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ICS
43.080CCS T47团体标准T/CSAE184-2021电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法Evaluation indexand estimationerror testmethod ofstate ofhealthfor powerbattery forelectric vehicles发布实施2021-05-062021-05-06中国汽车工程学会发布所有测试仪表、设备应具有足够的精度和稳定度，其精度应高于被测指标精度至少一个数量级或误差小于被测参数允许误差的1/3,详细指标需满足以下要求a）电压测量装置不低于
0.5级；b）电流测量装置不低于
0.5级；c）温度测量装置±
0.5℃;d）时间测量装置
0.02s；e）容量测量装置不大于
0.01Ah；f）能量测量装置不低于
0.5级测试过程中若使用电池模拟系统，则模拟仪表、设备需满足以下要求a）单体蓄电池电压模拟设备稳压精度小于1mV,工频纹波电压小于
0.5mV；b）总电压模拟设备稳压精度小于1%，工频纹波系数小于
0.5%；c）总电流信号源采样精度2%，响应时间小于20ms
6.2基础电池数据测试
6.
2.1测试说明本部分测试结果为
6.3BMS估算误差测试提供电池健康状态真值本文件测试对象一般是蓄电池系统，如果蓄电池系统（如尺寸或重量）不适合进行某些测试，供需双方协商一致后可以用电池包或能够完成全部检测功能的电池系统最小管理单元替代
6.
2.2充电方法按制造商提供的充电方法进行充电若制造商未提供充电方法，则以1/（A）电流恒流充电至制造商技术条件中规定的充电终止电压时转阶梯电流充电，至充电电流降至
0.05%（A）达到充电截止条件停止充电注阶梯电流充电为逐次降电流充电
6.
2.3S0C调整测试样品S0C调整至试验目标值（n%）的方法如下a）按照
6.
2.2的充电方法充电；b）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；c）以1Z（A）恒流放电（100-n）/100ho容量与能量测试在室温下按照以下步骤进行测试a）以1/（A）电流或按照制造商推荐的放电机制放电至制造商规定的放电截止条件；b）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；C）按照
6.
2.2的充电方法充电，记录充电过程总的充电容量Chai（以Ah计）和充电能量£hal（以Wh计）；d）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；e）以与a）同样的放电规范进行放电，记录放电过程总的放电容量Oisi（以Ah计）与放电能量£回（以Wh计）；f）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；g）重复C）~f）,充电能量分别为月ha2和笈ha3,放电容量分别为Ois2和Cis3,放电能量分别为£dis2和瓦S3,三次充电能量的算术平均值为£加，三次放电容量的算术平均值为Cis,三次放电能量的算术平均值为平is如果品s
1、Cis2和S3与Cis的偏差均小于2%,则为该蓄电池系统的放电容量，笈ha为该蓄电池系统的充电能量，原s为该蓄电池系统的放电能量如果Gis
1、s2和S3与Cis的偏差有不小于2%的情况，则需要重复进行容量与能量测试过程，直至连续三次的放电容量满足确认条件
6.
2.5S0P测试在室温下按照以下步骤进行测试a）按照
6.
2.2的充电方法将蓄电池系统充电至满电状态；b）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；c）将蓄电池系统按照
6.
2.3方法调整至测试的SOC点；d）将蓄电池系统放置于室温下进行预处理，当测试的目标环境温度改变时，受试对象需在新的试验环境温度下静置至少16h,直到蓄电池系统内单体蓄电池的表面温度与环境温度的差值小于2°C,则可认为完成蓄电池系统的静置处理；e）采用某一恒定功率A对电池持续充（放）电，直到达到以下条件之一时终止蓄电池系统的单体蓄电池（蓄电池电芯组）电压保护上（下）限，总电压保护上（下）限，制造商技术规范中规定的倍率等其他限定条件，记录充（放）电时间3如图1所示；f）重新将蓄电池系统按照
6.
