DB35∕T 2110-2023 在用電動汽車動力電池系統(tǒng)性能評估規(guī)范_第1頁
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文檔簡介

ICS43.120

CCST47

35

福建省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB35/T2110—2023

在用電動汽車動力電池系統(tǒng)性能評估規(guī)范

Performanceevaluationspecificationforin-usepowerbatteriesofnewenergy

vehicles

2023-06-19發(fā)布2023-09-19實(shí)施

福建省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB35/T2110—2023

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4技術(shù)要求...........................................................................2

5檢測條件及記錄.....................................................................3

6檢測方法...........................................................................4

附錄A(資料性)動力電池系統(tǒng)檢測記錄表..............................................10

附錄B(資料性)動力電池系統(tǒng)評估報告................................................11

I

DB35/T2110—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由福建省工業(yè)和信息化廳提出并歸口。

本文件起草單位:寧德時代新能源科技股份有限公司、福建星云電子股份有限公司、福建時代星云

科技有限公司、福建省汽車運(yùn)輸集團(tuán)有限公司、福建省計量科學(xué)研究院、中國石化銷售股份有限公司福

建分公司、國網(wǎng)電動汽車服務(wù)(福建)有限公司。

本文件主要起草人:魏志立、馬達(dá)、劉震、李愛民、鄭其榮、劉偉、張新池、王強(qiáng)、張煌輝、

張杰梁、牟琳、李海洋、黃中。

II

DB35/T2110—2023

在用電動汽車動力電池系統(tǒng)性能評估規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了在用電動汽車鋰離子動力電池系統(tǒng)(以下簡稱“動力電池系統(tǒng)”)的技術(shù)要求、檢測

條件及記錄、檢測方法。

本文件適用于動力電池系統(tǒng)在整車不拆解、不改變控制策略條件下的檢測,其它類型電池系統(tǒng)參照

執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

GB/T18487.1電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第1部分:通用要求

GB/T19596電動汽車術(shù)語

GB/T20234.1—2015電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第1部分:通用要求

GB/T27930電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議

GB/T31467.1—2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第1部分:高功率應(yīng)用測試規(guī)程

GB/T34658電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議一致性測試

GB/T38661電動汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件

3術(shù)語和定義

GB/T18487.1、GB/T19596、GB/T20234.1—2015、GB/T27930、GB/T31467.1—2015、GB/T34658

和GB/T38661界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

電動汽車electricvehicle

插電式混合動力汽車和純電動汽車。

3.2

在用電動汽車in-useelectricvehicle

已注冊登記的電動汽車。

3.3

動力電池系統(tǒng)powerbatterysystem

由一個或一個以上蓄電池包及相應(yīng)附件(管理系統(tǒng)、高壓電路、低壓電路、熱管理設(shè)備以及機(jī)械總

成等)構(gòu)成的能量存儲裝置。

3.4

電池管理系統(tǒng)batterymanagementsystem;BMS

監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)(溫度、電壓、荷電狀態(tài)等),可以為蓄電池提供通信、安全、電芯均衡及管理

控制,并提供與應(yīng)用設(shè)備通信接口的系統(tǒng)。

1

DB35/T2110—2023

3.5

實(shí)際初始充電可用容量availableinitialchargingcapacity

電動汽車新車下線首次通過充電可用容量檢測常規(guī)測試法(6.3.1.1)獲得的動力電池系統(tǒng)容量。

3.6

實(shí)際初始放電可用容量availableinitialdischargingcapacity

電動汽車新車下線首次通過放電可用容量檢測(6.3.2)獲得的動力電池系統(tǒng)容量。

3.7

充電可用容量保持率availablechargingcapacityretentionrate

通過充電可用容量檢測(6.3.1)獲得的動力電池系統(tǒng)當(dāng)前容量(Ah)與實(shí)際初始充電可用容量的

百分比值。

3.8

放電可用容量保持率availabledischargingcapacityretentionrate

通過放電可用容量檢測(6.3.2)獲得的動力電池系統(tǒng)當(dāng)前容量(Ah)與實(shí)際初始放電可用容量的

百分比值。

3.9

直流內(nèi)阻directcurrentresistance;DCR

電池系統(tǒng)在工作時,直流電流流過動力電池系統(tǒng)所受到的阻力,包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。

