T_CSAE 241-2021 电动汽车动力蓄电池剩余寿命评估导则

ICS

43.120CCS T47团体标准T/CSAE241-2021电动汽车动力蓄电池剩余寿命评估导则Guidelines forevaluating theresidual lifeof electricvehicles tractionbattery2021-12-30发布2021-12-30实施中国汽车工程学会发布附录A（资料性）高温加速测试方法测试循环寿命A.1按照如下步骤测试循环寿命）调试好恒温试验箱，使其能在正常工作；a40c±1C）将装好夹具的样品电池置于恒温试验箱中，测试样品搁置不低于；b5h）按进行对应工况的循环测试，记录相关数据c

9.2加速循环寿命的计算A.2高温试验方法是一种截尾寿命试验方法，采用修正的阿伦尼斯（）方程，即公式（）由加速温Arrhenius A.1,度（）条件下的试验循环寿命次数，推算出室温（℃）条件下的电池循环寿命40°C

1.1—20201请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本文件起草单位中汽数据有限公司、江苏华友能源科技有限公司、武汉动力电池再生技术有限公司、蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司、奥动新能源汽车科技有限公司、中创新航科技股份有限公司、浙江新时代中能循环科技有限公司、江西睿达新能源科技有限公司本文件主要起草人徐梓淇、惠怡静、王攀、李龙辉、徐树杰、钱龙、张宇平、杨宇威、张建平、马瑞军、蒋小通、杨思蔚、李剑清、胡嵩、李冬杰、王竞逸、吴蒙、武双贺、何斯超、王睿、关舒丹、张凯璇、许浩、龙伟、韩广璞、李攀、高坡电动汽车动力蓄电池剩余寿命评估导则范围1本文件规定了电动汽车动力蓄电池剩余寿命评估的基本原则、重要因素、一般方法、模型验证和评估结果输出、测试方法和评估结果等本文件适用于电动汽车动力蓄电池在车载使用、梯次利用等工况下的剩余寿命评估规范性引用文件2下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件电动汽车术语GB/T19596电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第部分高功率应用测试规程GB/T

31467.11电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第部分高能量应用测试规程GB/T

31467.22电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T31484电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB/T31486电动汽车远程服务与管理系统技术规范第部分通讯协议及数据格式GB/T

32960.33车用动力电池回收利用梯次利用第部分梯次利用要求GB/T

34015.33再制造机械零件剩余寿命评估指南GB/T34631电动汽车用动力蓄电池安全要求GB38031术语和定义

3、界定的以及下列术语和定义适用于本文件GB/T19596GB/T

346313.1电动汽车electr icveh ic Ie纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的总称[来源:定义GB/T19596,

3.

1.1]

3.2剩余寿命res iduaI Iife动力蓄电池的剩余寿命，为动力蓄电池在车载使用条件下的剩余寿命，或退役动力蓄电池在梯次利用条件下的剩余寿命缩略语和符号4缩略语

4.1下列缩略语适用于本文件蓄电池管理系统（）BMS batterymanagement system健康状态（）SOH stage-of-health开路电压（）OCV OpenCircuit Voltage符号

