储能电池的测试验证是确保其性能与安全的关键环节,主要分为电性能测试、电池管理系统(BMS)测试、安全可靠性测试及出厂(EOL)测试四大类,需依托专业设备完成。

一、 电性能测试
1. 容量测试
目的:测量电池在特定条件下的实际可放电容量。
设备:充放电测试系统。该系统通过可编程逻辑精确控制电流、电压参数,完成标准充放电循环,并集成数据采集单元记录容量数据。
2. 效率测试
目的:量化电池的能量转换损耗,主要指标包括库伦效率与能量效率。
设备:高精度充放电测试系统。通过比对同一循环周期内充入与放出的电荷量(Ah)和能量值(Wh),自动计算得出效率参数。
3. 倍率性能测试
目的:评估电池在不同电流速率(C-rate)下的放电电压平台保持能力及容量衰减率。
设备:大电流充放电测试系统。该设备具备高电流输出能力与快速动态响应特性,能执行高倍率(如1C, 2C, 3C)的恒流放电测试。
4. 循环寿命测试
目的:测定电池在反复充放电后,其容量衰减至额定容量80%时所经历的循环次数。
设备:多通道循环寿命测试系统。该系统由多个独立的充放电通道组成,可实现批量样本的长期自动化测试与数据监控。
二、 电池管理系统(BMS)测试
1. 基本功能验证
目的:测试BMS的电池状态监测精度,包括单体/总电压、电流、温度等核心参数的采集精度。
设备:BMS测试平台(或HIL半实物仿真平台)。该平台可模拟电池组各种运行状态,并注入高精度标准信号,以校准和检验BMS的测量误差。
2. 保护功能测试
目的:验证BMS在过压、欠压、过流、短路、过温等故障条件下的逻辑判断与保护动作(如切断继电器)的准确性与及时性。
设备:BMS测试平台与电池模拟器。通过模拟各类故障阈值,检验BMS是否能在规定延时内正确发出保护指令。
3. 状态估算算法验证
目的:评估BMS对电池核心状态参数——荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)——的估算精度与鲁棒性。
设备:HIL测试系统。该系统能够在实验室环境中,通过高保真电池模型模拟电池全生命周期的动态特性,从而对BMS的估算算法进行长期、极限工况下的闭环验证。
4. 均衡功能测试
目的:检验BMS的被动均衡或主动均衡功能是否有效,能否抑制电池组内不一致性的扩大。
设备:可编程电源与电子负载。通过构建存在电压差异的模拟电池组,验证BMS的均衡策略是否被正确触发,并测量其均衡电流与效果。
5. 通信与故障诊断测试
目的:验证BMS与上级控制器(如PCS)之间的通信协议(如CAN)的合规性、稳定性,以及其故障诊断与数据存储功能的完备性。
设备:CAN总线分析仪、协议一致性测试工具。用于捕捉和分析通信报文,模拟网络错误,测试BMS的通信鲁棒性与诊断能力。

三、 安全与可靠性测试
1. 环境适应性测试
目的:验证电池在极端温度、湿度等环境应力下的工作稳定性与存储性能。
设备:高低温试验箱、温湿度湿热试验箱。提供可控的温度场(如-40℃至+85℃)与湿度场,用于进行高低温循环、高温高湿等测试。
2. 安全性滥用测试
目的:评估电池在机械滥用、电气滥用及热滥用等极端条件下的安全风险与失效模式。
设备:
电池针刺试验机:利用特定直径的钢针,以标准速度刺穿电池单体,模拟内部短路。
电池挤压试验机:通过液压或伺服电机驱动压板,对电池施加标准压力直至失效,模拟外部机械冲击。
电池短路试验机:通过低内阻负载使电池端子外部短路,监测短路电流与电池表面温升。
防爆箱:一个密闭的强化防护腔体,用于在可控条件下进行上述高风险测试,防止爆炸或燃烧对人员和环境造成危害。
3. 机械性能测试
目的:考核电池在运输与使用过程中耐受振动与机械冲击的能力。
设备:电磁振动试验系统、冲击试验台。可依据标准谱(如GB/T 31467.3, UN38.3)对电池施加特定频率、加速度与波形的振动与冲击。
四、 出厂(EOL)测试
1、目的:在电池包或模组下线时,执行一次全面、快速的“体检”,以确保产品出厂质量的一致性,筛选出任何潜在的不良品。
2、测试内容:这是一套集成化测试,通常包括:
基本电参数检验:开路电压、直流内阻(ACIR或DCIR)的测量。
安规测试:绝缘电阻测试(高压端对地)与耐压测试(介电强度测试)。
BMS功能校验:通过短暂上电,验证BMS能否正常启动、通信是否畅通,以及关键参数读取是否在合理范围内。
容量与自放电初筛:对于要求较高的产品,会进行一次简化的充放电循环以核验容量,或通过静置短时间测量电压衰减来快速筛选高自放电的电池。
3. 设备:EOL测试系统。
这是一个高度自动化的集成测试平台,通常包含:
充放电单元:用于执行充放电及内阻测试。
绝缘耐压测试仪:专用高压安全测试设备。
数据采集与通信单元:用于与BMS交互。
自动化控制与软件系统:控制整个测试流程,自动判断测试结果(合格/不合格),并将数据绑定至产品序列号,用于质量追溯。
从基础研发到最终出厂,储能电池的研发与品质控制依赖于一套完整的测试体系与专业的仪器设备。这些测试数据是评估其综合性能、预测其使用寿命和保障其应用安全的科学依据。
艾立罗作为新能源非标测试领军者,深度理解从材料研发、电芯开发到电池包PACK及系统集成的全链条测试需求。我们不仅能提供覆盖全流程的高精度充放电测试设备、BMS测试系统及自动化EOL产线测试方案,更能凭借深厚的工程应用经验,为客户提供从测试规划、故障诊断到数据解读的全方位技术支持,助力您加速研发进程,保障产品安全与质量。
审核编辑 黄宇
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