提供者：广东皓天检测仪器有限公司 发布时间：2025/12/10 10:53:42 阅读次数：126次 进入该公司店铺
随着新能源汽车产业的迅猛发展，动力电池作为核心动力源，其在不同气候环境下的可靠性直接关系到整车安全与用户体验。从北方严寒地区的低温启动难题，到南方酷暑环境的高温续航衰减，高低温循环环境对电池的容量保持率、充放电性能、循环寿命及安全稳定性构成严峻挑战。传统电池高低温测试存在温度控制精度不足、循环流程手动干预多、数据追溯不完整等问题，难以满足新能源汽车行业对动力电池严苛的研发验证与量产质量管控需求。东莞皓天检测仪器有限公司（以下简称“东莞皓天”）深耕环境可靠性测试领域多年，依托自主核心技术推出系列高低温循环测试设备，构建“精准控温+全流程自动化+智能数据研判”的一体化高低温循环测试解决方案。本方案严格遵循IEC 62133-2:2017、GB/T 31484-2015、ISO 12405-4:2018等国际国内标准，可精准模拟-40℃~85℃温度范围的高低温循环场景，为新能源电池研发定型、量产抽检、型式认证提供高效可靠的测试支撑。
本方案基于东莞皓天高低温循环测试设备的核心能力，针对新能源电池的高低温环境适应性需求，构建全流程自动化测试体系，核心试验目的包括：
评估电池高低温环境适应性：精准模拟新能源电池在运输（寒区/高温地区长途运输）、存储（不同气候区仓储）、使用（严寒启动、高温行驶、昼夜温差循环）全生命周期中的高低温场景，测试电池在高温、低温及高低温交替循环条件下的容量、充放电效率、电压稳定性等核心性能衰减规律，明确电池的高低温耐受极限，为电池应用场景划分、整车热管理系统匹配提供核心数据依据。
实现高低温测试流程自动化升级：替代传统人工操作模式，通过可编程控制系统实现温度测试参数的预设与自动运行，消除温度转换过程中的人工干预误差，大幅提升测试效率（单批次测试时间缩短35%以上），将温度控制误差率控制在±0.3℃以内，保障测试流程的一致性、规范性与可重复性。
捕捉高低温环境下电池失效风险点：借助高精度自动化数据采集系统，实时监测电池在高低温循环中的性能变化，精准识别薄弱环节与失效模式，如低温导致的容量骤降、内阻增大、充放电困难，高温引发的热失控隐患、电解液分解、隔膜收缩，高低温交替导致的极片脱落、密封失效等，明确失效与温度参数的关联关系。
支撑电池研发优化与量产质量管控：对不同材料体系（正极、负极、电解液）、结构设计（软包、方形、圆柱）、工艺参数的新能源电池进行高低温循环可靠性对比测试，量化各方案的可靠性差异，为研发阶段的材料选型、结构优化、工艺改进提供精准数据支撑；同时为量产环节提供标准化自动化抽检方案，提前剔除潜在缺陷产品，降低售后故障发生率与质量成本。
保障合规测试与数据可追溯性：严格按照新能源汽车行业标准开展高低温自动化测试，自动生成带时间戳、设备编号、操作人员、测试参数的完整测试报告，数据实时存储且不可篡改，为电池通过第三方认证、行业准入审核、主机厂验收提供具有法律效力的测试依据。
本方案核心设备为东莞皓天自主研发的高低温循环试验箱（型号：HT-CT系列），具备精准控温、全流程自动化运行、智能数据交互等核心优势，适配新能源电池（电芯、模组、电池包）的高低温循环可靠性测试需求，核心参数与功能如下：
温度控制性能：温度控制范围-40℃~85℃，覆盖新能源电池常见的高低温测试需求；温度波动度±0.3℃，温度均匀度±2℃；采用东莞皓天自主研发的全域均流送风技术与PID+模糊复合控制算法，搭配高精度铂电阻温度传感器，确保箱内温度精准均匀，无局部温度偏差；温变速率5℃/min~20℃/min可调，可模拟短时间内温度骤变场景（如高原昼夜温差、夏季暴晒后骤冷工况）。
可编程自动化功能：搭载东莞皓天HT-AutoTest V4.0自动化控制系统，支持15英寸彩色触摸屏+工业电脑双控模式，可预设200组以上自动化测试程序，每组程序可设置100段温度参数（含恒温时长、温变速率、循环次数），支持程序嵌套、循环运行（循环次数0~999次可调）；具备断点续跑功能，若测试中断（如停电、设备故障），恢复后可从断点处继续测试，避免测试数据丢失；内置新能源电池行业标准测试程序库（涵盖IEC 62133-2:2017、GB/T 31484-2015等主流标准），可直接调用，大幅提升测试效率。
