一、动力电池的应用特点

动力电池最重要的特点就是高功率和高能量。高功率意味着更大的充放电强度，高能量表示更高的质量比能量和体积比能量。从使用角度而言，动力电池的应用可以总结为以下7个特点。

(1) 高能量。高能量对于电动车辆而言，意味着更长的纯电动续驶里程。

(2) 高功率。动力电池组能够提供驱动电动机高功率输出，实现良好的动力性；在功率方面还需要一定的功率储备，避免让动力电池在全功率工况下工作。

(3) 长寿命。动力电池长寿命，直接关系到动力电池的成本。车辆应用过程中电池更换的费用，是电动汽车使用成本的重要组成部分。

(4) 低成本。动力电池的成本与电池的新技术含量、材料、制作方法和生产规模有关，目前新开发的高比能量的电池成本较高，使得电动汽车的造价也较高，开发和研制高效、低成本的动力电池是电动汽车发展的关键。

(5) 安全性好。动力电池为电动汽车提供了高达300V以上的驱动供电电压，可能危及人身安全和车载电器的使用安全。电安全是电动汽车区别于传统内燃机汽车的重要特点之一。

(6) 工作温度适应性强。现在的动力电池系统设计，考虑到电池的温度适应性问题，一般都需要设计相应的冷却系统或加热系统来达到动力电池的最佳工作温度。

(7) 可回收性好。可回收性：首先要求做到电池正负极及电解液等材料无毒，对环境无污染；其次是研究电池内部各种材料的回收再利用。再利用：淘汰的电池转移到对电池容量和功率要求相对较低的领域继续应用。

二、动力电池的测试

1.动力电池基本测试内容

(1) 静态容量检测。该测试的主要目的是确定车辆在实际使用时。动力电池组具有充足的电量和能量，满足各种预定放电倍率和温度下正常工作。主要的试验方法为恒温条件下恒流放电测试，放电终止以动力电池组电压降低到设定值或动力电池组内的单体一致性 (电压差)达到设定的数值为准。

(2) 动态容量检测。电动汽车行驶过程中，动力电池的使用温度、放电倍率都是动态变化的：该测试主要检测动力电池组在动态放电条件下的能力。其主要表现为不同温度和不同放电倍率下的能量和容量。其主要测试方法为采用设定的变电流工况或实际采集的车辆应用电流变化曲线，进行动力电池组的放电性能测试，试验终止条件根据试验工况以及动力电池的特性有所调整，基本也是遵循电压降低到一定的数值为标准。该方法可以更加直接和准确地反应电动汽车的实际应用需求。

(3) 静置试验。该测试目的是检测动力电池组在一段时间未使用时的容量损失，用来模拟电动汽车段时间没有行驶而电池开路静置时的情况。静置试验也称自放电及存储性能测试，它是指在开路状态F，电池存储的电量在一定环境条件下的保持能力。

(4) 起动功率测试。由于汽车起动功率较大，为适应不同温度条件下的汽车起动需要，对动力电池组进行低温(-18℃)起动功率和高温(50℃)起动功率测试。该项测试除了在设定温度下进行以外，为了能够确定电池在不同荷电状态的放电能力，一般还设定SOC值。常见的测试为SOC为90%、50%和20%时进行功率测试。

(5) 快速充电能力。该测试的目的是通过对动力电池组进行高倍率充电来检测电池的快速充电能力，并考察其效率、发热及对其他性能的影响．对于快速充电，USABC的目标是15min内电池SOC从40%恢复到80%。目前日本的CHADeMO协会制定标准要求达到电动汽车动力电池组充电10min左右可保证车辆行驶50km，充电时间超过30min可保证车辆行驶100km。

(6) 循环寿命测试。电池的循环寿命直接影响电池的使用经济性。当电池的实际容量低于初始容量或是额定容量的80%时，即视为动力电池寿命终止。该测试采用的主要测试方法是在一定的条件下进行充放电循环，以循环的次数作为其寿命的指标。由于动力电池的寿命测试周期比较长，一般试验下来需要数月甚至一年的时间，因此，在实际操作中，经常采用确定测试循环数量，测定容量衰减情况，并据此数据进行线性外推、加速电池老化等方法进行测试。

(7) 安全性测试。电池的安全性能是指电池在使用及搁置期间对人和装备可能造成伤害的评估。尤其是电池在滥用时，由于特定的能量输入，导致电池内部组成物质发生物理或化学反应而产生大量的热量，如热量不能及时散逸，可能导致电池热失控。热失控会使电池发生毁坏，如猛烈的泄气、破裂，并伴随起火，造成安全事故。在众多化学电源中，锂离子电池的安全性尤为重要。

(8) 电池振动测试  该测试的目的是检测由于道路引起的频繁振动和撞击对动力电池及动力电池组性能和寿命的影响。电池振动测试主要考察动力电池(组)对振动的耐久性，并以此作为指导改正动力电池(组)在结构设计上不足的依据。振动试验中的振动模式一般使用正弦振动或随机振动两种。由于动力电池(组)主要是装载于车辆上使用，为更好地模拟电池的使用工况，一般采用随机振动。

2. 动力电池的典型测试设备

  （1）充电性能检测设备。电池充放电性能检测是最基本的性能检测，一般由充放电单元和控制程序单元组成，可以通过计算机远程控制动力电池恒压、恒流或设定功率曲线进行充放电。通过电压、电流、温度传感器可进行相应的参数测量以及实现动力电池容量、能量、电池组一致性等评价参数。

  （2）内阻检测设备。通过对电池注入一个低频交流电流信号，测出蓄电池两端的低频电压和流过的低频电流以及两者的相位差，从而计算出电池的内阻。

 

（3）环境模拟实验系统。动力电池常用的应用环境模拟包括温度、湿度以及在车辆上应用时随道路情况变化而出现的振动环境。因此，在环境试验方面主要考虑这三个方面。可采用独立的温度试验箱、湿度调节试验箱、振动试验台进行相天的单一素影响的动力电池环境模拟试验。但在实际的动力电池应用工况下，是三种环境参数的耦合，因此，在环境模拟方面有温、湿度综合试验箱以及温度、湿度和振动三综合试验台。为考核电池对温度变化的适应性，还需要设计温度冲击试验台，进行快速变温情况下电池的适应性试验。下图为温湿度振动复合式环境箱。

 

（4）电池滥用试验设备。电池滥用试验设备是模拟电池在车辆碰撞、正负极短路、限压限流失效等条件下，是否会出现着火、爆炸等危险状况的试验设备。针刺试验机、冲击试验机、跌落试验机、挤压试验机等可以模拟车辆发生碰撞事故时，电池可能出现的损伤形式；短路试验机、被动燃烧试验平台等可以模拟电池被极端滥用情况下可能出现的损伤形式；采用充放电试验平台可以进行电池过充或过放等滥用测试。