【導(dǎo)讀】加速因子AccelerationFactor–測(cè)試的日歷壽命和壽命的比。電池的電流，由電池的電壓變化除以電流變化和電池的活性表面積定義，ohm-cm2。有效容量AvailableCapacity–在兩個(gè)荷電態(tài)條件下，指定在SOCMAX和SOCMIN之間裝置的容量。，在SOCMAX處的HPPC脈沖制度性能檢測(cè)后以1C恒流放電進(jìn)行測(cè)試。間在本手冊(cè)中有區(qū)別，因?yàn)樵趬勖_(kāi)始前早期的一些測(cè)試中電池的性能可能會(huì)發(fā)生衰減。壽命測(cè)試的影響分析的根據(jù)是BOL性能的變化。1C率C1/1Rate–相應(yīng)于一全充電裝置在1h內(nèi)達(dá)到完全放電的倍率。另外，此倍率相當(dāng)于生產(chǎn)。1C率是對(duì)功率輔助應(yīng)用的參考放電倍率；其他的應(yīng)用可能有不同的參考倍率。態(tài)下放出的容量，通常以C1/1倍率的恒流放電做參考，使用的容量在測(cè)試開(kāi)始時(shí)確定。它通常從根據(jù)RPT結(jié)果決定，并且它可能不與循環(huán)壽命測(cè)試的壽命能力完全吻合（特別。是在高溫條件下進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試時(shí)可能更不相吻合）。在壽命結(jié)束時(shí)所執(zhí)行的測(cè)試制度。的次數(shù)不等于FreedomCAR目標(biāo)的循環(huán)壽命次數(shù)。到測(cè)試計(jì)劃中規(guī)定的判別標(biāo)準(zhǔn)還是由于測(cè)試不能繼續(xù)進(jìn)行而引起。

　　

【正文】 路狀態(tài)下模擬在電動(dòng)車(chē)應(yīng)用中的備用條件來(lái)進(jìn)行。循環(huán)壽命測(cè)試將在不同的功率制度下進(jìn)行，沒(méi)有任何要Liion 電池壽命驗(yàn)證測(cè)試手冊(cè) 30 求電池超出它們的性能等級(jí)，對(duì)于核心矩陣的測(cè)試條件在整個(gè)壽命測(cè)試持續(xù)期間將不變化，除了進(jìn)行周期性的參考性能測(cè)試將溫度從指定的測(cè)試溫度下降到參 考溫度然后恢復(fù)到測(cè)試溫度。對(duì)于技術(shù)壽命驗(yàn)證測(cè)試設(shè)備的一般要求在附錄 E提供。 不同組的電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該條件下進(jìn)行測(cè)試的電池不包括緊接著的備用壽命（日歷壽命）測(cè)試方法的負(fù)載加壓。加壓的電池包括一些類(lèi)型的工作負(fù)載循環(huán)，緊跟著循環(huán)壽命（工作）測(cè)試方法。 備用壽命（日歷壽命）測(cè)試 測(cè)試裝置要求和特殊的日歷壽命方法如下： 日歷壽命測(cè)試裝置要求 特殊的日歷壽命測(cè)試裝置和控制要求如下 ? 所有日歷壽命測(cè)試的電池 暴露在測(cè)試溫度期間將保持開(kāi)路狀態(tài)。 ? 電池電壓將用標(biāo)準(zhǔn)高阻抗傳感電路控制，電壓數(shù)據(jù)的記錄每 1h一次，或依賴(lài)于測(cè)試溫度。 ? 當(dāng)電池自放電到對(duì)應(yīng)與 SOCMIN的電壓時(shí) 2，將以指定的倍率（如 1C）重新充電到日歷壽命的 SOC。對(duì)此重新充電的操作，測(cè)試和記錄總的需求容量，包括最終的錐形電流充電。 ? 在任何給定測(cè)試溫度的電池應(yīng)當(dāng)放置在單個(gè)可控溫度的箱體內(nèi)，有足夠的防備使電池保持在波動(dòng)范圍很小的均衡的溫度下。 ? 所有在給定測(cè)試溫度的電池必須在 RPT之間固定的時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)進(jìn)行 RPTs測(cè)試。 ? 無(wú)論合適 只要可能，對(duì)于整個(gè)壽命測(cè)試的給定的電池所有的 RPTs應(yīng)當(dāng)采用相同的測(cè)試設(shè)備。 日歷壽命測(cè)試方法 接著初始的 MPPC參考性能測(cè)試，下面的測(cè)試操作序列按照表 （或者詳細(xì)的測(cè)試計(jì)劃）直到對(duì)于每一個(gè)指定的日歷壽命測(cè)試電池達(dá)到測(cè)試結(jié)束條件。 