工作室与结构设计：工作室容积覆盖100L~2000L（可按需定制），适配从电芯、模组到电池包的测试需求；内胆采用316L不锈钢材质，抗腐蚀、易清洁，避免内胆锈蚀污染样品；配备可调节承重样品架（单架承重≤500kg），支持多层多工位样品摆放，满足电池包等重型样品测试需求；采用双层真空钢化玻璃观察窗（带雨刮除雾装置），搭配内置LED照明，便于实时观察样品状态；外壳采用冷轧钢板静电喷涂工艺，内置高密度聚氨酯保温层，能耗比传统设备降低30%以上。
自动化接口与联动功能：配备RS485/以太网/PLC通讯接口，支持与电池充放电测试系统、数据采集系统、实验室管理系统（LIMS）联动，实现测试程序远程下发、测试数据实时上传、设备状态远程监控；内置多路传感器接口（支持≥64通道同步采集），可连接电池性能监测传感器（如温度、电压、电流、内阻、容量传感器），实现电池性能与温度环境参数的同步自动化监测。
安全与保护功能：内置超温保护、漏电保护、制冷系统过热/过压保护、内胆压力保护等多重安全机制，设备参数异常时自动停机并触发声光报警；针对电池测试特性，额外配备防爆观察窗、惰性气体注入接口、烟雾报警装置、灭火装置，防范电池热失控风险；设备运行噪音≤70dB，符合实验室环境噪音标准。
为实现新能源电池高低温循环可靠性测试的全流程自动化，搭配以下配套设备，形成一体化自动化检测体系：
电池充放电自动化测试系统：高精度电池充放电测试仪（充电精度±0.1%FS，放电精度±0.1%FS），支持恒流、恒压、恒功率等多种充放电模式，可预设充放电截止电压、电流、时间等参数，实现高低温环境下电池充放电过程的自动化控制；支持多通道同步测试，可同时测试多组电池样品。
多通道同步数据采集系统：高分辨率多通道数据采集仪（采样频率≥50kHz，支持64通道同步采集），可实时采集温度参数、电池性能参数（电压、电流、内阻、容量、充放电效率、循环寿命）；配套数据处理软件（支持与试验箱控制系统、充放电测试系统深度联动），实现数据自动记录、曲线绘制、报表生成、异常预警。
电池安全性能辅助测试设备：电池内阻测试仪（测量精度±0.01mΩ），用于测试高低温循环过程中电池内阻变化；电池热失控监测设备（红外测温仪+烟雾传感器+气体传感器），实时监测电池表面温度、烟雾浓度及有害气体排放；绝缘电阻测试仪，用于检测电池包在高低温环境下的绝缘性能。
校准与辅助设备：高精度温度校准仪（经国家计量认证，温度测量精度±0.05℃），用于定期校准试验箱参数精度；自动化样品上下料装置（可选配，适配量产批量样品测试，实现样品自动进出试验箱与定位）；实验室恒温恒湿系统与抗干扰装置，用于维持实验室环境稳定，避免外界干扰测试精度；电池样品固定工装（适配不同规格电芯、模组、电池包，确保测试过程中样品稳定）。
为保障高低温循环可靠性测试结果的准确性与稳定性，实验室需满足以下基础条件：环境温度控制在23℃±5℃，相对湿度40%RH~70%RH；实验室地面平整坚固（地面承重≥800kg/m²），配备防滑、防震动设施，避免设备运行共振影响测试精度；供电电压380V±10%（根据设备功率配置），频率50Hz±1Hz，配备独立接地装置（接地电阻≤4Ω）、稳压器及漏电保护器，确保设备稳定运行；实验室远离强磁场、强电场、震源、热源、水源及易燃易爆物品，避免干扰传感器精度与电池性能；配备完善的通风设施、消防器材（含专用灭火器）、应急通道，保障实验室安全运行；设置专门的冷凝水排放管道，避免积水影响实验室环境；针对电池测试，额外配备防爆区域划分、气体排放系统，防范电池测试过程中产生的有害气体积聚。
本方案适用于新能源汽车用各类电池及相关组件的高低温循环可靠性测试，典型样品包括：