4.2下列符号适用于本文件小时率放电电流（）,其数值等于额定容量值的I2A1/22小时率放电电流（）,其数值等于额定容量值的L3A1/3剩余寿命评估的基本原则5进行建模和剩余寿命评估应遵循以下准则）对动力蓄电池剩余寿命评估时应综合考虑其制造、服役及失效形式的影响，应收集动力蓄电池制造a工艺、服役状态和故障信息，为剩余寿命评估提供基础数据；）剩余寿命评估方法分为以试验检测建模为主的剩余寿命评估方法和以历史数据建模为主的剩余寿命b评估方法等，应根据具体对象选择其一或兼用；）对动力蓄电池剩余寿命评估时应确定评估方案，并以该评估方案指导动力蓄电池的使用；c）建立评估方案时根据实际需要，宜结合采用测试和基于历史数据分析等评估方法；d）评估方案应依据特定评估对象的主要退役原因（下降、功率下降、内阻提升、物理损伤等）和使e SOH用（车载使用、梯次利用）的工况要求来确定；）剩余寿命评估工作时，鼓励采用以历史数据建模为主的剩余寿命评估方法测算表征的寿命曲线；f）采用寿命评估方法时应考虑成本和效率；g）提倡企业间共享评估方法结果和模型h剩余寿命评估工作的重要因素6剩余寿命评估的测试和建模工作应考量以下重要因素）应避免测试工艺对动力蓄电池及测试设备造成损伤；a）寿命评估时动力蓄电池的存放、周转、安装、调试等，应避免再次损伤；b）评估设备应符合国家规定的计量要求，保持设备精度稳定；c）寿命评估人员应进行专门培训；d）应对寿命评估过程进行记录和存档管理，作为后续处理的依据；e）所建模型评估结果误差宜不超过f10%o剩余寿命评估的一般方法7剩余寿命评估的方法

7.1基于电性能状态和全生命周期循环寿命曲线进行分析，评估剩余寿命评估剩余寿命的方法，按式（）1进行计算RLx,s=RLx,o-Lx,s式中:次电池在对应工况下使用，达到特定退役条件的剩余寿命，指对应工况，如车载工况、梯RLx,si x工况等;电池在对应工况下使用，初始状态的剩余寿命；RLXQ-已使用寿命在对应工况下的评估值，对于新电池，Lx,s=0Lx,S以试验检测建模为主的剩余寿命评估方法

1.

1.12评估方法

1.

1.

22.1评估方法如下）建立某一型号电池单体、模组、包对应的全生命周期循环寿命模型；a）对该型号电池单体、模组、包，试验测得一定充放电倍率、特征温度下的内阻、电池容量和变b0CV化情况等电性能状态数据；）根据所测得的数据，对应全生命周期循环模型，评估对应的剩余循环寿命c全生命周期循环寿命模型建立

1.

1.3按照所述车载工况、梯次储能或低速动力等工况的循环寿命测试方法，对新品的电池单体、模组、

9.2包进行全生命周期循环寿命测试，或按附录所述加速循环寿命测试方法对新品的电池单体、模组、包A.2进行全生命周期循环寿命测试，并绘制电性能-循环次数曲线，建立全生命周期循环寿命模型动力电池电性能状态测试

1.

1.4按照所述电性能状态测试方法对退役电池单体、模组、包进行一定充放电倍率、特征温度下的内

9.3阻、电池容量等测试，获取电性能状态数据动力电池剩余寿命评估

1.

1.5基于动力电池电性能状态，参考式（）利用所构建的模型计算剩余寿命1,以历史数据建模为主的剩余寿命评估方法

7.3评估方法

7.

3.1评估方法如下）获得电池原始出厂参数、历史运行参数和基于实测的电性能状态数据；a）根据这些参数，建立寿命预测模型；b）对动力电池进行剩余寿命预测c o原始出厂参数、历史运行参数和电性能状态数据获取

7.

3.2获取包括且不限于表中的，基于的电池历史运行数据1GB/T

32960.3表动力电池剩余循环寿命预测模型历史数据参数表1序号参数项序号参数项原始出厂标称容量最高温度值15报文时间最低温度值26总电流单体电池温度值列表374S0C按照所述方法对退役电池单体、模组、包进行电性能状态测试，或与相关企业协商，获取额定容量、

9.3额定能量、初始容量、初始能量、标准循环寿命、工况循环寿命等电性能状态数据寿命预测模型构建

7.

3.3企业基于测试数据和历史数据，通过数学建模的方式针对不同工况特征和状态限值，进行寿命预测模型构建，模型与测试数据的拟合优度

（2）不低于R95%对于车载电池退役后的梯次利用寿命评估场景需要综合考虑储能、基站备电、低速动力等梯次利用场景下的充放电倍率、充放电深度、充放电温度等因素，构建已使用的车载寿命与已使用的梯次工况寿命转换评估方法，或车载剩余寿命与梯次工况剩余寿命的转换评估方法动力电池剩余寿命评估

7.