3.10

直流內(nèi)阻增長率directcurrentresistancegrowthrate

動力電池系統(tǒng)當(dāng)前直流內(nèi)阻(DCRt)與初始直流內(nèi)阻(DCR0)之差,與初始直流內(nèi)阻(DCR0)的百

分比值。

注:初始直流內(nèi)阻為電動汽車新車下線首次測試值。

4技術(shù)要求

4.1氣味及外觀要求

動力電池系統(tǒng)氣味及外觀應(yīng)符合以下要求:

a)無刺激性氣味及液體殘留痕跡;

b)銘牌、安全警示標(biāo)識清晰可見,無破損;

c)未見明顯變形及銹蝕,螺栓無缺失、無松動、無螺紋露出;

d)高/低壓線束金屬部分無裸露,無明顯破損;

e)連接器無明顯破損、松脫,如有鎖扣,鎖扣應(yīng)正常在位并可靠鎖定。

4.2電池系統(tǒng)要求

4.2.1絕緣性能

按照6.5的方法進(jìn)行測試,動力電池系統(tǒng)與車身可導(dǎo)電部分之間的絕緣電阻應(yīng)大于100Ω/V。

4.2.2絕緣保護(hù)功能

若被檢車輛的動力電池系統(tǒng)與車身可導(dǎo)電部分之間的絕緣電阻小于100Ω/V,則動力電池系統(tǒng)應(yīng)啟

動絕緣故障保護(hù)。絕緣保護(hù)功能按照6.6的方法進(jìn)行測試,BMS應(yīng)記錄絕緣故障告警信息。

2

DB35/T2110—2023

4.2.3熱狀態(tài)檢測

按照6.7的方法進(jìn)行測試,乘用車電池系統(tǒng)最大溫差不超過5℃,商用車電池系統(tǒng)最大溫差不超過

8℃。

4.3電池管理系統(tǒng)要求

4.3.1基本要求

BMS應(yīng)符合GB/T38661的規(guī)定,通信協(xié)議應(yīng)符合GB/T27930的規(guī)定。

BMS宜具備以下功能:

a)允許動力電池系統(tǒng)通過傳導(dǎo)式充電口對測試設(shè)備放電;

b)開放GB/T27930中規(guī)定的電池技術(shù)參數(shù)的可選項(xiàng);

c)上傳動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的啟動和關(guān)閉狀態(tài)。

4.3.2測量誤差要求

BMS最大測量誤差應(yīng)符合:

a)SOC估算最大允許誤差不大于5%;

b)電流最大允許誤差不大于±2%(10A以下±0.2A);

c)總電壓最大允許誤差不大于±1%。

5檢測條件及記錄

5.1環(huán)境要求

檢測環(huán)境條件應(yīng)滿足:

a)環(huán)境溫度為25℃±10℃;

b)相對濕度為45%~95%;

c)大氣壓力范圍為86kPa~106kPa。

5.2氣味及外觀檢查條件

在現(xiàn)場環(huán)境良好、光線充足、無其它異味的條件下,對動力電池系統(tǒng)可視部分進(jìn)行氣味及外觀檢查。

5.3檢測設(shè)備

5.3.1功能要求

應(yīng)符合GB/T18487.1、GB/T27930的規(guī)定,應(yīng)至少具備直流充電功能、直流放電功能。

5.3.2測量誤差

應(yīng)滿足以下要求:

a)輸出電流測量誤差不超過±0.1%FS(滿量程);

b)輸出電壓測量誤差不超過±0.1%FS(滿量程);

c)溫度測量誤差不超過±0.5℃;

d)時間測量誤差不超過±0.1s;

