電池包PACK制造工藝系列①：電芯預處理——電芯一致性如何保證及解決！

電池包PACK制造工藝系列②：模組或CTP模塊裝配——電池包的“高階積木”如何裝配？

動力電池包PACK制造工藝系列③：激光焊接——強勁的動力粘合劑

動力電池包PACK制造工藝系列④：模組入箱及高低壓組裝——電池包制造的后半段藝術

動力電池包PACK制造工藝系列⑤：電池包Pack成品封裝——箱蓋封裝及IP防水防塵

在動力電池包（PACK）的制造工藝中，電性能測試是確保電池續(xù)航能力和使用壽命的核心環(huán)節(jié)。通過系統(tǒng)化的測試方法，可精準評估電池在實際工況下的性能邊界與衰減規(guī)律。接下來將深入解析七大關鍵測試項目，揭示其技術原理與行業(yè)標準。

常規(guī)的電性能測試內容：容量和能量測試、功率和內阻測試、能量效率測試、啟動測試、自放電測試、充電接受能力測試、壽命測試等

容量測試通過恒流放電法（如1C倍率）測量電池從滿電狀態(tài)至截止電壓釋放的總電量（Ah），反映電池的儲能上限。能量測試（Wh）則記錄放電過程中的電壓-電流積分值，直接關聯(lián)車輛續(xù)航里程。

關鍵標準

• 溫度適應性：需在室溫（25±2℃）、高溫（40℃）及低溫（-20℃）下分別測試，驗證環(huán)境適應性；

• 判定依據：實際容量需滿足額定容量的97%-110%，否則需重新標定。

主要目的：測點電池系統(tǒng)在不同條件下的可用容量和能量

一般，對測試結果影響較大的是環(huán)境溫度，放電機制也有一定影響

相同溫度下不同倍率放電容量曲線

相同環(huán)境下，放電倍率越大，系統(tǒng)的放電容量越小。例如，同一輛電動車在高速行駛工況下，行駛距離就??；而低速行駛工況下，則可以行駛更長的距離。

環(huán)境溫度越低，系統(tǒng)的放電容量越小。低溫環(huán)境下，電車的能量（行駛距離）往往需要打折扣。

功率密度（W/kg）體現(xiàn)電池高倍率充放電能力，直接影響車輛加速性能。測試時通過脈沖放電法（如18s放電+10s充電）模擬急加速場景，測量瞬時輸出功率。內阻測試（DCR）則揭示電池內部損耗：

• 方法：采用10s恒流放電（如1C），根據公式 DCR=ΔU/I 計算（ΔU為電壓降）；

• 意義：內阻突增超30%預示極片老化或電解液干涸，需提前預警。

02 功率和內阻測試

內容：測定電池系統(tǒng)在不同溫度下的可用功率和直流內阻

主要標準：ISO 12405和FreedomCAR

功率和內阻-ISO 12305測試工況示意圖

功率與內阻測試是評估電池系統(tǒng)性能的重要方法，主要涉及高低溫環(huán)境下的測試步驟和混合功率脈沖測試（HPPC）。

1）高低溫環(huán)境下功率與內阻測試

測試步驟：

2）混合功率脈沖測試（HPPC）

• 測試目的：測定電池系統(tǒng)在10%SOC~90%SOC范圍內的直流內阻和可用功率。

• SOC間隔：10%SOC。

• 測試方法：HPPC測試通過施加脈沖電流，測量電池系統(tǒng)的電壓響應，從而計算內阻和功率。

HPPC 測試示意圖

典型脈沖充放電測試的電流曲線和電壓曲線。

典型脈沖充放電測試的電流曲線和電壓曲線

能量效率（η）定義為放電能量與充電能量的比值，反映電池轉化過程中的損耗。測試需在開啟熱管理系統(tǒng)下進行，模擬真實充電場景：

• 影響因素：高溫下化學副反應加劇，效率下降顯著。例如，快充模式比慢充效率低約4%；

• 行業(yè)閾值：成熟電池包η通常≥95%，低于90%則需優(yōu)化BMS策略。

能量效率測試主要目的是評估電池包在充放電過程中的能量轉換效率和能源利用率。針對不同類型的應用場景，測量能量效率的方法存在一定的差異。

1）高功率應用：重點測試系統(tǒng)在高倍率能量回饋時的回收和利用效率

測試方法：可能包括模擬高倍率充放電循環(huán)，測量能量回收效率和轉換效率，以及評估系統(tǒng)在動態(tài)負載條件下的性能表現(xiàn)。

2）高能量應用：重點測試不同環(huán)境溫度下充電的性能

測試方法：可能包括評估不同充電策略（如恒流充電、恒壓充電、脈沖充電等）對電池性能的影響，測量充電效率，以及分析電池在長時間充電和放電循環(huán)中的性能退化。