动力电池电芯：三元锂电池芯、磷酸铁锂电池芯（软包、方形、圆柱）；
动力电池模组：三元锂电池模组、磷酸铁锂电池模组；
动力电池包：新能源汽车动力电池包（含电池管理系统BMS）；
储能电池：储能用锂离子电池（电芯、模组、电池包）；
其他新能源电池相关组件：电池极片、隔膜、电解液、电池连接器、电池线束、电池冷却系统组件。
样品数量：每组测试样品数量不少于3件，其中1件用于空白对照（不进行高低温循环试验），2件用于自动化高低温循环测试（确保结果重复性）；若需进行不同温度参数（如不同恒温温度、不同温变速率、不同循环次数）的对比测试，需按组别单独制备样品，每组样品规格、生产批次、材料工艺保持一致；量产抽检样品按批量比例抽取，抽样比例不低于3%（批量＞1000件时，抽样数量不少于30件）；对于核心动力电池包，抽样比例提升至5%。
样品状态：样品需为符合出厂标准的合格产品，外观无划痕、变形、破损、漏液等缺陷，初始性能参数符合产品技术规格书；电芯、模组、电池包需提前进行初始性能测试（如容量、内阻、充放电效率、电压一致性、BMS功能），确保功能正常；需模拟工作状态的样品（如电池包充放电），需提前连接充放电测试系统与自动化测试工装，确保工装与样品匹配，测试线路连接牢固，绝缘性能符合要求。
样品预处理：将所有样品（含空白对照）放置于标准环境（23℃±2℃，50%RH±5%RH）中静置48小时，消除运输及加工内应力；用无尘布蘸取专用清洁剂清洁样品表面油污、灰尘、杂质，避免影响测试结果；对无需测试的敏感部位（如接口、精密电子元件），采用耐高温低温的保护材料（高温胶带、防水护套）遮蔽；电池包等大型/复杂样品需提前标记关键测试部位（如电芯表面、极耳、密封面），便于自动化传感器布置；批量样品需按编号有序摆放，确保自动化上下料装置可精准抓取与定位。
采用耐高温低温、不易脱落的标识方式（激光刻字、专用高低温标签）对样品进行编号，记录样品名称、规格型号、生产批次、材料工艺、初始性能参数、测试程序编号、制备日期等信息；建立自动化样品管理台账，实现样品接收、预处理、测试、存储全流程可追溯。测试时，样品通过专用工装牢固固定于试验箱样品架，确保样品与箱体内壁、送风通道距离不小于30cm，避免影响温度均匀性；自动化测试线路通过专用走线槽与固定卡扣固定，接口采用密封接头，避免测试过程中线路松动、信号干扰或湿气侵入；空白对照样品放置于实验室标准环境，远离试验区域，避免环境干扰；电池包等重型样品需放置于承重支架上，确保支架稳固，防止测试过程中倾倒。
样品初始性能自动化检测：通过配套自动化测试工装、充放电测试系统与数据采集系统，对预处理后的样品进行全面初始性能测试，具体项目：① 电芯/模组：容量、内阻、充放电效率、电压一致性、循环寿命初始值；② 电池包：容量、内阻、充放电效率、BMS功能（电压采集精度、均衡功能、故障报警功能）、绝缘电阻；测试数据自动上传至系统，生成《初始性能测试报告》，作为后续对比基准。
设备自动化调试与校准：启动东莞皓天高低温循环试验箱，通过自动化控制系统进行设备自检，检查加热、制冷、送风、安全保护系统是否正常；根据测试需求调用或编辑测试程序，示例测试程序：“85℃恒温4h→降温至-40℃（10℃/min）→-40℃恒温2h→升温至25℃（10℃/min）”循环50次，或“-20℃恒温3h→升温至60℃（8℃/min）→60℃恒温3h→降温至25℃（8℃/min）”循环100次；使用标准温度校准仪对试验箱内胆进行多点校准（校准点不少于9个），确保参数精度符合要求；调试自动化数据采集系统、充放电测试系统与试验箱的联动，进行联机测试，确保温度参数、电池性能参数同步采集、数据正常传输。
样品自动化布置：将试验样品通过专用工装固定于试验箱样品架，在样品关键部位安装温度、电压、电流等传感器，连接自动化测试线路并进行密封防护；对于电池包样品，额外连接绝缘电阻监测传感器与热失控监测设备；通过控制系统预设样品测试编号、测试程序关联、数据存储路径；批量样品测试时，启动自动化上下料装置，设置样品摆放位置与定位参数，确保装置精准抓取与放置样品。