1. 加熱： ? 在由測(cè)試矩陣說(shuō)明的 SOC處將電池充電到一穩(wěn)定的 SOC條件 3。（對(duì)穩(wěn)定 SOC的條件更詳細(xì)的信息見(jiàn)術(shù)語(yǔ)）將電池在開(kāi)路條件下放置。 ? 按照指定的速度將電池溫度升高到指定的測(cè)試溫度； ? (僅對(duì)于壽命測(cè)試間隔，在測(cè) 試溫度下進(jìn)行一次 MPPC測(cè)試。 ) 2. 在測(cè)試溫度處的擱置 ? 在開(kāi)路擱置期間，如附錄 E指定的，監(jiān)控和記錄電池電壓和溫度； 2 如果在等于或小于 SOCMIN 處測(cè)試，要求生 產(chǎn)商指定的電壓限制低于此值。 3 除了其他定義，指定意味著為對(duì)于電池壽命測(cè)試計(jì)劃的指定測(cè)試計(jì)劃。加熱和冷卻的參數(shù)限制有必要是技術(shù)獨(dú)立和設(shè)備獨(dú)立的。 Liion 電池壽命驗(yàn)證測(cè)試手冊(cè) 31 ? 如果電池自放電到對(duì)應(yīng)與 SOCMIN的電壓，將電池重新充電到日歷壽命的 SOC。 3. 在測(cè)試溫度處的參考測(cè)試： ? 當(dāng)達(dá)到指定的 RPT間隔時(shí)，進(jìn)行 MPPC測(cè)試。 ： ? 以指定的速度將電池溫度降低到參考溫度 (30℃ )。 ? 進(jìn)行 MPPC測(cè)試。 ? 如果壽命測(cè)試是連續(xù)進(jìn)行，返回到上面步驟 1。 . 循環(huán)壽命 (工作 )測(cè)試 測(cè)試裝置要求和指定的循環(huán)壽命方法在下面描述。用在循環(huán)壽命測(cè)試中特定功率制度的發(fā)展將用參考文獻(xiàn) 13的方法。 特定的循環(huán)壽命測(cè)試裝置要求如下： ? 循環(huán)壽命測(cè)試將用基于功率的制度進(jìn)行，在指定的 SOC處規(guī)定保持充電中性。 ? 功率制度基于合適 FreedomCAR目標(biāo)應(yīng)用要求（對(duì)于特殊的應(yīng)用制度見(jiàn)參考文獻(xiàn) 811）。 測(cè)試結(jié)束的條件將在壽命測(cè)試程序的測(cè)試計(jì)劃中定義。通常測(cè)試結(jié)束條件包括：（ a） RPT性能低于 FreedomCAR目標(biāo)；或（ b）有足夠的數(shù)據(jù)表明電池壽命在所要求的置信度內(nèi)。不能進(jìn)行所要求的測(cè)試制度是測(cè)試結(jié)束的自動(dòng)條件。 追加壽命測(cè)試 追加壽命測(cè)試的目的是評(píng)價(jià)在電池壽命工作和參考測(cè)試條件中潛在的重大變化的影響。已經(jīng)分辨出三個(gè)這樣的變化作為候選者，包含在技術(shù)壽命驗(yàn)證程序中。其他的變化對(duì)于某些技術(shù)可能是合適的。因?yàn)閭溥x技術(shù)被期望對(duì)這些變化敏感，追加的壽命測(cè)試被有計(jì)劃的來(lái)驗(yàn)證與從核心矩陣得到的相似測(cè)試進(jìn)行比較的無(wú)效假設(shè)。這減少了在核心矩陣中要求的測(cè)試條件的數(shù)量，對(duì)本質(zhì)上的日歷和循環(huán)變化。這三個(gè)分辨的追加測(cè)試變化為（ 1）結(jié)合日歷和 循環(huán)壽命條件的交替序列來(lái)驗(yàn)證電池性能衰降的路徑的獨(dú)立性；（ 2）作為周期性 RPT制度一部分的冷啟動(dòng)應(yīng)用；Liion 電池壽命驗(yàn)證測(cè)試手冊(cè) 32 （ 3）在低溫下的循環(huán)。對(duì)于這些追加壽命測(cè)試的測(cè)試設(shè)備要求和方法在下一部分提供。 結(jié)合日歷和循環(huán)壽命測(cè)試 對(duì)于結(jié)合日歷和循環(huán)壽命追加測(cè)試的要求和方法等同于在核心壽命測(cè)試矩陣中相應(yīng)的電池組。兩組電池中少的一個(gè)將用下面的方法測(cè)試。 循環(huán)壽命 /日歷壽命次序 一組將在指定的循環(huán)壽命測(cè)試條件下測(cè)試，直到在給定件下 ASI值升高到電池期望 ASI值平均值的一半。然后對(duì)于其余的測(cè)試計(jì)劃，將電池 在指定的日歷壽命測(cè)試條件下繼續(xù)進(jìn)行。 