3

DB35/T2110—2023

e)絕緣測試設(shè)備精度要求:±5%;

f)容量時間計算精度不超過1ms。

5.3.3充電連接裝置溫度要求

充電連接裝置按照GB/T20234.1—2015中7.13的測試方法進(jìn)行測試,允許抓握部位的非金屬部件最

高溫度不應(yīng)超過60℃,端子的溫升不應(yīng)超過50K。

5.4檢測記錄

動力電池系統(tǒng)檢測結(jié)果記錄可參考附錄A。若檢測設(shè)備可自動生成評估報告,可參考附錄B。

6檢測方法

6.1總則

6.3、6.4、6.5的快速測試法是對動力電池系統(tǒng)的性能快速診斷(性能初判),常規(guī)測試法是在快

速測試法基礎(chǔ)上的深度診斷(精度更高)。

6.2氣味及外觀檢查

靠近動力電池系統(tǒng)箱體外殼及連接器部位,目測檢查箱體外觀,通過嗅覺辨別是否有刺激性氣味。

6.3容量保持率檢測

6.3.1充電可用容量保持率檢測

6.3.1.1常規(guī)測試法

在檢測環(huán)境條件下,使用檢測設(shè)備按以下步驟進(jìn)行檢測:

a)動力電池系統(tǒng)1C放電或根據(jù)電池生產(chǎn)商規(guī)定的放電約束條件放電或通過整車(含車載用電

設(shè)備)放電至放電截止條件;

b)關(guān)閉車輛電源,靜置30min;

c)動力電池系統(tǒng)充電至廠商規(guī)定的充電截止條件;

d)記錄充電過程中總電壓U,電流I及充電時間t;

e)計算動力電池系統(tǒng)充電可用容量Ct;

f)獲取實(shí)際初始充電可用容量C0,根據(jù)式(1)計算當(dāng)前實(shí)際充電可用容量保持率:

C

η=t×100%······················································(1)

C0

式中:

η——實(shí)際充電可用容量保持率;

Ct——實(shí)際充電可用容量,單位為安時(Ah);

C0——初始充電可用容量,單位為安時(Ah)。

6.3.1.2快速測試法

在檢測環(huán)境條件下,使用檢測設(shè)備按以下步驟進(jìn)行檢測。

a)使用檢測設(shè)備對動力電池系統(tǒng)充電。

4

DB35/T2110—2023

b)獲取車輛SOC在[X1,X2](40%≤X1<X2≤60%,X2-X1≥8%)區(qū)間時,動力電池系統(tǒng)充電容量C1。

c)動力電池系統(tǒng)充電至廠商規(guī)定的充電截止條件。

注:c)項(xiàng)為可選項(xiàng),視情況進(jìn)行。

d)根據(jù)式(2)計算動力電池系統(tǒng)充電可用容量Ct:

’C1

Ct=························································(2)

X2-X1

式中:

Ct——實(shí)際充電可用容量,單位為安時(Ah);

C1——初始充電可用容量,單位為安時(Ah);

X2——充電截止SOC值;

X1——充電初始SOC值。

e)獲取實(shí)際初始充電可用容量C0,根據(jù)式(3)計算當(dāng)前實(shí)際充電可用容量保持率:

C'

η'=t×100%·····················································(3)

C0

式中:

η'——實(shí)際充電可用容量保持率;

Ct——實(shí)際充電可用容量,單位為安時(Ah);

C0——初始充電可用容量,單位為安時(Ah)。

6.3.2放電可用容量保持率檢測

'

在檢測環(huán)境條件下,使用檢測設(shè)備按以下步驟檢測動力電池系統(tǒng)放電可用容量CF。

a)動力電池系統(tǒng)充電至廠商規(guī)定的充電截止條件。

b)關(guān)閉車輛電源,靜置30min。

c)動力電池系統(tǒng)進(jìn)行1C放電(或按廠商規(guī)定的放電方式放電)至制造商規(guī)定的放電截止條件。

d)記錄放電過程中總電壓U,電流I及放電時間t。

'

e)計算動力電池系統(tǒng)放電可用容量CF。

f)獲取實(shí)際初始放電可用容量CF,根據(jù)式(4)計算當(dāng)前實(shí)際放電可用容量保持率:

