【導讀】加速因子AccelerationFactor–測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脈沖制度性能檢測后以1C恒流放電進行測試。間在本手冊中有區(qū)別，因為在壽命開始前早期的一些測試中電池的性能可能會發(fā)生衰減。壽命測試的影響分析的根據(jù)是BOL性能的變化。1C率C1/1Rate–相應于一全充電裝置在1h內(nèi)達到完全放電的倍率。另外，此倍率相當于生產(chǎn)。1C率是對功率輔助應用的參考放電倍率；其他的應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，使用的容量在測試開始時確定。它通常從根據(jù)RPT結果決定，并且它可能不與循環(huán)壽命測試的壽命能力完全吻合（特別。是在高溫條件下進行循環(huán)壽命測試時可能更不相吻合）。在壽命結束時所執(zhí)行的測試制度。的次數(shù)不等于FreedomCAR目標的循環(huán)壽命次數(shù)。到測試計劃中規(guī)定的判別標準還是由于測試不能繼續(xù)進行而引起。

　　

【正文】 路狀態(tài)下模擬在電動車應用中的備用條件來進行。循環(huán)壽命測試將在不同的功率制度下進行，沒有任何要Liion 電池壽命驗證測試手冊 30 求電池超出它們的性能等級，對于核心矩陣的測試條件在整個壽命測試持續(xù)期間將不變化，除了進行周期性的參考性能測試將溫度從指定的測試溫度下降到參 考溫度然后恢復到測試溫度。對于技術壽命驗證測試設備的一般要求在附錄 E提供。 不同組的電池來實現(xiàn)。在該條件下進行測試的電池不包括緊接著的備用壽命（日歷壽命）測試方法的負載加壓。加壓的電池包括一些類型的工作負載循環(huán)，緊跟著循環(huán)壽命（工作）測試方法。 備用壽命（日歷壽命）測試 測試裝置要求和特殊的日歷壽命方法如下： 日歷壽命測試裝置要求 特殊的日歷壽命測試裝置和控制要求如下 ? 所有日歷壽命測試的電池 暴露在測試溫度期間將保持開路狀態(tài)。 ? 電池電壓將用標準高阻抗傳感電路控制，電壓數(shù)據(jù)的記錄每 1h一次，或依賴于測試溫度。 ? 當電池自放電到對應與 SOCMIN的電壓時 2，將以指定的倍率（如 1C）重新充電到日歷壽命的 SOC。對此重新充電的操作，測試和記錄總的需求容量，包括最終的錐形電流充電。 ? 在任何給定測試溫度的電池應當放置在單個可控溫度的箱體內(nèi)，有足夠的防備使電池保持在波動范圍很小的均衡的溫度下。 ? 所有在給定測試溫度的電池必須在 RPT之間固定的時間間隔內(nèi)同時進行 RPTs測試。 ? 無論合適 只要可能，對于整個壽命測試的給定的電池所有的 RPTs應當采用相同的測試設備。 日歷壽命測試方法 接著初始的 MPPC參考性能測試，下面的測試操作序列按照表 （或者詳細的測試計劃）直到對于每一個指定的日歷壽命測試電池達到測試結束條件。 1. 加熱： ? 在由測試矩陣說明的 SOC處將電池充電到一穩(wěn)定的 SOC條件 3。（對穩(wěn)定 SOC的條件更詳細的信息見術語）將電池在開路條件下放置。 ? 按照指定的速度將電池溫度升高到指定的測試溫度； ? (僅對于壽命測試間隔，在測 試溫度下進行一次 MPPC測試。 ) 2. 在測試溫度處的擱置 ? 在開路擱置期間，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，指定意味著為對于電池壽命測試計劃的指定測試計劃。加熱和冷卻的參數(shù)限制有必要是技術獨立和設備獨立的。 Liion 電池壽命驗證測試手冊 31 ? 如果電池自放電到對應與 SOCMIN的電壓，將電池重新充電到日歷壽命的 SOC。 3. 在測試溫度處的參考測試： ? 當達到指定的 RPT間隔時，進行 MPPC測試。 ： ? 以指定的速度將電池溫度降低到參考溫度 (30℃ )。 ? 進行 MPPC測試。 ? 如果壽命測試是連續(xù)進行，返回到上面步驟 1。 . 循環(huán)壽命 (工作 )測試 測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)壽命測試中特定功率制度的發(fā)展將用參考文獻 13的方法。 特定的循環(huán)壽命測試裝置要求如下： ? 循環(huán)壽命測試將用基于功率的制度進行，在指定的 SOC處規(guī)定保持充電中性。 ? 功率制度基于合適 FreedomCAR目標應用要求（對于特殊的應用制度見參考文獻 811）。 測試結束的條件將在壽命測試程序的測試計劃中定義。通常測試結束條件包括：（ a） RPT性能低于 FreedomCAR目標；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)。