日歷壽命 /循環(huán)壽命序列 第二組將在指定的日歷壽命測(cè)試條件下進(jìn)行測(cè)試，直到其 ASI平均值升高到與第一組循環(huán)壽命轉(zhuǎn)向日歷壽命制度時(shí)相同（ ）。這些電池將對(duì)于剩余的測(cè)試計(jì)劃，在指定循環(huán)壽命測(cè)試條件下繼續(xù)進(jìn)行。 冷啟動(dòng)功率驗(yàn)證測(cè)試 在此追加壽命測(cè)試中將用兩組電池。一組將作為核心壽命測(cè)試矩陣條件中的一個(gè)在相同（升高）溫度處進(jìn)行日歷壽命測(cè)試。第二組將作為核心壽命測(cè)試矩陣條件的一個(gè)在相同（升高）的測(cè)試溫度進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試和脈沖功率制 度。 在整個(gè)測(cè)試計(jì)劃期間每一個(gè)指定的 RPT間隔兩組都將進(jìn)行冷啟動(dòng)測(cè)試。對(duì)于日歷壽命、循環(huán)壽命和冷啟動(dòng)測(cè)試的要求和方法與先前指出的一樣。冷啟動(dòng)測(cè)試將被插入進(jìn)兩個(gè)壽命測(cè)試序列（ ），在參考溫度處正常的 MPPC測(cè)試完成之后，如下： 在 SOCMIN處的 MPPC制度完成之后， a. 將電池充電到 SOCMAX,，包括錐形電流充電到指定的終止的小電流。 b. 在指定的速度下將電池溫度降低到冷啟動(dòng)測(cè)試指定的溫度。 c. 按照 。 d. 以最低 1C恒流將電池放電到 SOCMIN ，包括錐形電流放電到指定的終止的小電流。 e. 進(jìn)行冷啟動(dòng)測(cè)試制度。 f. 以指定的速度將電池溫度升高到指定參考溫度。 然后返回到步驟 1再繼續(xù)進(jìn)行壽命測(cè)試制度。 低溫工作測(cè)試 在此追加壽命測(cè)試中將使用兩組電池。這兩組電池均在 SOCMAX處進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試，每一組在低于參考溫度的不同的指定溫度下進(jìn)行。對(duì)兩組的功率制度相同，有一由生產(chǎn)商指定的限制的脈沖反饋功率。將開(kāi)發(fā)特殊的功率制度并且與 FreedomCAR和生產(chǎn)商意見(jiàn)一致。將應(yīng)用于兩個(gè)測(cè)試溫度，預(yù)料兩組之 間壽命測(cè)試將沒(méi)有差異。 注意正常的參考測(cè)試在低溫下將不進(jìn)行。 接著初始 MPPC參考性能測(cè)試，指定低溫循環(huán)壽命測(cè)試下的電池會(huì)帶來(lái)對(duì)應(yīng)于參考溫度下 Liion 電池壽命驗(yàn)證測(cè)試手冊(cè) 33 SOCMAX 的電壓。下面的測(cè)試操作序列對(duì)表 （或詳細(xì)的測(cè)試計(jì)劃中）指定的時(shí)間間隔的整個(gè)測(cè)試計(jì)劃持續(xù)時(shí)間進(jìn)行重復(fù)。 1. 冷卻 : ? 保持電池在開(kāi)路條件； ? 以指定的速度將電池溫度降低到指定溫度。 本部分提供對(duì)整個(gè)計(jì)劃數(shù)據(jù)和結(jié)果的分析的目的和方法。所有的分析將直接得出關(guān)于備選技術(shù)壽命能力的有效結(jié)論。 始特性測(cè)試結(jié)果的分析和報(bào)告要求。主要目的是建立測(cè)試電池的基準(zhǔn)性能，評(píng)價(jià)來(lái)自于核心和壽命測(cè)試矩陣的電池分配和數(shù)量的可變性。 ，來(lái)評(píng)價(jià)技術(shù)服務(wù)壽命的解釋這些數(shù)據(jù)的方法。這兩個(gè)評(píng)價(jià)的主要關(guān)注點(diǎn)是對(duì)于服務(wù)壽命的平均值和 90%的較低的置信度限制，根據(jù)在幾個(gè)測(cè)試條件下的壽命的估計(jì)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 。 其他的數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析方法在附錄 B提供，以及來(lái)自于 DOE’s ATD 計(jì)劃的應(yīng)用實(shí)例。 初始性能 特性測(cè)試結(jié)果 測(cè)試電池群體的基準(zhǔn)性能將在下面的系列分析中建立。