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