不能進行所要求的測試制度是測試結束的自動條件。 追加壽命測試 追加壽命測試的目的是評價在電池壽命工作和參考測試條件中潛在的重大變化的影響。已經(jīng)分辨出三個這樣的變化作為候選者，包含在技術壽命驗證程序中。其他的變化對于某些技術可能是合適的。因為備選技術被期望對這些變化敏感，追加的壽命測試被有計劃的來驗證與從核心矩陣得到的相似測試進行比較的無效假設。這減少了在核心矩陣中要求的測試條件的數(shù)量，對本質上的日歷和循環(huán)變化。這三個分辨的追加測試變化為（ 1）結合日歷和 循環(huán)壽命條件的交替序列來驗證電池性能衰降的路徑的獨立性；（ 2）作為周期性 RPT制度一部分的冷啟動應用；Liion 電池壽命驗證測試手冊 32 （ 3）在低溫下的循環(huán)。對于這些追加壽命測試的測試設備要求和方法在下一部分提供。 結合日歷和循環(huán)壽命測試 對于結合日歷和循環(huán)壽命追加測試的要求和方法等同于在核心壽命測試矩陣中相應的電池組。兩組電池中少的一個將用下面的方法測試。 循環(huán)壽命 /日歷壽命次序 一組將在指定的循環(huán)壽命測試條件下測試，直到在給定件下 ASI值升高到電池期望 ASI值平均值的一半。然后對于其余的測試計劃，將電池 在指定的日歷壽命測試條件下繼續(xù)進行。 日歷壽命 /循環(huán)壽命序列 第二組將在指定的日歷壽命測試條件下進行測試，直到其 ASI平均值升高到與第一組循環(huán)壽命轉向日歷壽命制度時相同（ ）。這些電池將對于剩余的測試計劃，在指定循環(huán)壽命測試條件下繼續(xù)進行。 冷啟動功率驗證測試 在此追加壽命測試中將用兩組電池。一組將作為核心壽命測試矩陣條件中的一個在相同（升高）溫度處進行日歷壽命測試。第二組將作為核心壽命測試矩陣條件的一個在相同（升高）的測試溫度進行循環(huán)壽命測試和脈沖功率制 度。 在整個測試計劃期間每一個指定的 RPT間隔兩組都將進行冷啟動測試。對于日歷壽命、循環(huán)壽命和冷啟動測試的要求和方法與先前指出的一樣。冷啟動測試將被插入進兩個壽命測試序列（ ），在參考溫度處正常的 MPPC測試完成之后，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測試指定的溫度。 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. 進行冷啟動測試制度。 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)進行壽命測試制度。 低溫工作測試 在此追加壽命測試中將使用兩組電池。這兩組電池均在 SOCMAX處進行循環(huán)壽命測試，每一組在低于參考溫度的不同的指定溫度下進行。對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。將開發(fā)特殊的功率制度并且與 FreedomCAR和生產(chǎn)商意見一致。將應用于兩個測試溫度，預料兩組之 間壽命測試將沒有差異。 注意正常的參考測試在低溫下將不進行。 接著初始 MPPC參考性能測試，指定低溫循環(huán)壽命測試下的電池會帶來對應于參考溫度下 Liion 電池壽命驗證測試手冊 33 SOCMAX 的電壓。下面的測試操作序列對表 （或詳細的測試計劃中）指定的時間間隔的整個測試計劃持續(xù)時間進行重復。 1. 冷卻 : ? 保持電池在開路條件； ? 以指定的速度將電池溫度降低到指定溫度。 本部分提供對整個計劃數(shù)據(jù)和結果的分析的目的和方法。所有的分析將直接得出關于備選技術壽命能力的有效結論。 始特性測試結果的分析和報告要求。主要目的是建立測試電池的基準性能，評價來自于核心和壽命測試矩陣的電池分配和數(shù)量的可變性。 ，來評價技術服務壽命的解釋這些數(shù)據(jù)的方法。這兩個評價的主要關注點是對于服務壽命的平均值和 90%的較低的置信度限制，根據(jù)在幾個測試條件下的壽命的估計平均值和標準偏差。 。 其他的數(shù)據(jù)的詳細分析方法在附錄 B提供，以及來自于 DOE’s ATD 計劃的應用實例。 初始性能 特性測試結果 測試電池群體的基準性能將在下面的系列分析中建立。對于此序列的詳細步驟分別在 和 。 1. 對電池 OCV~SOC作圖，相對于 1C容量，來確定對應于最大和最小工作 SOC的 OCV。（僅針對選擇電池，數(shù)據(jù)來自于 ）。 2. 評估 1C容量的平均值和標準偏差，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)來自于 。） MPPC和 HPPC方法得到的 ASI數(shù)據(jù)評估在參考溫度下派生出來的dASI/dT和 調整過的 ASI。