《電動汽車用蓄電池多因素耦合殘余壽命估算方法》編制說明（征求意見稿）任務簡介任務來源本項目是根據(jù)中國電池工業(yè)協(xié)會“關于《鋰離子電池增量容量測試方法》等8項團體標準立項通知”（中電池協(xié)【2024】2號），申請?zhí)枺?023020，項目名稱“電動汽車用蓄電池多因素耦合殘余壽命估算方法”進行制訂。主要起草單位為國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責任公司等。制定本標準的目的通過制定本標準，建立起動力電池包或系統(tǒng)可靠性的評價方法，同時提供電池包或系統(tǒng)剩余行駛里程的估算方法，為行業(yè)內企業(yè)間的技術交流和產品的優(yōu)劣等級評價提供方法，也為動力電池包或系統(tǒng)的梯次利用提供重要參考，最終對動力電池行業(yè)的整體發(fā)展起到促進作用。制定本標準的意義鋰離子動力電池是新能源汽車的核心部件，決定著新能源汽車的主要性能指標。如電池的放電容量決定了新能源汽車的續(xù)航里程，電池的循環(huán)次數(shù)決定了新能源汽車的使用年限。因此，動力電池的可靠性直接決定了新能源汽車的好壞，也間接決定了新能源汽車的市場競爭力和占有率。影響鋰離子動力電池性可靠性的因素有很多，除了電池本身材料和制作工藝外，外部因素，如充放電循環(huán)、行駛路況（振動）和溫濕度等也是重要原因之一。眾所周知，新能源汽車的標稱續(xù)航里程與實際續(xù)航里程要存在差距，并且容量保持率也很難達到額定指標。造成這樣的結果，除了個人駕駛習慣和方法有所區(qū)別外，這些指標的測定多是在標準環(huán)境下測得，沒有考慮溫濕度變化和行駛過程中的路況也是不可忽視的原因。按照鋰離子動力電池具有10～15年的使用壽命，現(xiàn)有標準中規(guī)定的試驗方法周期長、成本高，很難在項目開發(fā)周期內完成全部驗證。同時，現(xiàn)有國內外標準和企業(yè)標準的動力電池可靠性評價方法多以單一因素評價為主，采用同一型號樣品進行遞進式的線性測試方法，測試周期通常需要數(shù)月甚至一年以上，極大影響開發(fā)周期，而且單一因素測試難以復現(xiàn)動力電池在真實工況中的使用情況。另外，目前所有的測試中，缺乏對電池所能提供的剩余行駛里程估算的方法和標準。因此急需一種能夠在合理時間內評估動力電池全生命周期內可靠性的方法和體系，指導動力電池產品的開發(fā)和快速迭代，為動力電池的整體設計提供參考，同時能夠估算電池所剩行駛里程，為電池殘余壽命的評估和退役電池梯次利用的評估與篩選提供有力支撐。實施任務的組織簡介⑴歸口管理單位：中國電池工業(yè)協(xié)會。中國電池工業(yè)協(xié)會，英文名稱

CHINABATTERYINDUSTRYASSOCIATION，縮寫CBIA，成立于1988年，經國家民政部注冊批準，具有法人資格，為跨地區(qū)、跨部門、跨所有制的國家一級協(xié)會。中國電池工業(yè)協(xié)會是在中華人民共和國民政部登記的社會團體，本會的黨建領導機關是中央社會工作部。中國電池工業(yè)協(xié)會的宗旨是：為會員服務，反映企業(yè)和行業(yè)訴求，規(guī)范企業(yè)和行業(yè)的行為，維護會員的合法權益。貫徹執(zhí)行國家的政策法令，促進全行業(yè)經濟、技術和管理水平的不斷提高，推動全行業(yè)的發(fā)展。中國電池工業(yè)協(xié)會的職能是：對電池工業(yè)的政策提出建議，起草電池工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和電池產品標準，組織有關科研項目和技術改造項目的鑒定，開展技術咨詢、信息統(tǒng)計、信息交流、人才培訓，為行業(yè)培育市場,