2.3方法调整至测试的SOC点；g）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；h）根据力的大小将电池的充（放）电功率调整至4开始恒功率充（放）电，直到达到以下条件之一时终止蓄电池系统的单体蓄电池（蓄电池电芯组）电压保护上（下）限，总电压保护上（下）限，制造商技术规范中规定的倍率等其他限定条件，记录充（放）电时间Bi）重复峰值功率测试5次及以上，至少有2次t7（7为整车厂和制造商协商的峰值功率时间），有2次tT得到电池在该SOC点的充（放）电峰值功率尸与充（放）电时间珀勺关系曲线，按照测Q试范围内均方误差最小为依据选择拟合函数进行/V）的曲线拟合，如图2所示；j）从拟合曲线中用查询法可得到电池S0真值二/⑺；k）重复步骤a）j）,在推荐的SOC点（参考附录A）分别完成SOP试验〜图1恒功率脉冲充（放）电测试曲线图2恒功率脉冲充（放）电测试曲线拟合
7.
2.6内阻测试在室温下按照以下步骤进行测试a）以1/（A）电流或按照制造商推荐的放电机制放电至制造商规定的放电截止条件；b）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；c）按照
6.
2.2的充电方法充电；d）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60nlin）；e）测试样品以
6.
2.3方法调整至测试SOC；f）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；g）运行HPPC测试，如图3所示，按照制造商规定的充放电脉冲电流和脉冲时间进行，其中放电脉冲为电池允许的最大放电脉冲，充电脉冲为电池允许的最大充电脉冲，脉冲时长推荐参考附录A,记录脉冲开始时及结束时的蓄电池系统的总电压K电流值/以及各电池单体蓄电池（蓄电池电芯组）的电压K,最大采样间隔100ms；h）重复步骤d）g）,完成推荐S0C点（参考附录A）下的内阻测试〜图3HPPC测试示意图根据式
（16）
（16）e）根据实际应用条件，可采用标准循环工况（IZi（A）电流放电）、典型充放电工况参见GB/T38661附录F中的充放电工况，根据中国工况得到的电池系统充放电工况或整车厂和制造商协商的其他工况对蓄电池系统进行放电，放电至制造商规定的放电截止条件；f）按照b）6）连续循环〜
6.
3.2BMS测试工况由于不同厂家的BMS对于电池健康状态的估算方法不同，根据实际条件，在推荐的测试温度下（参考附录A）采用快充、慢充、典型充放电工况参见GB/T38661附录F中的充放电工况，根据中国工况得到的电池系统充放电工况或整车厂和制造商协商的其他工况对蓄电池系统进行测试具体步骤如下a）以1/（A）电流或按照制造商推荐的放电机制放电至制造商规定的放电截止条件；b）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；c）按照
6.
2.2的充电方法、快充（充电电流大于1（A））或慢充（充电电流小于
0.2,（A））对测试样品进行充电至制造商规定的充电截止条件；d）静置不低于30min或制造商规定的搁置时间（不高于60min）；e）根据实际应用条件，可采用171（A）电流放电、典型充放电工况参见GB/T38661附录F中的充放电工况，根据中国工况得到的电池系统充放电工况或整车厂和制造商协商的其他工况对蓄电池系统进行放电，放电至制造商规定的放电截止条件
6.
3.3BMS健康状态估算测试流程根据BMS制造商与检测机构协商测试过程，分为以下三种测试场景a）BMS制造商进行测试，第三方检测机构进行监督，测试流程如下1）在第三方检测机构的监督下，BMS制造商在初始状态下按照
6.2测定测试样品（数量N3）的初始性能参数；2）BMS制造商按照
6.
3.1的蓄电池系统循环工况对测试样品进行测试，推荐分别在第300次、500次、1000次循环时，在检测机构的监督下按照
6.2与
6.
3.2测定测试样品的性能参数真值与BMS的估算值，BMS估算值应为标定测试前的估计值b）BMS制造商提供样品电池送予第三方检测机构进行测试，测试流程如下1）BMS制造商在初始状态下将测试样品（样品数量,9）送予第三方检测机构，第三方检测机构按照
6.2测定测试样品的初始性能参数；2）BMS制造商按照
6.
3.1的蓄电池系统循环工况对测试样品进行测试，推荐分别预留循环300次、500次、1000次的测试样品（推荐每种条件的样品数量23）送予第三方检测机构，第三方检测机构按照
6.2与
6.