（僅針對選擇電池，數(shù)據(jù)來自于 。） ，以 MPPC方法測得的數(shù)據(jù)，評價兩個 SOC限制處的調整過的 ASIs的平均值和標準偏差。（所有電池） 5. 在參考溫度限制下，以 HPPC方法測得的數(shù)據(jù)，評價兩個 SOC限制處的調整過的 ASIs的平均值和標準偏差。測試基于 MPPC的 ASI和基于 HPPC的 ASI相等的無效假設。（僅針對選擇電池） 6. 將分配給核心和追加壽命測試的電池的 1C容量、最大 SOC處的 ASI、最小 SOC處的 ASI進行排列。（所有 電池。） 7. 評價所有溫度下測試的自放電度的平均值和標準偏差。（僅針對選擇電池，數(shù)據(jù)來自于Liion 電池壽命驗證測試手冊 34 。） 8. 評價測試的冷啟動功率的平均值和標準偏差。（僅針對選擇電池，數(shù)據(jù)來自于 。） 9. 針對異常特性，評價 AC電化學交流阻抗圖譜（ EIS）。（僅針對選擇電池，數(shù)據(jù)來自于 部分。） 10. 從電池之間的生產(chǎn)變化以及 ASI測量誤差，評估 ASI數(shù)據(jù)中的噪音量，來評價電池群體中的可變性。 OCV~SOC的確定 對于每一個測試溫度，對所有電池，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際容量。 從擬合的曲線，確定所有溫度下對應于 SOCMAX和 SOCMIN 處的 OCV。 容量驗證 對參考溫度下的所有電池，對于最后的兩次放電循環(huán)，計算總的 1C放電的平均容量。對于整個電池群體，計算 1C實際容量的平均值和標準偏差。驗證分布顯示為單峰和近似正態(tài)。鑒別超過平均值三倍標準偏差之外的容量的電池。 如果必要，排除異常電池后重新計算平均值和標準偏差。 并且，對所有電池，在參 考溫度下，評價 1C放電 SOCMAX 和 SOCMIN之間的有效容量。對于此目的，用從 MPPC測試得到的測試容量數(shù)據(jù)。識別和排除 1C容量異常的電池后，計算有效容量的平均值和標準偏差。 ASI的溫度系數(shù)（選擇電池） 除了僅有的自由溫度測量誤差，有意調整程序來評估 ASI相關溫度控制誤差。通常用在參考溫度（ 30℃）和升高溫度 TELEV的 ASI測量，來評價 ASI在參考溫度處對溫度的敏感性。假設 Arrhenius函數(shù)為： ASIREF = 參考溫度處的 ASI ， 4 可以用多項式擬合得到更好的擬合行為， 但分段式的線性插補給出更寬范圍的有用結果。 Liion 電池壽命驗證測試手冊 35 對于在同一裝置上兩個溫度 T1和 T2處的任何兩個 ASI測量值，所有的其他條件相同（如 SOC）。然后得到 ASIREF 值為：（根據(jù)假設的 Arrhenius 函數(shù)） 注意 T1 和 T2至少一個要與 TREF不同。 此 ASIREF 計算值用來與參考性能測試的不同的反復測量結果進行比較，由于它代表了在參考溫度下裝置 ASI值的最優(yōu)估計。 在任何正常測試溫度 TNOMINAL 處的 ASI測量值可以通過將 TREF 替換為 TNOMINAL 進行折算。這些調節(jié)將用于從 MPPC參考性能測試的每一次 ASI測量。對指定壽命測試條件的測試溫度將 是第二次ASI測量的數(shù)據(jù)。 脈沖功率驗證 (MPPC) 對于參考溫度下的所有電池，從 MPPC測試測量 ASI值，用測量電池阻抗數(shù)倍的標稱電極面積來計算 ASI。電池阻抗測量用參考文獻 8附錄 D中 “Lumped Parameter Battery Model” 的電壓和電流的測量來計算。（對這些電池得到的參數(shù)值應當記錄在電池數(shù)據(jù)庫中以便將來參考。）按照 ASI值。僅針對初期特性測試，對于大部分電池沒有用到升高溫度的數(shù)據(jù)，對 溫度敏感系數(shù)來調整ASI值。對于壽命驗證計劃中指定的目標應用，對所有的電池在參考溫度處和兩個 SOC處用 BSF計算脈沖功率能力。 對于電池群體，在計算兩個 SOC處調整 ASI值的平均值和標準偏差。驗證分布是單峰的并且近似正態(tài)。鑒別超過平均值三倍標準偏差之外的容量的電池。 如果必要，排除異常電池后重新計算平均值和標準偏差。 (HPPC) 對于都用于 MPPC和 HPPC程序的選擇的測試電池，計算在所有 DOD/SOC處和所有溫度下的測試ASI值。如先前所指出，用參考文獻 8附錄 D中 “Lu mped Parameter Battery Model” 的電池阻抗估計來計算測量的 ASIs。與在 ，用測試電池溫度來得到電池在參考溫度和正常測試溫度處的調整的 ASI值。 比較在每個溫度下和兩個 SOC處用 MPPC得到的和用 HPPC得到的調整的 ASI值。計算各分組電池（最少 8只）的平均值和標準偏差。接著，對每一溫度和 SOC計算下面的統(tǒng)計值 5。