在常溫、高溫和低溫條件下，以制造商規(guī)定的充電機制進行充電，直至達到充電截止條件，然后在常溫條件下，以相同的放電機制進行放電，驗證不同條件下的充電可用容量和能量。

某電池包樣品能量效率測試結果

能量效率測試中不同溫度下充電能量曲線

高低溫啟動功率測試驗證電池在極端環(huán)境下的瞬時放電能力：

• 方法：-20℃環(huán)境中，以Imax（最大允許電流）放電10s，監(jiān)測電壓是否跌至保護閾值；

• 標準：根據GB/T 31467，-20℃啟動功率不得低于室溫值的70%。

目的：驗證在低溫和低SOC下的啟動功率輸出能力

測試方法：恒壓放電，并將制造商規(guī)定的最大脈沖放電電流作為電流上線，采集放電脈沖末端的電壓U和電流I。

第i次恒壓放電平均功率：

低溫啟動功率：

自放電率反映電池靜態(tài)存儲時的電量保持能力，不一致性將導致模組SOC失衡。主流方法包括：

靜態(tài)電壓降法：滿電靜置28天，電壓降≤1mV/天為合格；

動態(tài)模型法：結合等效電路（如RC模型），通過短時脈沖解析自放電電阻，24小時內完成篩查。注：電壓降超5mV/周的電芯需拆解分析金屬雜質。

不同正極材料的自放電特性顯著影響電池包設計：

材料類型

自放電率

適用場景

磷酸鐵鋰（LFP）

（≤2%/月）

儲能、長壽命需求場景

三元材料（NMC/NCA）

中高（3~5%/月）

電動汽車（需BMS強管控）

鈷酸鋰（LCO）

（≥5%/月）

消費電子（短期使用）

?? 關鍵因素：正極活性（如鈷酸鋰易析氧）、負極SEI膜穩(wěn)定性、電解液純度。

目的：驗證動力電池系統(tǒng)在長期擱置狀態(tài)下的荷電保持/恢復能力，同時自放電性能測試中最小監(jiān)控單元的電壓差可以作為系統(tǒng)內部是否有內短路隱患的依據。

測試流程：

測試重點為不同SOC下的最大充電電流：

• 方法：階梯式增加充電電流（如0.5C→2C），監(jiān)測溫升≤15℃且無電壓振蕩；

• 安全紅線：80%SOC后電流需線性下降，防止析鋰（如NCM電池≤1C）。

目的：驗證動力電池系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的可充電能力

測試流程：

壽命測試分兩類場景：

標準循環(huán)壽命（GB/T 31484）：

• 1C充放電循環(huán)1000次，容量保持率≥80%；

工況循環(huán)壽命

• 純電動車：模擬NEDC工況，總放電能量達初始值500倍時容量≥80%；

• 混合動力車：主放電（80%→30%SOC）與主充電（30%→80%SOC）交替循環(huán)，驗證功率衰減≤15%。

參考標準：GB/T31484—2015《電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗方法》

工況壽命測試目的：可以在一定程度上體現(xiàn)快速充放電模擬工況下動力電池系統(tǒng)的壽命變化趨勢。

純電動乘用車蓄電池工況循環(huán)壽命測試步驟

電性能測試是動力電池包品質的“守門人”。從容量驗證到壽命預測，每一步測試都在為電池的安全、可靠、高效運行提供數據支撐。隨著固態(tài)電池、鋰金屬負極等新技術涌現(xiàn)，測試標準將持續(xù)迭代——但核心目標始終不變：讓每一度電都物盡其用

行業(yè)趨勢：2025年新國標擬增“10分鐘快充循環(huán)”測試（如4C充放電），推動快充電池壽命突破1000次。

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