'

CF

ηF=×100%·····················································(4)

CF

式中:

ηF——實(shí)際放電可用容量保持率;

'

CF——實(shí)際放電可用容量,單位為安時(Ah);

CF——初始放電可用容量,單位為安時(Ah)。

6.4直流內(nèi)阻增長率檢測

6.4.1常規(guī)法直流內(nèi)阻測試

在檢測環(huán)境條件下,使用檢測設(shè)備按以下步驟檢測動力電池系統(tǒng)直流內(nèi)阻DCRt。

a)通過整車(含車載用電設(shè)備)充放電的方式,將動力電池系統(tǒng)SOC調(diào)整至50%。

b)關(guān)閉車輛電源,靜置30min。

c)根據(jù)GB/T31467.1—2015中第7.2.2條進(jìn)行測試。

d)根據(jù)GB/T31467.1—2015中第7.2.3條提供的公式,計算動力電池系統(tǒng)直流內(nèi)阻DCRt。

5

DB35/T2110—2023

e)獲取常規(guī)法測得的初始直流內(nèi)阻DCR0,根據(jù)式(5)計算當(dāng)前直流內(nèi)阻增長率ΔDCR:

DCR

ΔDCR=(t-1)×100%··············································(5)

DCR0

式中:

ΔDCR——當(dāng)前直流內(nèi)阻增長率;

DCRt——當(dāng)前直流內(nèi)阻,單位為歐姆(Ω);

DCR0——初始直流內(nèi)阻,單位為歐姆(Ω)。

6.4.2快速法直流內(nèi)阻測試

在檢測環(huán)境條件下,使用檢測設(shè)備按以下步驟檢測動力電池系統(tǒng)直流內(nèi)阻DCRt。

a)通過整車(含車載用電設(shè)備)充放電的方式,將動力電池系統(tǒng)SOC調(diào)整至50%。

b)關(guān)閉車輛電源,靜置30min。

c)恒流輸出0.1I(A),持續(xù)20s,記錄動力電池系統(tǒng)第10s的總電壓值U1和電流值I1。

d)恒流輸出I(A),持續(xù)20s,記錄動力電池系統(tǒng)第10s的總電壓值U2和電流值I2。

注:I為此時車輛向檢測設(shè)備請求的充電電流需求值,單位為安培(A)。

'

e)根據(jù)式(6)計算當(dāng)前直流內(nèi)阻DCRt:

'U2-U1

DCRt=·······················································(6)

I2-I1

式中:

'

DCRt——當(dāng)前直流內(nèi)阻,單位為歐姆(Ω);

U2——1I(A)第10s的電壓值,單位為伏特(V);

U1——0.1I(A)第10s的電壓值,單位為伏特(V);

I2——1I(A)第10s的電流值,單位為安培(A);

I1——0.1I(A)第10s的電流值,單位為安培(A)。

''

f)獲取新車下線首次快速法測得的初始直流內(nèi)阻DCR0,根據(jù)式(7)計算當(dāng)前直流內(nèi)阻增長率ΔDCRt:

'

'DCRt

ΔDCRt=('-1)×100%···············································(7)

DCR0

式中:

'

ΔDCRt——當(dāng)前直流內(nèi)阻增長率;

'

DCRt——當(dāng)前直流內(nèi)阻,單位為歐姆(Ω);

'

