電池包PACK制造工藝系列①：電芯預(yù)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(dòng)力電池包PACK制造工藝系列③：激光焊接——強(qiáng)勁的動(dòng)力粘合劑

動(dòng)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(shù)

動(dòng)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(dòng)力電池包（PACK）的制造工藝中，電性能測(cè)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(cè)試方法，可精準(zhǔn)評(píng)估電池在實(shí)際工況下的性能邊界與衰減規(guī)律。接下來(lái)將深入解析七大關(guān)鍵測(cè)試項(xiàng)目，揭示其技術(shù)原理與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

常規(guī)的電性能測(cè)試內(nèi)容：容量和能量測(cè)試、功率和內(nèi)阻測(cè)試、能量效率測(cè)試、啟動(dòng)測(cè)試、自放電測(cè)試、充電接受能力測(cè)試、壽命測(cè)試等

一、容量與能量測(cè)試：續(xù)航能力的基石

容量測(cè)試通過恒流放電法（如1C倍率）測(cè)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(chǔ)能上限。能量測(cè)試（Wh）則記錄放電過程中的電壓-電流積分值，直接關(guān)聯(lián)車輛續(xù)航里程。

關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)

• 溫度適應(yīng)性：需在室溫（25±2℃）、高溫（40℃）及低溫（-20℃）下分別測(cè)試，驗(yàn)證環(huán)境適應(yīng)性；

• 判定依據(jù)：實(shí)際容量需滿足額定容量的97%-110%，否則需重新標(biāo)定。

主要目的：測(cè)點(diǎn)電池系統(tǒng)在不同條件下的可用容量和能量

一般，對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較大的是環(huán)境溫度，放電機(jī)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(dòng)車在高速行駛工況下，行駛距離就小；而低速行駛工況下，則可以行駛更長(zhǎng)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。

二、功率與內(nèi)阻測(cè)試：動(dòng)力響應(yīng)的核心

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(cè)試時(shí)通過脈沖放電法（如18s放電+10s充電）模擬急加速場(chǎng)景，測(cè)量瞬時(shí)輸出功率。內(nèi)阻測(cè)試（DCR）則揭示電池內(nèi)部損耗：

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

• 意義：內(nèi)阻突增超30%預(yù)示極片老化或電解液干涸，需提前預(yù)警。

02 功率和內(nèi)阻測(cè)試

內(nèi)容：測(cè)定電池系統(tǒng)在不同溫度下的可用功率和直流內(nèi)阻

主要標(biāo)準(zhǔn)：ISO 12405和FreedomCAR

功率和內(nèi)阻-ISO 12305測(cè)試工況示意圖

功率與內(nèi)阻測(cè)試是評(píng)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(cè)試步驟和混合功率脈沖測(cè)試（HPPC）。

1）高低溫環(huán)境下功率與內(nèi)阻測(cè)試

測(cè)試步驟：

2）混合功率脈沖測(cè)試（HPPC）

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

• SOC間隔：10%SOC。

• 測(cè)試方法：HPPC測(cè)試通過施加脈沖電流，測(cè)量電池系統(tǒng)的電壓響應(yīng)，從而計(jì)算內(nèi)阻和功率。

HPPC 測(cè)試示意圖

典型脈沖充放電測(cè)試的電流曲線和電壓曲線。

典型脈沖充放電測(cè)試的電流曲線和電壓曲線

三、能量效率測(cè)試：系統(tǒng)損耗的放大鏡

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(zhuǎn)化過程中的損耗。測(cè)試需在開啟熱管理系統(tǒng)下進(jìn)行，模擬真實(shí)充電場(chǎng)景：

• 影響因素：高溫下化學(xué)副反應(yīng)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?！?5%，低于90%則需優(yōu)化BMS策略。

能量效率測(cè)試主要目的是評(píng)估電池包在充放電過程中的能量轉(zhuǎn)換效率和能源利用率。針對(duì)不同類型的應(yīng)用場(chǎng)景，測(cè)量能量效率的方法存在一定的差異。

1）高功率應(yīng)用：重點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)在高倍率能量回饋時(shí)的回收和利用效率

測(cè)試方法：可能包括模擬高倍率充放電循環(huán)，測(cè)量能量回收效率和轉(zhuǎn)換效率，以及評(píng)估系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)負(fù)載條件下的性能表現(xiàn)。