組織國際國內電池展覽會，協(xié)調企業(yè)生產、銷售和出口工作中的問題。中國電池工業(yè)協(xié)會通過管理、協(xié)調、服務和建立健全行規(guī)行約，強化全行業(yè)自律性管理，為政府和企業(yè)服務，在政府和企業(yè)之間起橋梁和紐帶作用。貫徹執(zhí)行國家的政策法規(guī)，維護企業(yè)合法權益，促進全行業(yè)經濟技術水平和管理水平的不斷提高，推動全行業(yè)發(fā)展。⑵組織實施單位：。⑶本標準起草工作組組長單位：國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責任公司。國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責任公司（以下簡稱“國聯(lián)研究院”）是在工業(yè)和信息化部指導下，由有研集團牽頭發(fā)起，聯(lián)合國內多家整車企業(yè)、動力電池企業(yè)、材料企業(yè)和社會資本共同組建成立，股東單位14家，包括有研集團、華鼎新動力基金2家并列大股東，中國一汽、上汽集團等8家整車制造企業(yè)，寧德時代等4家動力電池及配套材料企業(yè)，總注冊資本9.3億元。國聯(lián)研究院主要開展新能源汽車用動力電池共性技術研發(fā)、動力電池及關鍵材料測試驗證、鋰電產品設計制造及中試孵化三大主營業(yè)務。2016年6月，在工信部的支持下，依托國聯(lián)研究院，建成我國首個國家制造業(yè)創(chuàng)新中心-國家動力電池創(chuàng)新中心。外延構建中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，目前聯(lián)盟成員單位180余家。2019年獲批成立“國家動力電池檢測試驗中心”，2020年獲批成立“國家車用動力電池產品質量檢驗檢測中心”，是我國新能源汽車動力電池行業(yè)唯一一家具備動力電池研發(fā)和中試試制能力的第三方檢測機構。近三年收入總體呈上升趨勢，2021年收入為5930.83萬元，2022年收入為12920.69萬元，較去年同比上升118%；2023年收入為13040.63萬元，較去年同期略有增長。國聯(lián)研究院累計承擔了數(shù)十項國家級科技計劃項目、申請專利500余項，授權專利300余項，獲得三次省部級一等獎。為充分利用粵深港澳區(qū)域成熟的動力電池產業(yè)集群和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍，加快下一代電池及材料的技術創(chuàng)新和成果轉化。國聯(lián)研究院與有研（廣東）新材料研究院在佛山聯(lián)合設立廣東分中心，建設了動力電池及系統(tǒng)功能特性等測試驗證能力。目前，得到包括比亞迪等在內龍頭企業(yè)的高度認可。目前，檢測試驗中心服務覆蓋高精尖客戶，在新能源汽車銷量排名前10企業(yè)中，服務企業(yè)占比達60%；在動力電池裝機量排名前10企業(yè)中，服務企業(yè)達70%。另外正在規(guī)劃新的分中心，進一步提高中心的影響力和市場占有率主要工作過程本標準自2023年開始開展預先研究工作，標準起草工作組組織了多次標準討論會。2024年1月項目批準后，在原預先研究的基礎上對標準內容進行了進一步討論和驗證。2024年6月20日，秘書處在北京市組織召開了《電動汽車用蓄電池多因素耦合殘余壽命估算方法》本標準起草工作組第一次會議。國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責任公司、有研（廣東）新材料技術研究院、中國第一汽車集團有限公司、云山動力（寧波）有限公司、遠景動力（江蘇）技術有限公司、北京新能源汽車股份有限公司、榮盛盟固利新能源科技股份有限公司、蘇州清陶新能源科技有限公司以及多氟多新能源科技有限公司9家單位的專家參加了會議。——會議重點討論了電動汽車用蓄電池多因素耦合殘余壽命估算方法測試對象劃分，測試條件的依據(jù)等問題，并就相關議題達成一致。