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低溫充放電性能試驗(模塊)檢測

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發(fā)布時間：2025-07-24 11:37:39 更新時間：2025-07-23 11:37:39

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作者：中科光析科學技術(shù)研究所檢測中心

引言：低溫充放電性能試驗的重要性

低溫環(huán)境對電池模塊的性能具有顯著影響，特別是在電動汽車、便攜設(shè)備及儲能系統(tǒng)中。由于低溫會導(dǎo)致電解液粘度增加、鋰離子擴散速率降低，從而引起電池內(nèi)阻上升、充放電效率下降、容量衰減甚至安全隱患，因此進行低溫充放電性能試驗至關(guān)重要。本測試針對電池模塊（如鋰離子或鉛酸電池組），模擬極端低溫條件（通常設(shè)置于-20°C至0°C范圍），以評估其在寒冷環(huán)境下的實際運行能力。試驗不僅幫助制造商優(yōu)化設(shè)計、提升產(chǎn)品可靠性，還為終端用戶提供安全保證，避免電池在冬季環(huán)境中的意外故障。模塊級別的測試強調(diào)了系統(tǒng)集成后的整體穩(wěn)定性，區(qū)別于單體電池測試，需要考慮模塊內(nèi)電芯間的熱分布和連接問題。通過標準化流程，該試驗為新能源行業(yè)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，推動電池技術(shù)在高寒地區(qū)的應(yīng)用拓展。

檢測項目

低溫充放電性能試驗(模塊)的核心檢測項目聚焦于電池模塊在低溫下的關(guān)鍵性能指標。主要包括：放電容量（評估在特定低溫下的有效放電能量，單位為Ah或Wh）、充電效率（測量低溫充電時的能量輸入與輸出比率，以百分比表示）、內(nèi)阻變化（檢測溫度下降時模塊內(nèi)部電阻的增量，反映動力學性能衰退）、循環(huán)壽命（模擬多次充放電循環(huán)后容量的保持率，預(yù)測長期耐用性）、以及自放電率和電壓平臺穩(wěn)定性（監(jiān)控模塊在低溫儲存期間的電壓波動）。這些項目共同量化模塊的綜合可靠性，確保其在嚴寒環(huán)境中的高效運行和安全保障。

檢測儀器

執(zhí)行低溫充放電性能試驗需要專業(yè)化的儀器設(shè)備，確保測試的精確性和可重復(fù)性。主要儀器包括：恒溫箱（用于模擬低溫環(huán)境，溫度控制精度需達±1°C，范圍覆蓋-40°C至室溫）、電池測試系統(tǒng)（如Arbin或Maccor測試儀，控制充放電電流、電壓和循環(huán)協(xié)議）、溫度傳感器（嵌入模塊內(nèi)部監(jiān)測熱分布）、數(shù)據(jù)采集與處理單元（實時記錄電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)）、以及安全監(jiān)控設(shè)備（如過壓/過流保護裝置）。這些儀器需定期校準，以保證測試結(jié)果的準確性和符合標準化要求。

檢測方法

低溫充放電性能試驗的檢測方法基于標準化的步驟，確保測試的一致性和可比較性。典型流程包括：首先，將電池模塊置于恒溫箱中，設(shè)置目標低溫（如-20°C），并穩(wěn)定溫度至少2小時以減少熱慣性影響；其次，執(zhí)行充放電循環(huán)，應(yīng)用恒定電流-恒壓充電（CC-CV）或脈沖放電協(xié)議，測量關(guān)鍵參數(shù)（如放電容量和效率）；之后，重復(fù)循環(huán)多次（例如5-10次）以評估性能衰退；最后，恢復(fù)模塊至室溫并分析數(shù)據(jù)，生成報告。方法強調(diào)環(huán)境控制、參數(shù)記錄和安全預(yù)防，避免測試過程中出現(xiàn)熱失控風險。

檢測標準

低溫充放電性能試驗須遵循嚴格的檢測標準，以確保全球范圍內(nèi)的互認性和規(guī)范性。主要參考標準包括：中國國家標準GB/T 31484-2015（《電動汽車用鋰離子電池模塊性能要求》，規(guī)定了低溫下的容量和循環(huán)測試方法）、國際電工委員會標準IEC 62660系列（如IEC 62660-2，聚焦于動力電池模塊的低溫性能測試）、以及UN38.3（聯(lián)合國危險品運輸測試標準，涵蓋低溫環(huán)境下的安全評估）。這些標準詳細定義了測試條件、參數(shù)閾值和報告格式，推動行業(yè)向高寒應(yīng)用領(lǐng)域拓展。符合標準是產(chǎn)品認證和市場準入的基礎(chǔ)。