DCR0——初始直流內(nèi)阻,單位為歐姆(Ω)。

6.5絕緣檢測

6.5.1常規(guī)測試法

在檢測環(huán)境條件下,按以下步驟檢測絕緣電阻值:

a)斷開車輛低壓供電;

b)拆卸高壓回路維護(hù)開關(guān)(若有);

c)使用絕緣測試儀表對電池包高壓回路維護(hù)開關(guān)端及電池包輸出端與車輛殼體之間施加1000

Vd.c.持續(xù)1min;

d)測量電池包高壓回路維護(hù)開關(guān)端及電池包輸出端與車輛車身可導(dǎo)電部分之間絕緣電阻值。

6

DB35/T2110—2023

6.5.2快速測試法

在檢測環(huán)境條件下,按以下步驟檢測絕緣電阻值:

a)檢測設(shè)備與被檢車輛建立通信;

b)暫時中止車輛BMS絕緣監(jiān)測模塊功能;

c)通過檢測設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測;

d)絕緣檢測結(jié)束后,恢復(fù)車輛BMS絕緣監(jiān)測模塊功能。

6.6絕緣保護(hù)功能檢測

按照6.5通過絕緣檢測后,按以下步驟進(jìn)行絕緣保護(hù)功能檢測:

a)負(fù)端絕緣保護(hù)功能檢測:檢測設(shè)備與被檢車輛進(jìn)行通訊不充放電,通過檢測設(shè)備使被檢車輛

高壓輸出端負(fù)極對PE線處連接一個20kΩ電阻,讀取整車BMS報文;

b)檢測結(jié)束后,重新啟動被檢車輛的通訊;

c)正端絕緣保護(hù)功能檢測:檢測設(shè)備與被檢車輛進(jìn)行通訊不充放電,通過檢測設(shè)備使被檢車輛

高壓輸出端征正極對PE線處連接一個20kΩ電阻,讀取整車BMS報文;

d)檢測結(jié)束后,重新啟動被檢車輛的通訊;

e)將被檢車輛的BMS的絕緣故障告警信息記錄至檢測記錄表或檢測報告中。

6.7熱狀態(tài)檢測

在檢測環(huán)境條件下,按以下步驟進(jìn)行熱狀態(tài)檢測:

a)檢測設(shè)備與被檢車輛建立通信;

b)讀取充電前初始狀態(tài)下最高單體溫度及最低單體溫度,計算溫差;

c)按照6.3.1.1進(jìn)行測試,測試過程中實(shí)時讀取最高單體溫度及最低單體溫度,計算溫差;

d)充電結(jié)束后,讀取最高單體溫度及最低單體溫度,計算溫差。

6.8電池管理系統(tǒng)(BMS)檢測

6.8.1充電SOC估算誤差

充電SOC估算誤差按以下步驟進(jìn)行。

a)以1s為采樣周期,記錄車輛BMS的SOC讀數(shù)SOCn及檢測設(shè)備累計容量Cn。

b)記錄動力電池系統(tǒng)達(dá)到滿足計算充電可用容量條件時(SOC在20%到80%范圍內(nèi),且連續(xù)充電

SOC值大于8%),檢測設(shè)備累計容量Cm。

'

c)通過6.3.1獲取動力電池系統(tǒng)充電截止時的充電可用容量Ct。

d)取檢測數(shù)據(jù)第二個SOC作為基點(diǎn),記錄當(dāng)前BMS的SOC讀數(shù)SOCa及檢測設(shè)備累計容量Ca。

e)根據(jù)式(8)計算出每隔1s的實(shí)際SOCm:

Cn-Ca

SOCm=SOCa+(')×100%············································(8)

Ct

式中:

SOCm——每隔1s的實(shí)際SOC值;

SOCa——充電初始BMS的SOC值;

Cn——每隔1s對應(yīng)充電截止時累計充電容量,單位為安時(Ah);

Ca——每隔1s對應(yīng)充電初始時累計充電容量,單位為安時(Ah);

7

DB35/T2110—2023

'

Ct——實(shí)際充電可用容量,單位為安時(Ah)。

d)根據(jù)式(9)計算充電SOC估算誤差:

Max(|SOCm-SOCn|)···················································(9)

式中:

SOCm——每隔1s的實(shí)際SOC值;