2024年7月13日，起草工作組組長單位根據(jù)第一次會議對本標準的討論結果，對標準草稿進行了修改，形成了標準討論稿（第1版）,秘書處將標準討論稿（第1版）發(fā)送標準起草工作組成員單位征求修改、完善意見。2024年7月17日，秘書處在北京市組織召開了《電動汽車用蓄電池多因素耦合殘余壽命估算方法》標準起草工作組第二次會議。中國第一汽車集團有限公司、長春汽車檢測中心有限責任公司、云山動力（寧波）有限公司、蘇州清陶新能源科技有限公司、多氟多新能源科技有限公司、遠景動力（江蘇）技術有限公司、榮盛盟固利新能源科技股份有限公司、北汽新能源藍谷動力系統(tǒng)分公司、國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責任公司、有研（廣東）新材料技術研究院等派代表參加了會議。本標準起草工作組組長單位報告了對標準文本的修改意見；工作組成員單位、有關專家報告了對標準測試工況等方面的修訂意見。會議詳細討論了本標準討論稿（第1版）的內容，對需要修改、完善的內容進行了確認，并就相關問題達成一致。編制原則，標準的適用范圍、主要內容編制原則⑴按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的要求和規(guī)定編制。(2)結合電動汽車市場現(xiàn)狀、鋰離子動力電池包和系統(tǒng)的技術水平以及對動力電池機械結構可靠性評價的需求，確定動力電池機械結構可靠性評價方法的適用范圍，確定了測試試驗條件及方法，規(guī)定了數(shù)據(jù)處理方法及特征參數(shù)的建立過程。(3)保持與GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》(4)本標準旨在實現(xiàn)定量評價動力電池的多因素耦合可靠性等級，通過對電池進行振動、溫度和充放電的綜合測試，獲得對應于電池的靠性的評價指標數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)代入評價公式，即可求得樣品的可靠性評價系數(shù)。該系數(shù)可用于對電動汽車用蓄電池的可靠性進行定量評價，同時帶入剩余里程計算公式，可估算電池樣品的剩余行駛里程。標準的適用范圍本文件適用于裝載在電動汽車上的動力電池包或系統(tǒng)（包含液態(tài)鋰離子電池及固態(tài)鋰離子電池），其他類型（消費類、儲能用、固態(tài)等）鋰離子電池參照執(zhí)行。標準的主要內容本文件規(guī)定了動力電池多因素耦合可靠性評價及剩余行駛里程估算方法的測試范圍、規(guī)范性引用文件、符號、試驗條件、試驗方法、數(shù)據(jù)處理方法、各可靠性指標的計算方法、可靠性失效系數(shù)的計算方法和定量評價規(guī)則。本文件規(guī)定的試驗方法如下：1、多因素耦合測試工況下最大行駛里程計算方法多因素耦合測試工況下最大行駛里程Sm的計算公式為：Sm式中：Sm——多因素耦合測試工況下最大行駛里程；r——標準最大行駛里程與多因素耦合工況下的最大行駛里程之間的換算因子；Sθ——標準最大行駛里程；式中的換算因子r計算公式為：r=[Aexp(式中：Tθ——標準最大行駛里程的測試溫度；Tm——多因素耦合測試工況下最大行駛里程的測試溫度RMSθ——標準最大行駛里程的振動RMS；RMSm——多因素耦合測試工況下最大行駛里程的振動RMS；Cθ——標準最大行駛里程的充放電倍率；Cm——多因素耦合測試工況下最大行駛里程的充放電倍率；A——指前因子；Ea——表觀活化能；R——理想氣體常數(shù)；α、β、K1~K6——冪指數(shù)；表1換算因子的參數(shù)值AEaαβK1K2K3K4K5K61.8556E102003.872.151.390.86-0.00740.0218-0.0320.09210.00892、可靠性指標參數(shù)采集方法各系數(shù)通過對電池包樣品進行四綜合測試獲得，測試方法和指標參數(shù)的獲取方法可由制造商自行確定。