《動力電池循環(huán)過程膨脹力試驗方法》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

本文件由深圳市比亞迪鋰電池有限公司提出，經(jīng)中國技術(shù)市

場協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會批準(zhǔn)，正式列入2023年團體標(biāo)準(zhǔn)制修

訂計劃，標(biāo)準(zhǔn)名稱為《動力電池循環(huán)過程膨脹力試驗方法》。

（二）項目背景

隨著電動汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對動力電池的性能和安全

性要求越來越高。準(zhǔn)確測試循環(huán)膨脹力是提高電池質(zhì)量和競爭力

的重要手段之一。相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定需要有可靠的膨脹

力測試數(shù)據(jù)作為支撐，以確保動力電池的安全性和一致性

本文件是從動力電池的安全考量、性能評估、行業(yè)發(fā)展和研

究需求幾個角度出發(fā)，通過分析膨脹力與電池性能參數(shù)之間的關(guān)

系，膨脹力的大小和變化規(guī)律，深入了解電池的工作機理和老化

過程，探索影響電池膨脹力的因素，有助于優(yōu)化電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計

和工藝設(shè)計，優(yōu)化電池的使用條件，提高電池的可靠性和安全性。

深入理解電池循環(huán)過程的膨脹力的后果和潛在和安全隱患，以及

時采取相應(yīng)的防護措施。

（三）目的意義

制定本文件的目的是注重動力電池循環(huán)過程中膨脹力的測

試方法的標(biāo)準(zhǔn)化研究。新能源汽車的動力電池在循環(huán)使用過程中

的鋰離子電池內(nèi)部無時無刻都在發(fā)生著化學(xué)反應(yīng)及材料變形，汽

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車有效里程和功率會降低，電池容量會衰減，其中單體電池的膨

脹力也在一直發(fā)生變化。電池的膨脹力既和電池的循環(huán)次數(shù)、環(huán)

境溫度、充放電倍率以及截止電壓有關(guān)，也和電池包結(jié)構(gòu)的整體

強度設(shè)計及安全閥泄壓力有關(guān)。因此，在電池的設(shè)計之初，必須

明確電池的實際使用環(huán)境和準(zhǔn)確的膨脹力測試方法。研究鋰電池

膨脹形成的機制對鋰電池?zé)崾Э卦缙谔綔y預(yù)警具有極為重要的

意義。可以為電池防爆閥開啟壓力和模組安全結(jié)構(gòu)設(shè)計提供技術(shù)

參考。幫助企業(yè)根據(jù)商業(yè)目標(biāo)和實際需求，實現(xiàn)生產(chǎn)力、質(zhì)量等

相關(guān)商業(yè)目標(biāo)的改善，從而提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，增強企業(yè)的競爭

能力。

（四）起草單位及起草人名單

本文件起草單位：深圳市比亞迪鋰電池有限公司、XXXXXX、

XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、

XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX。

本文件主要起草人：XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、

XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、

XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX。

（五）主要起草過程

1.文本調(diào)研

深圳市比亞迪鋰電池有限公司于2023年6月啟動了文本的

調(diào)研工作，并與2023年10月完成了相關(guān)資料的收集和分析工作。

2.標(biāo)準(zhǔn)立項

深圳市比亞迪鋰電池有限公司向中國技術(shù)市場協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化

委員會提出申請，于2023年12月獲得中國技術(shù)市場協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化

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工作委員會批準(zhǔn)立項。

3.組建標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2024年3月6日，召開項目啟動會。

2024年3月6日，成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，并討論標(biāo)準(zhǔn)調(diào)

研工作事項。

4.形成標(biāo)準(zhǔn)草案

2024年3月16日，起草組對資料收集情況進行匯報，并對

進行了線上討論。

2024年4月16日，開展組內(nèi)討論，確定了標(biāo)準(zhǔn)框架和主要

內(nèi)容。

2024年5月27日，對起草的標(biāo)準(zhǔn)初稿進行現(xiàn)場討論，并提

出修改意見。

2024年6月2日，起草組根據(jù)修改意見進行修改，形成標(biāo)

準(zhǔn)草案。

5.形成征求意見稿

2024年7月30日，對標(biāo)準(zhǔn)草案進行討論，起草組對草案內(nèi)

容進行了修改，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。

2024年9月30日，進一步修改和完善標(biāo)準(zhǔn)文本，提交征求

意見材料。

二、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

（一）編制原則

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》以及《中國技術(shù)市場協(xié)會團體標(biāo)