SOCn——每隔1s對應(yīng)BMS的SOC值。

6.8.2放電SOC估算誤差

放電SOC估算誤差按以下步驟進(jìn)行。

''

a)以1s為采樣周期,記錄車輛BMS的SOC讀數(shù)SOCn及檢測設(shè)備累計放電容量Cn。

'

b)記錄動力電池系統(tǒng)放電截止時的放電可用容量Cm。

c)通過6.3.2獲取動力電池系統(tǒng)放電截止時放電可用容量CF。

'

d)根據(jù)式(10)計算出每隔1s的實(shí)際SOCm:

''

'Cm-Cn

SOCm=()×100%···············································(10)

CF

式中:

'

SOCm——每隔1s的實(shí)際SOC值;

'

Cm——每隔1s對應(yīng)放電截止時的放電可用容量,單位為安時(Ah);

'

Cn——每隔1s對應(yīng)放電截止時累計放電容量,單位為安時(Ah);

CF——實(shí)際放電可用容量,單位為安時(Ah)。

e)根據(jù)式(11)計算放電SOC估算誤差:

''

Max(|SOCm-SOCn|)················································(11)

式中:

'

SOCm——每隔1s的實(shí)際SOC值;

'

SOCn——每隔1s對應(yīng)BMS的SOC值。

6.8.3電流測量誤差

可在測試過程中按以下步驟進(jìn)行電流測量誤差檢測。

a)記錄SOC在40%~60%區(qū)間以0.5C穩(wěn)態(tài)放電時,BMS電流讀數(shù)I1及檢測設(shè)備電流讀數(shù)I2。

b)根據(jù)式(12)計算電流測量誤差:

I1-I2

Iacc=()×100%················································(12)

I2

式中:

Iacc——電流測量誤差;

I1——BMS記錄的電流值,單位為安培(A);

I2——檢測設(shè)備記錄的電流值,單位為安培(A)。

6.8.4總電壓測量誤差

可在測試過程中按以下步驟進(jìn)行總電壓測量誤差檢測。

a)恒流充電。

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DB35/T2110—2023

b)記錄SOC在40%~60%區(qū)間以0.5C穩(wěn)態(tài)放電時,BMS電壓讀數(shù)U1及檢測設(shè)備總電壓讀數(shù)U2。

c)根據(jù)式(13)計算電壓測量誤差:

U1-U2

Uacc=()×100%··············································(13)

U2

式中:

Uacc——電壓測量誤差;

U1——BMS記錄的電壓值,單位為伏特(V);

U2——檢測設(shè)備記錄的電流值,單位為安培(A)。

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附錄A

(資料性)

動力電池系統(tǒng)檢測記錄表

依據(jù)動力電池系統(tǒng)的檢驗(yàn)項(xiàng)要求,參照表A.1,記錄對應(yīng)項(xiàng)檢測結(jié)果。

表A.1樣品檢測記錄表

送檢人(單位)送檢日期

送檢聯(lián)系人及電話所有人

號牌品牌/型號VIN碼

初次登記日期出廠年月滿載質(zhì)量

動力電池標(biāo)稱容量動力電池類型里程表讀數(shù)

營運(yùn)車輛:□乘用車□客車

車輛類型

非營運(yùn)車輛:□乘用車□客車

銘牌信息□信息完整□缺失,

外觀及氣味□正?!跻后w滲出(痕跡)□刺激氣味

蓄電池箱體固定件□正?!跛擅?,□其它,

高低壓線束□正?!趼懵丁跗茡p,□其它,

連接器□正?!跗茡p□松脫,□其它,

直流內(nèi)阻(Ω)□常規(guī)法:□快速法:

直流內(nèi)阻增長率

□常規(guī)法:□快速法:

(%)

絕緣檢測(Ω)□常規(guī)法,絕緣電阻值Ω/V□快速法,絕緣電阻值Ω/V

絕緣保護(hù)功能

動力電池系統(tǒng)測試□正?!跏А跗渌?,

熱狀態(tài)檢測(℃)

充電可用容量

□常規(guī)法:□快速法:

(Ah)

放電可用容量

(Ah)

充電SOC誤差(%)放電SOC誤差(%)電流測量誤差(%)

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