动力电池包PACK制造工艺系列⑥：电性能测试——续航与寿命相关

电池包PACK制造工艺系列①：电芯预处理——电芯一致性如何保证及解决！

电池包PACK制造工艺系列②：模组或CTP模块装配——电池包的“高阶积木”如何装配？

动力电池包PACK制造工艺系列③：激光焊接——强劲的动力粘合剂

动力电池包PACK制造工艺系列④：模组入箱及高低压组装——电池包制造的后半段艺术

动力电池包PACK制造工艺系列⑤：电池包Pack成品封装——箱盖封装及IP防水防尘

在动力电池包（PACK）的制造工艺中，电性能测试是确保电池续航能力和使用寿命的核心环节。通过系统化的测试方法，可精准评估电池在实际工况下的性能边界与衰减规律。接下来将深入解析七大关键测试项目，揭示其技术原理与行业标准。

常规的电性能测试内容：容量和能量测试、功率和内阻测试、能量效率测试、启动测试、自放电测试、充电接受能力测试、寿命测试等

容量测试通过恒流放电法（如1C倍率）测量电池从满电状态至截止电压释放的总电量（Ah），反映电池的储能上限。能量测试（Wh）则记录放电过程中的电压-电流积分值，直接关联车辆续航里程。

关键标准

• 温度适应性：需在室温（25±2℃）、高温（40℃）及低温（-20℃）下分别测试，验证环境适应性；

• 判定依据：实际容量需满足额定容量的97%-110%，否则需重新标定。

主要目的：测点电池系统在不同条件下的可用容量和能量

一般，对测试结果影响较大的是环境温度，放电机制也有一定影响

相同温度下不同倍率放电容量曲线

相同环境下，放电倍率越大，系统的放电容量越小。例如，同一辆电动车在高速行驶工况下，行驶距离就小；而低速行驶工况下，则可以行驶更长的距离。

环境温度越低，系统的放电容量越小。低温环境下，电车的能量（行驶距离）往往需要打折扣。

功率密度（W/kg）体现电池高倍率充放电能力，直接影响车辆加速性能。测试时通过脉冲放电法（如18s放电+10s充电）模拟急加速场景，测量瞬时输出功率。内阻测试（DCR）则揭示电池内部损耗：

• 方法：采用10s恒流放电（如1C），根据公式 DCR=ΔU/I 计算（ΔU为电压降）；

• 意义：内阻突增超30%预示极片老化或电解液干涸，需提前预警。

02 功率和内阻测试

内容：测定电池系统在不同温度下的可用功率和直流内阻

主要标准：ISO 12405和FreedomCAR

功率和内阻-ISO 12305测试工况示意图

功率与内阻测试是评估电池系统性能的重要方法，主要涉及高低温环境下的测试步骤和混合功率脉冲测试（HPPC）。

1）高低温环境下功率与内阻测试

测试步骤：

2）混合功率脉冲测试（HPPC）

• 测试目的：测定电池系统在10%SOC~90%SOC范围内的直流内阻和可用功率。

• SOC间隔：10%SOC。

• 测试方法：HPPC测试通过施加脉冲电流，测量电池系统的电压响应，从而计算内阻和功率。

HPPC 测试示意图

典型脉冲充放电测试的电流曲线和电压曲线。

典型脉冲充放电测试的电流曲线和电压曲线

能量效率（η）定义为放电能量与充电能量的比值，反映电池转化过程中的损耗。测试需在开启热管理系统下进行，模拟真实充电场景：

• 影响因素：高温下化学副反应加剧，效率下降显著。例如，快充模式比慢充效率低约4%；

• 行业阈值：成熟电池包η通常≥95%，低于90%则需优化BMS策略。

能量效率测试主要目的是评估电池包在充放电过程中的能量转换效率和能源利用率。针对不同类型的应用场景，测量能量效率的方法存在一定的差异。

1）高功率应用：重点测试系统在高倍率能量回馈时的回收和利用效率

测试方法：可能包括模拟高倍率充放电循环，测量能量回收效率和转换效率，以及评估系统在动态负载条件下的性能表现。

2）高能量应用：重点测试不同环境温度下充电的性能

测试方法：可能包括评估不同充电策略（如恒流充电、恒压充电、脉冲充电等）对电池性能的影响，测量充电效率，以及分析电池在长时间充电和放电循环中的性能退化。

在常温、高温和低温条件下，以制造商规定的充电机制进行充电，直至达到充电截止条件，然后在常温条件下，以相同的放电机制进行放电，验证不同条件下的充电可用容量和能量。

某电池包样品能量效率测试结果

能量效率测试中不同温度下充电能量曲线

高低温启动功率测试验证电池在极端环境下的瞬时放电能力：

• 方法：-20℃环境中，以Imax（最大允许电流）放电10s，监测电压是否跌至保护阈值；

• 标准：根据GB/T 31467，-20℃启动功率不得低于室温值的70%。

目的：验证在低温和低SOC下的启动功率输出能力

测试方法：恒压放电，并将制造商规定的最大脉冲放电电流作为电流上线，采集放电脉冲末端的电压U和电流I。

第i次恒压放电平均功率：

低温启动功率：

自放电率反映电池静态存储时的电量保持能力，不一致性将导致模组SOC失衡。主流方法包括：

静态电压降法：满电静置28天，电压降≤1mV/天为合格；

动态模型法：结合等效电路（如RC模型），通过短时脉冲解析自放电电阻，24小时内完成筛查。注：电压降超5mV/周的电芯需拆解分析金属杂质。

不同正极材料的自放电特性显著影响电池包设计：

材料类型

自放电率

适用场景

磷酸铁锂（LFP）

（≤2%/月）

储能、长寿命需求场景

三元材料（NMC/NCA）

中高（3~5%/月）

电动汽车（需BMS强管控）

钴酸锂（LCO）

（≥5%/月）

消费电子（短期使用）

📌 关键因素：正极活性（如钴酸锂易析氧）、负极SEI膜稳定性、电解液纯度。

目的：验证动力电池系统在长期搁置状态下的荷电保持/恢复能力，同时自放电性能测试中最小监控单元的电压差可以作为系统内部是否有内短路隐患的依据。

测试流程：

测试重点为不同SOC下的最大充电电流：

• 方法：阶梯式增加充电电流（如0.5C→2C），监测温升≤15℃且无电压振荡；

• 安全红线：80%SOC后电流需线性下降，防止析锂（如NCM电池≤1C）。

目的：验证动力电池系统在不同状态下的可充电能力

测试流程：

寿命测试分两类场景：

标准循环寿命（GB/T 31484）：

• 1C充放电循环1000次，容量保持率≥80%；

工况循环寿命

• 纯电动车：模拟NEDC工况，总放电能量达初始值500倍时容量≥80%；

• 混合动力车：主放电（80%→30%SOC）与主充电（30%→80%SOC）交替循环，验证功率衰减≤15%。

参考标准：GB/T31484—2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》

工况寿命测试目的：可以在一定程度上体现快速充放电模拟工况下动力电池系统的寿命变化趋势。

纯电动乘用车蓄电池工况循环寿命测试步骤

电性能测试是动力电池包品质的“守门人”。从容量验证到寿命预测，每一步测试都在为电池的安全、可靠、高效运行提供数据支撑。随着固态电池、锂金属负极等新技术涌现，测试标准将持续迭代——但核心目标始终不变：让每一度电都物尽其用

行业趋势：2025年新国标拟增“10分钟快充循环”测试（如4C充放电），推动快充电池寿命突破1000次。

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