3.4基于动力电池历史数据等参数，参考式（）利用所构建的模型计算剩余寿命1,其他剩余寿命评估方法

7.4其他剩余寿命评估方法应基于实践验证得到验证和评估结果输出

1.1模型验证方法

1.3基于构建的寿命预测模型，带入当前测定参数和历史数据，计算预测剩余寿命评估剩余寿命的结果应表示为£的形式，其中为模型测定的电池剩余寿命，表示基于模型精RL±RL e度计算而得的预测结果误差，按式进行计算

9.1除另有规定外，试验应在温度为25℃±5°C、相对湿度为15%〜90%,大气压力为861^@~1061^@的环境中进行本标准所提到的室温，是指℃℃25±2o循环寿命测试

9.2车载工况循环寿命测试

9.

2.1参照中的相关要求，根据混合动力乘用车用功率型蓄电池、混合动力商用车用功率GB/T31484—2015型电池、纯电动乘用车用能量型蓄电池、纯电动商用车用能量型蓄电池等类型的电池要求进行对应测试测试完成后应记录测试条件和电性能测试数据梯次工况循环寿命测试储能、基站备电领域梯次工况循环寿命测试

9.

2.

2.1测试步骤如下在℃℃下，动力蓄电池以电流放电，动力蓄电池电压降至企业技术条件规定的放电终a25±

21.513A止电压时停止放电，静置；lh然后在℃℃条件下以恒流充电，至动力蓄电池电压达企业技术条件中规定的充电终止b25±

21.5%A电压时转恒压充电，至充电电流降至时停止充电，完成后静置；3/10A Alh动力蓄电池在℃下以电流放电，动力蓄电池电压降至企业技术条件规定的放电终止c25±2°C

1.513A电压时停止放电，完成后静置；lh重复步骤如果动力蓄电池放电容量小于出厂标称容量的则终止试验否则，累计测试d b〜c40%,至次，终止试验，记录所有测试数据2000低速动力领域梯次工况循环寿命测试

9.

2.

2.2测试步骤如下在℃℃下，动力蓄电池以电流放电，动力蓄电池电压降至企业技术条件规定的放电终止a25±2IL A电压时停止放电，静置；lh）然后在℃℃条件下以（）恒流充电，至动力蓄电池电压达企业技术条件中规定的充电终止b25±

20.4L A电压时转恒压充电，至充电电流降至（）时停止充电，完成后静置；

0.04L Alh）动力蓄电池在℃下以（）电流放电，动力蓄电池电压降至企业技术条件规定的放电终止电c25±2°C ILA压时停止放电，完成后静置；1hd）重复步骤b）〜c）如果动力蓄电池放电容量小于出厂标称容量的40%,则终止试验否则，累计测试至次，终止试验，记录所有测试数据2000电性能状态测试方法

1.3容量测试方法

9.

3.1测试方法如下）以（）放电至企业规定的放电终止条件；a ILA）搁置不低于或企业规定的搁置时间（不高于）；b30min60min）试验温度下，依据以下方法充电以（）电流恒流充电至充电截止电压后转恒压充电，在恒压充电c ILA阶段，当充电电流小于充电截止电流时停止充电；或按电池生产商要求进行充电，总充电时长应不超过；8h）搁置不低于或企业规定的搁置时间（不高于）；d30min60min）以（）放电至放电截止电压或企业规定的放电终止条件；e ILA）计算步骤）放电容量（以计）f eAh内阻测试方法

9.

3.2根据电池以高功率应用或高能量应用为目的，采用中所述方法或中GB/T

31467.

17.2GB/T

31467.

27.2所述方法其他电性能状态测试方法

9.

3.3其他电性能状态测试方法参照相关标准执行评估结果10针对某一型号的某动力蓄电池，采用适当的剩余寿命评估方法，并结合其实际使用状态和参数，给出建议使用工况的结论，针对可用于梯次利用的，需注明所判断的剩余寿命值和应用场景。