动力电池剩余寿命测试

剩余寿命测试

动力电池的耐久性与其剩余寿命息息相关，它体现了动力电池系统在不同工作条件下，特别是在极限工况条件下的耐受能力。当前对于动力电池耐久性管理研究侧重于对单一应力或复合多应力作用下的动力电池寿命预测与健康状态评估，从而对可预见的电池故障和失效进行预警或干预。

一方面，在电动汽车的实际应用中，动力电池的寿命通常要求达到10～15年的时间，但相关测试必须满足成本和时间最小化要求。另一方面，考虑到动力电池在实际应用中外界因素复杂多变，且不同应力水平下电池的寿命衰减轨迹也不同，动力电池的剩余寿命测试还应实现对混合应力的解耦，其中混合应力包括充放电倍率、截止电压、SOC区间、温度等。研究表明，借助剩余寿命测试获取动力电池的寿命衰退规律和不同老化状态下的特性，是实现动力电池及系统剩余寿命预测与耐久性快速评价的可行方案。

综上，本书介绍了一套包括不同倍率、不同温度、不同SOC区间和不同下截止电压放电测试在内的剩余寿命测

试方案，该实验的部分测试结果将用于支撑第6章的剩余寿命预测研究。测试步骤具体如下：

方案1：不同倍率的剩余寿命测试(见图2-24)

图2-24 不同倍率的剩余寿命测试

①以0.5C恒流充电至上截止电压，再恒压充电至截止电流0.05C。

②静置5min。

③分别以1C、2C、3.5C放电至下截止电压，再以0.5C 放电至截止电压。

④静置5min，返回步骤①。

⑤每100个循环进行一次常规电性能测试和交流阻抗测试。

方案2：不同温度的剩余寿命测试

将环境模拟设备温度分别设为10℃、25℃和40℃，重复方案1。

方案3：不同SOC区间的剩余寿命测试(见图2-25)

①以0.5C恒流充电至SOC区间上截止点，若是100%SOC情况，则需再恒压充电至截止电流0.05C。

②静置5min。

③分别在0～100%、10%～90%、50%～100%、25%～75%、0～50%、80%～100%、40%～60%、0～20%、90%～100%、20%～30%10个SOC区间和5个不同ΔSOC放电；放电电流均为1C。

④静置5min，返回步骤①。

⑤每100个循环进行一次常规电性能测试和交流阻抗测试。

图2-25 不同SOC区间的剩余寿命测试方案4：不同截止电压的剩余寿命测试(见图2-26)

①以0.5C恒流充电至上截止电压，再恒压充电至截止电流0.05C。

②静置5min。

③以1C恒流分别放电至不同下截止电压2.6V、2.8V 和3.5V（可依据电池参数自行设定），再以0.5C恒流放电至相应的下截止电压2.6V、2.8V和3.5V。

④静置5min，返回步骤①。

⑤每100个循环进行一次常规电性能测试和交流阻抗测试。

图2-26 不同截止电压的剩余寿命测试