對(duì)于此序列的詳細(xì)步驟分別在 和 。 1. 對(duì)電池 OCV~SOC作圖，相對(duì)于 1C容量，來(lái)確定對(duì)應(yīng)于最大和最小工作 SOC的 OCV。（僅針對(duì)選擇電池，數(shù)據(jù)來(lái)自于 ）。 2. 評(píng)估 1C容量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，以及最大和最小工作 SOC之間的有效容量。（所有電池，數(shù)據(jù)來(lái)自于 。） MPPC和 HPPC方法得到的 ASI數(shù)據(jù)評(píng)估在參考溫度下派生出來(lái)的dASI/dT和 調(diào)整過(guò)的 ASI。（僅針對(duì)選擇電池，數(shù)據(jù)來(lái)自于 。） ，以 MPPC方法測(cè)得的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)兩個(gè) SOC限制處的調(diào)整過(guò)的 ASIs的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。（所有電池） 5. 在參考溫度限制下，以 HPPC方法測(cè)得的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)兩個(gè) SOC限制處的調(diào)整過(guò)的 ASIs的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。測(cè)試基于 MPPC的 ASI和基于 HPPC的 ASI相等的無(wú)效假設(shè)。（僅針對(duì)選擇電池） 6. 將分配給核心和追加壽命測(cè)試的電池的 1C容量、最大 SOC處的 ASI、最小 SOC處的 ASI進(jìn)行排列。（所有 電池。） 7. 評(píng)價(jià)所有溫度下測(cè)試的自放電度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。（僅針對(duì)選擇電池，數(shù)據(jù)來(lái)自于Liion 電池壽命驗(yàn)證測(cè)試手冊(cè) 34 。） 8. 評(píng)價(jià)測(cè)試的冷啟動(dòng)功率的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。（僅針對(duì)選擇電池，數(shù)據(jù)來(lái)自于 。） 9. 針對(duì)異常特性，評(píng)價(jià) AC電化學(xué)交流阻抗圖譜（ EIS）。（僅針對(duì)選擇電池，數(shù)據(jù)來(lái)自于 部分。） 10. 從電池之間的生產(chǎn)變化以及 ASI測(cè)量誤差，評(píng)估 ASI數(shù)據(jù)中的噪音量，來(lái)評(píng)價(jià)電池群體中的可變性。 OCV~SOC的確定 對(duì)于每一個(gè)測(cè)試溫度，對(duì)所有電池，將 OCV~SOC作圖，研究 OCV的平均值數(shù)據(jù)與曲線的吻合性，排除異常 OCV的電池 4。 SOC的值是基于每一只電池的實(shí)際容量。 從擬合的曲線，確定所有溫度下對(duì)應(yīng)于 SOCMAX和 SOCMIN 處的 OCV。 容量驗(yàn)證 對(duì)參考溫度下的所有電池，對(duì)于最后的兩次放電循環(huán)，計(jì)算總的 1C放電的平均容量。對(duì)于整個(gè)電池群體，計(jì)算 1C實(shí)際容量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。驗(yàn)證分布顯示為單峰和近似正態(tài)。鑒別超過(guò)平均值三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差之外的容量的電池。 如果必要，排除異常電池后重新計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 并且，對(duì)所有電池，在參 考溫度下，評(píng)價(jià) 1C放電 SOCMAX 和 SOCMIN之間的有效容量。對(duì)于此目的，用從 MPPC測(cè)試得到的測(cè)試容量數(shù)據(jù)。