3.2测定测试样品的性能参数真值与BMS的估算值，BMS估算值应为标定测试前的估计值c）BMS制造商提供样品电池测试数据送予第三方检测机构进行模拟测试，测试流程如下1）BMS制造商在初始状态下按照
6.2测定测试样品（数量23）的初始性能参数，记录测试数据送予第三方检测机构，第三方检测机构使用电池模拟器对BMS估计精度进行模拟测试；2）BMS制造商按照
6.
3.1的蓄电池系统循环工况对测试样品进行测试，推荐分别在第300次、500次、1000次循环时，按照
6.2与
6.
3.2测定测试样品的性能参数真值与BMS的估算值，BMS估算值应为标定测试前的估计值，记录所有循环和性能测试数据，并送予第三方检测机构，第三方检测机构依据电池模拟器进行模拟测试
6.
1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则》的规定起草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专利的责任本文件由电动汽车产业技术创新战略联盟提出本文件起草单位北京交通大学、中国汽车技术研究中心有限公司、北京理工大学、宁德时代新能源科技股份有限公司、湖南中车时代电动汽车股份有限公司、惠州亿能电子有限公司、华霆（合肥）动力技术有限公司、欣旺达电子股份有限公司、北京理工新源信息科技有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、昆山聚创新能源科技有限公司本文件主要起草人张彩萍、张维戈、王芳、黄峻、王震坡、樊彬、劳力、张世昌、汪伟、姜久春、文锋、黄河、刘鹏、张言茹、姜成龙、高帅、张琳静、倪丽萍、吴冠军、周夏荣、龙晓华、盛军、杨重科、孙丙香、解坤、龙宇舟、李宁、常宏电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法1范围本文件规定了电动汽车用动力蓄电池的健康状态评价指标计算方法、试验条件、试验方法、估算误差测试方法及检验规则本文件适用于电动汽车用锂离子动力蓄电池单体、系统及其管理系统，其他类型动力蓄电池及其管理系统可参照执行2规范性引用文件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GB/T19596—2017电动汽车术语文件GB/T31484—2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法电动汽车用动力蓄电池性能要求及试验方法电动汽车用电池管理系统技术条件GB/T31486—2015GB/T38661—20203术语和定义GB/T
19596、GB/T
31484、GB/T31486和GB/T38661中界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1单体蓄电池secondary ceI I将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可充电也称作电芯[来源:GB/T19596—2017,
3.
3.
2.
1.1]
3.2蓄电池电芯组ceI Iblock一组并联连接的单体蓄电池，可能包含监测电路与保护装置（例如熔断器等）注蓄电池电芯组没有固定的封装外壳、电子控制装置，且没有确定极柱的布置，不能直接应用到车辆上[来源GB/T19596—2017,
3.
3.
2.
1.2]
3.3蓄电池模块battery moduI e将一个以上单体蓄电池按照串联、并联或串并联方式组合，并作为电源使用的组合体也称作蓄电池组[来源:GB/T19596—2017,
3.
3.
2.
1.3]
3.4蓄电池管理系统battery managementsystem监视蓄电池的状态温度、电压、荷电状态等，可以为蓄电池提供通信、安全、电芯均衡及管理控制，并提供与应用设备通信接口的系统[来源:GB/T19596—2017,
3.
3.
2.
1.10]
3.5蓄电池系统battery system一个或一个以上蓄电池包及相应附件管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备及机械总成等构成的能力存储装置[来源:GB/T19596—2017,
3.
3.
2.
1.11]
3.6额定容量rated capacity在规定条件下测得的并由制造商申明的电池容量值注额定容量通常用安时Ah或毫安时mAh来表示[来源:GB/T19596—2017,
3.
3.
3.
4.2]
3.7可用容量avai labIe capacity在规定条件下，从完全充电的蓄电池中释放的容量值[来源:GB/T19596—2017,
3.
3.
3.
4.5]
3.8荷电状态state ofcharge当前蓄电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比[来源GB/T19596—2017,
3.
3.
3.