启动测试程序：通过东莞皓天HT-AutoTest V4.0自动化控制系统启动预设的高低温循环测试程序，试验箱自动进入升温/降温/恒温阶段，充放电测试系统同步启动，按预设参数对电池样品进行充放电操作；系统实时监测试验箱温度、电池电压、电流、内阻等参数，若出现参数异常（如温度超出设定范围、电池电压骤降/骤升），自动触发报警并记录异常信息。
循环过程监控：测试过程中，通过试验箱观察窗实时观察样品状态（或通过远程监控系统），重点关注电池样品是否出现漏液、鼓包、冒烟、起火等异常现象；数据采集系统按预设采样频率（建议≥10kHz）同步采集所有参数，自动生成温度-时间曲线、电压-时间曲线、电流-时间曲线等；试验过程中无需人工干预，系统自动完成高低温循环与充放电的协同控制。
试验终止条件：当测试程序完成预设的循环次数后，系统自动终止试验，试验箱按预设速率升温/降温至常温（25℃±2℃）；若测试过程中出现电池热失控、漏液等严重异常，系统立即终止试验，启动安全保护机制（如惰性气体注入、灭火装置），并记录异常发生时间、参数状态等信息。
样品冷却与静置：试验结束后，待试验箱温度降至常温后，通过自动化上下料装置取出样品，将样品放置于标准环境（23℃±2℃，50%RH±5%RH）中静置24小时，消除试验后的温度应力。
样品外观检查：通过高清工业相机+AI图像识别系统对样品进行外观自动化检测，检查是否存在漏液、鼓包、变形、破损、烧蚀等缺陷，记录缺陷位置、大小、程度等信息；与空白对照样品进行外观对比，分析高低温循环对样品外观的影响。
样品性能复测：采用与初始性能测试相同的设备与方法，对试验后的样品进行全面性能复测，测试项目包括容量、内阻、充放电效率、电压一致性、BMS功能（电池包样品）、绝缘电阻等；复测数据自动上传至系统，与初始性能数据进行关联对比。
采集内容：涵盖环境参数与样品性能参数两大类，其中环境参数包括试验箱实时温度、温度波动值、温度均匀度；样品性能参数包括电池容量、内阻、充放电电压、充放电电流、充放电效率、循环寿命、电压一致性、BMS工作参数（电池包样品）、绝缘电阻、表面温度、热失控相关参数（烟雾浓度、气体成分）；同时记录测试时间、测试程序编号、设备编号、操作人员等基础信息。
采集方式：采用自动化数据采集系统实现全流程无人工干预采集，采样频率根据测试需求设定，常规测试采样频率≥10kHz，重点关注阶段（如高温恒温、低温恒温阶段）采样频率可提升至50kHz；数据实时上传至实验室管理系统（LIMS），按样品编号分类存储，支持数据备份与导出（格式支持Excel、PDF、CSV）。
数据筛选与清洗：通过数据处理软件自动剔除异常数据（如因传感器故障导致的无效数据、测试中断产生的断点数据），保留有效数据；对数据进行标准化处理，统一数据单位与格式，便于后续分析。
数据统计分析：采用统计分析方法（如均值、标准差、变异系数）分析同一组别样品的性能参数一致性；计算电池容量保持率、内阻增长率、充放电效率衰减率等关键指标，量化高低温循环对电池性能的影响程度；对比不同测试组别（不同温度参数、不同循环次数）的性能差异，明确各参数对电池可靠性的影响权重。
曲线绘制与可视化：通过软件自动生成温度-时间曲线、容量-循环次数曲线、内阻-循环次数曲线、电压-电流曲线等，直观展示电池性能随高低温循环的变化趋势；支持多组曲线叠加对比，清晰呈现不同方案的优劣。
建立全流程数据追溯体系，所有采集的数据均带有时间戳与样品编号，关联测试程序、设备参数、操作人员等信息，确保数据可追溯、可核查；数据存储采用本地服务器+云端备份双重模式，保障数据安全性，数据保存期限不少于3年；支持按样品编号、测试日期、测试程序等条件快速查询与导出数据，为后续失效分析、研发优化提供数据支撑。
以上方案仅供参考，在实际试验过程中，可根据具体的试验需求、资源条件以及产品的特性进行适当调整与优化。
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