高低温试验在汽车蓄电池上的测试标准是什么?GB/T 38031-2020

 作者:超级管理员
 日期:2022-09-28
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近日,东风汽车宣布,由东风公司技术中心研发的动力电池系统已通过实车测试,结构耐久性达国家标准3倍以上,续航里程超1000km,也经过高温、高原、极寒等严苛考验,来确保其品质和可靠性。

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动力蓄电池被行业内称为汽车的“心脏”,不仅影响到整车性能、安全、续航等重要指标,更是体现一台车可靠性、稳定性、耐久性背后的核心零部件之一。在事关动力蓄电池的试验中,被测试的动力蓄电池包都要经过58项国家标准验证和106项企业标准验证测试,其中包括:过充、过放、短路、挤压、模拟碰撞、温度、振动、火烧、密封、挤压等,这些检测的目的一方面是提升汽车的安全性和可靠性,另一方面也是为了延长其使用寿命。


现在很多汽车用户在选购新能源汽车时,都会优先考虑汽车动力蓄电池的寿命。目前锂离子电池是使用频率最高的,因为它安全性高、循环使用寿命厂,热稳定性好。当然所有动力蓄电池,只要有运作都会受到温度、潮湿、振动、冲击、盐雾、浸水等多个环境影响,电池动力衰退。


像东风汽车技术研究中心为什么要将时间和精力放在研究电池上,因为只有在提升电池功能优势的同时,更要用安全性和可靠性来延长电池的使用寿命,才能获得用户的青睐。在这些影响电池寿命的环境因素中,高低温性能提高在一定程度上可以促进新能源汽车的技术发展,而对电池的高低温性能研究,也是当前新能源汽车设计人员的一个重要研究方向,因此高低温试验是汽车动力都电池甚至汽车上的电子零部件都必须要做的试验。多禾检测拥有二十多年可靠性检测经验,高低温检测,持有CMA资质认证,检测结果精准可靠,在汽车行业已有多家合作企业。



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温度对汽车蓄电池的性能影响


机舱内环境温度较高时可以增加蓄电池的容量,由于过分重组的电量积累,就会导致电池的使用寿命减少,一般温度每升高1℃,电池容量增加0.8%。下图就能显示出温度影响电池寿命的曲线,60℃时蓄电池的循环寿命是40℃的55%。高温还会使得蓄电池阴阳极板上的活性物质劣化,并过早腐蚀硫化,从而缩短选电池的寿命。


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相对的,机舱内环境温度较低时,蓄电池的实际容量、放电倍率和电压平台都会降低,影响其在整车上的表现,例如续航里程减小。低温使蓄电池电容量减少,容易过度放电,进而缩短蓄电池的寿命。


汽车蓄电池做高低温试验的目的


高低温试验是产品环境可靠性测试中的一项,基本上所有的产品都是在一定的温度环境下存储保持或者工作运行,环境的温度会不断变化,时高时低,比如在温差大的地区,比如在黑夜白天,或者产品在运输、存贮、运行过程中反复进出于高温区、低温区,这种环境下高温可能达到80℃以上,低温可能会达到-40℃以下。就是这种不断变化的温度环境会加速产品的老化,缩短产品的使用寿命,在这种环境下,产品必须具备足够的抗高低温环境的能力,这样产品的研究人员就需要对产品进行高低温测试。


而汽车蓄电池作为新能源汽车的能量源,机舱内的环境随着汽车运行温度升高,汽车停下时温度降低,在这种温度变化的环境中,更需要做高低温试验来检测蓄电池是否可以达标,是不是合格的产品,有的电池遇到高温就爆炸。在检测中,若是结果达不到我们设定的标准,就需要根据测试情况及时控制和调整,降低使用时的危险系数。


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汽车蓄电池做高低温试验的标准


由于汽车蓄电池时常处于高温低温变化、循环的环境中,容易缩短电池的使用寿命,因此对蓄电池在高温和低温工作环境下的保护显得尤为重要。通过标准GB/T 38031-2020,对蓄电池单体和电池包两个产品进行高低温试验,要求如下。


1.高低温加热试验

1)电池单体以制造商规定且不小于1I的电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压,搁置1h,然后按照制造商提供的充电方法进行充电,充电后搁置1h;

2)将试验对象放入温度箱,锂电池单体,温度箱按照5℃/min的速率由试验环境温度22℃±5℃升至130℃±2℃,并保持此温度30min后停止加热;镍氢电池单体,温度箱按照5℃/min的速率由试验环境温度22℃±5℃升至85℃±2℃,并保持此温度2h后停止加热;

3)完成以上试验步骤后,在试验环境温度下观察1h。

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2.高低温循环试验

1)电池单体以制造商规定且不小于1I的电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压,搁置1h,然后按照制造商提供的充电方法进行充电,充电后搁置1h;

2)将试验对象放入温度箱中,按照下方顺序进行一个周期的温度循环,共循环5次;

①将试验对象放进高低温试验箱中,温度从25℃降低到-40℃,时间为60min,降温速率为13/12℃/min;

②试验对象在-40℃的高低温试验箱中继续保持90min;

③试验箱温度升高至25℃,时间为60min,升温速率为13/12℃/min;

④试验箱温度继续升高至85℃,时间为90min,升温速率为2/3℃/min;

⑤试验对象在85℃的高低温试验箱中继续保持110min;

⑥试验箱温度下降至25℃,时间为70min,降温速率为6/7℃/min

3)完成上方试验步骤后,在试验环境温度下观察1h。


3.高低温冲击试验

1)将试验对象置于(-40℃±2℃)~(60℃±2℃)的交变温度环境中,两种极端温度的转换时间在30min以内,试验对象在每个极端温度环境中保持8h,循环5次;

2)完成以上试验步骤后,在试验环境温度下观察2h。


通过测试汽车蓄电池在模拟的高温、低温环境中的静态、动态性能,能测得新能源汽车的性能是否满足高、低温环境的实际应用。随着各汽车企业的竞争,汽车蓄电池在高、低温环境的应用需要具备更好的可靠性和更长的寿命。本文所阐述的是国家标准,汽车企业也会在国家标准上更加严格要求自己公司的产品性能。


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