標(biāo)準(zhǔn)解讀 ‖《電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)及估算誤差試驗(yàn)方法》 中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì) 《電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)及估算誤差試驗(yàn)方法》（T/CSAE 184-2021）標(biāo)準(zhǔn)于2021年5月13日正式發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)由電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟組織提出，北京交通大學(xué)牽頭并聯(lián)合中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司、北京理工大學(xué)、寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司、湖南中車(chē)時(shí)代電動(dòng)汽車(chē)股份有限公司等多家行業(yè)力量共同編制完成。該標(biāo)準(zhǔn)首次提出動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)健康狀態(tài)的定義，并以放電容量保持率、放電能量保持率、能量效率保持率等參數(shù)為核心，建立了完善的電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池的健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并且從車(chē)輛實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，提出不同應(yīng)用場(chǎng)景的SOH估算誤差的測(cè)試流程和試驗(yàn)方法，為電池健康管理提供有力的支撐，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)動(dòng)力蓄電池健康狀態(tài)評(píng)價(jià)規(guī)范缺乏的空白。 標(biāo)準(zhǔn)起草單位:?北京交通大學(xué)、中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司、北京理工大學(xué)、寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司、湖南中車(chē)時(shí)代電動(dòng)汽車(chē)股份有限公司、惠州億能電子有限公司、華霆（合肥）動(dòng)力技術(shù)有限公司、欣旺達(dá)電子股份有限公司、北京理工新源信息科技有限公司、北京新能源汽車(chē)股份有限公司、昆山聚創(chuàng)新能源科技有限公司。 主要起草人：張彩萍、張維戈、王芳、黃彧、王震坡、樊彬、勞力、張世昌、汪偉、姜久春、文鋒、黃河、劉鵬、張言茹、姜成龍、高帥、張琳靜、倪麗萍、吳冠軍、周夏榮、龍曉華、盛軍、楊重科、孫丙香、解坤、龍宇舟、李寧、常宏。 標(biāo)準(zhǔn)研制背景 電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池性能衰退將導(dǎo)致電池系統(tǒng)性能的下降、故障率提升，運(yùn)行成本和維護(hù)成本顯著增加。因此，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池的健康狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，對(duì)延長(zhǎng)動(dòng)力蓄電池使用壽命以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性具有重要意義。 雖然目前動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)配置的電池管理系統(tǒng)大都具備健康狀態(tài)估計(jì)功能，但是國(guó)內(nèi)外尚無(wú)統(tǒng)一的電池健康狀態(tài)定義、評(píng)價(jià)指標(biāo)及估算誤差試驗(yàn)方法，無(wú)法在動(dòng)力蓄電池成組應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)有效的健康管理。 標(biāo)準(zhǔn)解讀 基于國(guó)內(nèi)外電池健康狀態(tài)的研究發(fā)展及行業(yè)內(nèi)部廣泛的調(diào)研，為了保障評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)性和唯一性，本標(biāo)準(zhǔn)首先明確提出了動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)健康狀態(tài)的定義，采用電池表征參數(shù)的當(dāng)前值與初始值的比值來(lái)衡量電池系統(tǒng)的健康程度。 由于動(dòng)力電池電化學(xué)體系的復(fù)雜性，僅選取單一參數(shù)無(wú)法正確地評(píng)價(jià)電池的健康狀態(tài)，因此在充分研究總結(jié)電池容量、能量等表征參數(shù)隨電池老化狀態(tài)的變化特性（圖1）的基礎(chǔ)之上，提出了五大表征參數(shù)：放電容量保持率、放電能量保持率、能量效率保持率、峰值功率保持率、直流內(nèi)阻變化率。 a）容量保持率b）能量保持率 圖1? 表征參數(shù)與老化狀態(tài)變化特性 另外，由于電池一致性狀態(tài)會(huì)對(duì)可用容量和可用能量造成一定的影響，而電池系統(tǒng)的電壓極差變化和電壓方差變化率與電池不一致性以及單體老化路徑密切相關(guān)（圖2）。因此，為了更加科學(xué)全面地評(píng)價(jià)電池健康狀態(tài)，在五大主要表征參數(shù)的基礎(chǔ)上，本標(biāo)準(zhǔn)提出以電壓極差與方差的變化率作為電池健康狀態(tài)的輔助性判斷參數(shù)，從而構(gòu)建涵蓋不同層面滿足不同應(yīng)用需求的電池健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖3）。圖2 電壓極差隨循環(huán)次數(shù)變化關(guān)系 ? 圖3 電池健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 ? 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試方法分為基礎(chǔ)電池?cái)?shù)據(jù)測(cè)試和BMS估算誤差測(cè)試兩部分。 基礎(chǔ)電池?cái)?shù)據(jù)測(cè)試部分主要用于獲得進(jìn)行BMS估算誤差測(cè)試的電池健康狀態(tài)表征參數(shù)真值。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了獲取容量、能量、峰值功率、直流內(nèi)阻電池表征參數(shù)的測(cè)試方法。 在BMS健康狀態(tài)估算測(cè)試過(guò)程中，需要考慮動(dòng)力電池達(dá)到不同健康狀態(tài)的循環(huán)條件，BMS的測(cè)試條件以及測(cè)試場(chǎng)景。為了更好的實(shí)施電池健康狀態(tài)評(píng)估，獲取準(zhǔn)確的參數(shù)指標(biāo)，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)循環(huán)工況、BMS測(cè)試工況、BMS健康狀態(tài)估算測(cè)試流程(圖4)。 由于動(dòng)力蓄電池的實(shí)際應(yīng)用條件各異，為了更好地保障測(cè)試的可操作性和針對(duì)性，本標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)循環(huán)測(cè)試工況進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，可以選取標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況、典型充放電工況或整車(chē)廠和制造商協(xié)商的其他工況對(duì)蓄電池系統(tǒng)進(jìn)行充放電循環(huán)，使電池達(dá)到不同的健康狀態(tài)。同時(shí)，由于不同廠家的BMS對(duì)于電池健康狀態(tài)的估算方法不同，根據(jù)實(shí)際條件和應(yīng)用車(chē)型，可以在附錄A給出的推薦測(cè)試溫度下采用快充、慢充、典型充放電工況或整車(chē)廠和制造商協(xié)商的其他工況對(duì)蓄電池系統(tǒng)測(cè)試進(jìn)行BMS的健康狀態(tài)估算。最終，通過(guò)基礎(chǔ)電池?cái)?shù)據(jù)測(cè)試獲得的電池健康狀態(tài)指標(biāo)真值與估算值，計(jì)算獲得BMS的健康狀態(tài)估算精度。 圖4 BMS健康狀態(tài)估算精度測(cè)試過(guò)程 BMS健康狀態(tài)估算精度測(cè)試過(guò)程可以選擇在BMS制造商或者第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行，根據(jù)BMS制造商與檢測(cè)機(jī)構(gòu)協(xié)商結(jié)果，可以采用如圖5所示的三種場(chǎng)景完成整個(gè)測(cè)試，其中： 場(chǎng)景一為BMS制造商進(jìn)行測(cè)試，第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督； 場(chǎng)景二為BMS制造商提供樣品電池，第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試； 場(chǎng)景三為BMS制造商提供電池

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