識(shí)別和排除 1C容量異常的電池后，計(jì)算有效容量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 ASI的溫度系數(shù)（選擇電池） 除了僅有的自由溫度測(cè)量誤差，有意調(diào)整程序來(lái)評(píng)估 ASI相關(guān)溫度控制誤差。通常用在參考溫度（ 30℃）和升高溫度 TELEV的 ASI測(cè)量，來(lái)評(píng)價(jià) ASI在參考溫度處對(duì)溫度的敏感性。假設(shè) Arrhenius函數(shù)為： ASIREF = 參考溫度處的 ASI ， 4 可以用多項(xiàng)式擬合得到更好的擬合行為， 但分段式的線性插補(bǔ)給出更寬范圍的有用結(jié)果。 Liion 電池壽命驗(yàn)證測(cè)試手冊(cè) 35 對(duì)于在同一裝置上兩個(gè)溫度 T1和 T2處的任何兩個(gè) ASI測(cè)量值，所有的其他條件相同（如 SOC）。然后得到 ASIREF 值為：（根據(jù)假設(shè)的 Arrhenius 函數(shù)） 注意 T1 和 T2至少一個(gè)要與 TREF不同。 此 ASIREF 計(jì)算值用來(lái)與參考性能測(cè)試的不同的反復(fù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，由于它代表了在參考溫度下裝置 ASI值的最優(yōu)估計(jì)。 在任何正常測(cè)試溫度 TNOMINAL 處的 ASI測(cè)量值可以通過(guò)將 TREF 替換為 TNOMINAL 進(jìn)行折算。這些調(diào)節(jié)將用于從 MPPC參考性能測(cè)試的每一次 ASI測(cè)量。對(duì)指定壽命測(cè)試條件的測(cè)試溫度將 是第二次ASI測(cè)量的數(shù)據(jù)。 脈沖功率驗(yàn)證 (MPPC) 對(duì)于參考溫度下的所有電池，從 MPPC測(cè)試測(cè)量 ASI值，用測(cè)量電池阻抗數(shù)倍的標(biāo)稱(chēng)電極面積來(lái)計(jì)算 ASI。電池阻抗測(cè)量用參考文獻(xiàn) 8附錄 D中 “Lumped Parameter Battery Model” 的電壓和電流的測(cè)量來(lái)計(jì)算。（對(duì)這些電池得到的參數(shù)值應(yīng)當(dāng)記錄在電池?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中以便將來(lái)參考。）按照 ASI值。僅針對(duì)初期特性測(cè)試，對(duì)于大部分電池沒(méi)有用到升高溫度的數(shù)據(jù)，對(duì) 溫度敏感系數(shù)來(lái)調(diào)整ASI值。對(duì)于壽命驗(yàn)證計(jì)劃中指定的目標(biāo)應(yīng)用，對(duì)所有的電池在參考溫度處和兩個(gè) SOC處用 BSF計(jì)算脈沖功率能力。 對(duì)于電池群體，在計(jì)算兩個(gè) SOC處調(diào)整 ASI值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。驗(yàn)證分布是單峰的并且近似正態(tài)。鑒別超過(guò)平均值三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差之外的容量的電池。 如果必要，排除異常電池后重新計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 (HPPC) 對(duì)于都用于 MPPC和 HPPC程序的選擇的測(cè)試電池，計(jì)算在所有 DOD/SOC處和所有溫度下的測(cè)試ASI值。如先前所指出，用參考文獻(xiàn) 8附錄 D中 “Lu mped Parameter Battery Model” 的電池阻抗估計(jì)來(lái)計(jì)算測(cè)量的 ASIs。與在 ，用測(cè)試電池溫度來(lái)得到電池在參考溫度和正常測(cè)試溫度處的調(diào)整的 ASI值。 比較在每個(gè)溫度下和兩個(gè) SOC處用 MPPC得到的和用 HPPC得到的調(diào)整的 ASI值。計(jì)算各分組電池（最少 8只）的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。接著，對(duì)每一溫度和 SOC計(jì)算下面的統(tǒng)計(jì)值 5。