準(zhǔn)管理辦法》的規(guī)定起草。

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（二）標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及適用范圍

本文件通過合理的夾具以及壓力傳感器等方案建立電池循

環(huán)過程中膨脹力的評價方法，定義了傳感器選型規(guī)則、溫度測量

范圍、工裝夾具使用要求、數(shù)據(jù)采集方案、傳感器日常維護規(guī)則

以及其他注意事項。

本文件適用于組織開展動力電池自評價、驗證設(shè)計方案及第

三方機構(gòu)的測試評價活動。

（三）確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

電池膨脹力的幾種測試方法主要包括壓力傳感器法、位移傳

感器法和力學(xué)模擬法等，對比幾種膨脹力測試方法的差異和優(yōu)缺

點的不同，綜合考慮推薦了最適合電池長期循環(huán)批量驗證的膨脹

力測試方法；

電池的外形結(jié)構(gòu)和尺寸大小各不相同，結(jié)合常見膨脹力傳感

器型號，并參考以往的歷史測試數(shù)據(jù)和多次仿真結(jié)果，確認(rèn)傳感

器的安裝數(shù)量和分布位置，確定了膨脹力傳感器的選型和安裝位

點選擇問題。

另外，刀片類電池的長度分布，根據(jù)測試電池長度的分類方

式，建議了電池長度和傳感器數(shù)量的匹配方式。

通過電池膨脹力的固定方式分析對比，定間隙夾具和定壓力

夾具的適用范圍不同，分別對應(yīng)包體中的實際情況和實驗室邊界

能力研究。同時考慮電池包中設(shè)計的回形框、氣凝膠和隔熱棉等

物料的占用問題，最終確認(rèn)了夾具選擇的問題。

根據(jù)膨脹力傳感器設(shè)計原理，彈性體在正常情況下需要定期

計量和疲勞修復(fù)，為保持長期使用的可靠性，解決了壓力傳感器

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的校準(zhǔn)和長期使用問題。

為匹配電池最終的使用場景，模組或者電池包的外框或者拘

束板材質(zhì)及變形量，要模擬模組的裝配狀態(tài)，確認(rèn)了夾具的材質(zhì)

選型問題。

三、主要試驗[或驗證]情況分析、技術(shù)經(jīng)濟論證、預(yù)期經(jīng)濟

效果

動力電池的循環(huán)過程膨脹力測試是一種較為常見的電池可

靠性和耐久性驗證手段。為此項目組經(jīng)過多輪次的實驗參數(shù)驗證，

詳細(xì)的對實驗有關(guān)的各個參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析和理論校驗，最終得

出相對合理的測試驗證方法和操作細(xì)節(jié)。

膨脹力隨充電電壓升高而增大，隨放電電壓降低而減?。徽?/p>

體隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加，電池膨脹力也隨之上升。動力電

池膨脹力隨著溫度增加而逐漸增加，高溫有更大的膨脹力。動力

電池膨脹力隨著倍率增加而逐漸增加；

動力電池長期循環(huán)過程中由于正負(fù)極的材料形變，導(dǎo)致電池

的膨脹力持續(xù)增加，不僅會消耗電池的內(nèi)部電解液也會對模組和

電池包的固定外框造成額外的定向壓力，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致模組

端板破裂或者變形。影響電池包整體性能的發(fā)揮和整車的裝配安

全情況。因此需要對動力電池長期循環(huán)過程中的膨脹力有明確的

清晰的認(rèn)知和了解。

研究鋰電池膨脹形成的機制對鋰電池?zé)崾Э卦缙谔綔y預(yù)警

具有極為重要的意義。為防爆閥開啟壓力和模組安全結(jié)構(gòu)設(shè)計提

供技術(shù)參考。研究表明釋放循環(huán)過程中逐漸增加的膨脹力可以提

升電池的循環(huán)壽命。

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四、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外先進標(biāo)準(zhǔn)的程度

本文件為首次自主制定，參考了GB/T31484—2015電動汽

車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗方法、GB/T31485—2015

電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法、GB/T31486—2015

電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法、GB38031—2020

電動汽車用動力蓄電池安全要求等國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容要求。本文

件不涉及國際國外標(biāo)準(zhǔn)的采標(biāo)情況。

五、重大分歧意見處理經(jīng)過及依據(jù)

本文件在制定過程中未出現(xiàn)重大分歧意見。

本文件編制過程中討論了電池冷卻方式的差異，不影響電池

膨脹力的測試本身。

六、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

本文件符合國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，

與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)。