2）高能量應(yīng)用：重點(diǎn)測(cè)試不同環(huán)境溫度下充電的性能

測(cè)試方法：可能包括評(píng)估不同充電策略（如恒流充電、恒壓充電、脈沖充電等）對(duì)電池性能的影響，測(cè)量充電效率，以及分析電池在長(zhǎng)時(shí)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(jī)制進(jìn)行充電，直至達(dá)到充電截止條件，然后在常溫條件下，以相同的放電機(jī)制進(jìn)行放電，驗(yàn)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(cè)試結(jié)果

能量效率測(cè)試中不同溫度下充電能量曲線

四、啟動(dòng)測(cè)試：低溫性能的試金石

高低溫啟動(dòng)功率測(cè)試驗(yàn)證電池在極端環(huán)境下的瞬時(shí)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(cè)電壓是否跌至保護(hù)閾值；

• 標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)GB/T 31467，-20℃啟動(dòng)功率不得低于室溫值的70%。

目的：驗(yàn)證在低溫和低SOC下的啟動(dòng)功率輸出能力

測(cè)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(dòng)功率：

五、自放電測(cè)試：一致性的隱形殺手

自放電率反映電池靜態(tài)存儲(chǔ)時(shí)的電量保持能力，不一致性將導(dǎo)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(dòng)態(tài)模型法：結(jié)合等效電路（如RC模型），通過短時(shí)脈沖解析自放電電阻，24小時(shí)內(nèi)完成篩查。注：電壓降超5mV/周的電芯需拆解分析金屬雜質(zhì)。

不同正極材料的自放電特性顯著影響電池包設(shè)計(jì)：

材料類型

自放電率

適用場(chǎng)景

磷酸鐵鋰（LFP）

（≤2%/月）

儲(chǔ)能、長(zhǎng)壽命需求場(chǎng)景

三元材料（NMC/NCA）

中高（3~5%/月）

電動(dòng)汽車（需BMS強(qiáng)管控）

鈷酸鋰（LCO）

（≥5%/月）

消費(fèi)電子（短期使用）

?? 關(guān)鍵因素：正極活性（如鈷酸鋰易析氧）、負(fù)極SEI膜穩(wěn)定性、電解液純度。

目的：驗(yàn)證動(dòng)力電池系統(tǒng)在長(zhǎng)期擱置狀態(tài)下的荷電保持/恢復(fù)能力，同時(shí)自放電性能測(cè)試中最小監(jiān)控單元的電壓差可以作為系統(tǒng)內(nèi)部是否有內(nèi)短路隱患的依據(jù)。

測(cè)試流程：

六、充電接受能力測(cè)試：快充安全的關(guān)鍵

測(cè)試重點(diǎn)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(cè)溫升≤15℃且無(wú)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(yàn)證動(dòng)力電池系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的可充電能力

測(cè)試流程：

七、壽命測(cè)試：耐久性的終極考驗(yàn)

壽命測(cè)試分兩類場(chǎng)景：

標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)車：模擬NEDC工況，總放電能量達(dá)初始值500倍時(shí)容量≥80%；

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

參考標(biāo)準(zhǔn)：GB/T31484—2015《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法》

工況壽命測(cè)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(dòng)力電池系統(tǒng)的壽命變化趨勢(shì)。

純電動(dòng)乘用車蓄電池工況循環(huán)壽命測(cè)試步驟

結(jié)語(yǔ)

電性能測(cè)試是動(dòng)力電池包品質(zhì)的“守門人”。從容量驗(yàn)證到壽命預(yù)測(cè)，每一步測(cè)試都在為電池的安全、可靠、高效運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。隨著固態(tài)電池、鋰金屬負(fù)極等新技術(shù)涌現(xiàn)，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)將持續(xù)迭代——但核心目標(biāo)始終不變：讓每一度電都物盡其用

行業(yè)趨勢(shì)：2025年新國(guó)標(biāo)擬增“10分鐘快充循環(huán)”測(cè)試（如4C充放電），推動(dòng)快充電池壽命突破1000次。

擊關(guān)注，后臺(tái)回復(fù)基礎(chǔ)知識(shí)"，領(lǐng)取電芯和PACK設(shè)計(jì)資源

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