2.5]
3.9功率状态state ofpower当前蓄电池中按照规定充放电条件在一定时间内可以输入/输出的最大功率[来源GB/T38661—2020,
3.7]
3.10健康状态state ofhealth对于蓄电池系统串联单体蓄电池个数28,健康状态State ofHealth,SOH指某些直接测量或间接计算得到的性能参数的当前值与初始值的比值，用来衡量蓄电池系统的健康程度4符号和缩略语
4.1缩略语下列缩略语适用于本文件BMS蓄电池管理系统Battery ManagementSystemHPPC混合脉冲功率能力特性Hybrid PulsePower CharacterizationSOC荷电状态State ofChargeSOP功率状态State ofPowerSOH健康状态State ofHealth下列符号适用于本文件Zi1h率放电电流A,其数字等于额定容量值5健康状态评价指标计算方法
5.1放电容量保持率放电容量保持率是指蓄电池系统当前时刻放电容量与初始放电容量比值的百分数，计算方法见公式
5.2放电能量保持率放电能量保持率是指蓄电池系统当前时刻放电能量与初始放电能量比值的百分数，计算方法见公式
5.3能量效率保持率能量效率保持率是指蓄电池系统当前时刻能量效率与初始能量效率比值的百分数，计算方法见公式
5.4峰值功率保持率峰值功率保持率是指蓄电池系统当前时刻功率状态与初始功率状态比值的百分数，计算方法见公式
5.5直流内阻及其极差与方差的变化率
5.
5.1直流内阻变化率直流内阻变化率是指蓄电池系统当前时刻直流内阻与初始直流内阻比值的百分数，计算方法见公式
95.
5.2直流内阻极差变化率直流内阻极差变化率是指蓄电池系统当前时刻直流内阻的极差最大值与最小值之差与初始直流内阻的极差比值的百分数，计算方法见公式
（10）式中——当前时刻蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）直流内阻的均值，单位为欧姆（Q）;——当前时刻蓄电池系统中第，个单体蓄电池（蓄电池电芯组）的直流内阻，单位为欧姆（Q）;k——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）的个数蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）初始直流内阻的均值，用公式
（11）式中——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）初始直流内阻的均值，单位为欧姆（C）;——蓄电池系统中第/个单体蓄电池（蓄电池电芯组）的初始直流内阻，单位为欧姆（Q）;k——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）的个数
5.6电压极差与方差的变化率
5.
6.1电压极差变化率电压极差变化率是指蓄电池系统当前时刻电压的极差（最大值与最小值之差）与初始电压的极差比值的百分数，计算方法见公式
（12）式中——蓄电池系统的电压极差变化率；嗡X——当前时刻蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）电压的最大值，单位为伏特（V）；Kin——当前时刻蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）电压的最小值，单位为伏特（V）；除ax——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）初始电压的最大值，单位为伏特（V）；除in——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）初始电压的最小值，单位为伏特（V）电压取值建议采用附录A中推荐S0C测试点的如图3所示放电脉冲少力之间任意时刻电压值
6.
6.2电压方差变化率电压方差变化率是指蓄电池系统当前时刻电压的方差（各电压与其平均值之差的平方和）与初始电压的方差比值的百分数，计算方法见公式
（13）式中——蓄电池系统的电压方差变化率；——当前时刻蓄电池系统中第，个单体蓄电池（蓄电池电芯组）的电压，单位为伏特（V）；——当前时刻蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）电压的均值，单位为伏特（V）;——蓄电池系统中第/个单体蓄电池（蓄电池电芯组）的初始电压，单位为伏特（V）；——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）初始电压的均值，单位为伏特（V）当前时刻蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）电压的均值，用公式
（14）式中——当前时刻蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）电压的均值，单位为伏特（V）；——当前时刻蓄电池系统中第，个单体蓄电池（蓄电池电芯组）的电压，单位为伏特（V）；k——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）的个数蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）初始电压的均值，用公式
（15）式中——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）初始电压的均值，单位为伏特（V）；——蓄电池系统中第，个单体蓄电池（蓄电池电芯组）的初始电压，单位为伏特（V）；k——蓄电池系统中单体蓄电池（蓄电池电芯组）的个数6试验方法
6.1试验条件
6.
1.1环境条件除另有规定外，试验应在温度为25℃±5℃,相对湿度为15%90%,大气压力为86kPa106kPa的环〜〜境中进行本文件所提到的室温，是指25℃±2℃o
6.
1.2测量仪器、仪表准确度要求。
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