用于計算電池樣品可靠性失效系數(shù)的可靠性指標應包含以下13種，分別為連續(xù)指標和離散指標。其中連續(xù)指標包括：容量變化率、直流內阻變化率、開路電壓變化率、交流內阻變化率、Z向固有頻率變化、Y向固有頻率變化率、X向固有頻率變化率、應變量變化、螺栓殘余扭矩變化、超聲探傷微裂紋長度；離散指標包括：電壓跳變、氣密測試通過、絕緣耐壓通過。3、可靠性評價系數(shù)計算電池可靠性失效系數(shù)可使用如下公式計算：Q=1?aln(1?Q式中：Q——可靠性失效系數(shù)；a——電性能可靠性和機械結構可靠性之間的平衡系數(shù)；QE——電性能可靠性失效系數(shù)；QM——機械結構可靠性失效系數(shù)；QE和QM計算方法如下：QE式中：wi——連續(xù)失效形式的權重系數(shù)，其中i=1、2、3、4；vj——離散失效形式的權重系數(shù)，其中j=1；pi——連續(xù)性電性能可靠性指標，其中i=1、2、3、4；pj——離散性電性能可靠性指標，其中j=1；QM式中：wi——連續(xù)失效形式的權重系數(shù)，其中i=5，6……10；vj——離散失效形式的權重系數(shù)，其中j=2，3；qi——連續(xù)性機械結構可靠性指標，其中i=5，6……10；qj——離散性機械結構可靠性指標，其中j=2，3；4、動力蓄電池殘余壽命估算動力蓄電池殘余壽命計算公式如下：S=Q×S式中：S——電池殘余壽命；Q——可靠性失效系數(shù)；Sm——多因素耦合測試工況下最大行駛里程；指標或試驗方法確定情況測試溫度四綜合測試以及測試前后的可靠性指標的獲取過程中，環(huán)境溫度對指標的測試和設備的運行狀態(tài)都有一定的影響，為保持測試結果的一致性，參考現(xiàn)有國標可靠性測試時的溫度規(guī)定，選取測試環(huán)境溫度為22℃±5℃。剩余行駛里程計算本文件中核心部分就是電池樣品剩余行駛里程的計算。而計算該值的關鍵是求取樣品所對應的四綜合最大行駛里程和最終失效指標系數(shù)。其中電池樣品所對應的四綜合最大行駛里程為通過標準電池包樣品的標準最大行駛里程與換算系數(shù)計算所得，計算公式為公式1。所謂標準最大行駛里程，是采用文件中所述的四綜合測試條件，對標準電池包進行可靠性事件結尾測試，所取得的電池包在失效前的最大行駛里程。而換算系數(shù)是通過待測電池包樣品和標準電池包在通過文件中所描述的四綜合測試后，得到的對應于待測樣品和標準電池包的參數(shù)帶入公式2計算得到的。最終失效指標系數(shù)來源于對電池樣品所進行的四綜合測試，通過該測試所得可靠性指標系數(shù)，帶入公式3計算獲得。最終使用公式4計算得出待測樣品的剩余行駛里程。涉及專利情況說明本標準不涉及專利。預期達到的社會效益等情況本標準可以定量化的評價電池包或電池系統(tǒng)的可靠性，對電池的可靠性受振動、溫度等環(huán)境因素的影響程度給出直觀且可量化的評價，同時還能夠估算電池的剩余行駛里程。該標準的執(zhí)行，將為各主機廠提供重要的設計參考，為其優(yōu)化電池的結構設計和電池生產工藝提供可靠支撐。另外，該標準能夠估算電池的剩余行駛里程，為電池的全壽命周期健康狀態(tài)評價提供有力支撐，也對電池退役節(jié)點的確定以及梯次利用的等級評估起到參考作用。采用國際標準和國外先進標準的程度本標準制定過程中未采用國際標準。本標準制定過程中未查到與本標準相似的國際、國外標準。本標準水平為國內先進水平。與有關的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準的協(xié)調性本標準與引用的4個標準GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》和GB/T27476.1-2014檢測實驗室安全第1部分：總則，內容協(xié)調，無矛盾。本標準與現(xiàn)行法律、法規(guī)、規(guī)章的內容