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储能电池从电芯、模组到电池簇,测试内容围绕容量、内阻、效率、循环、安全五个方向展开。双向直流电源在充电时把电网电能送入电池,放电时把电池电能回馈电网,一台设备完成两个方向的能量流动,测试过程不需要更换设备,也不需要外接电阻负载。山东运电气有限公司在双向直流电源与储能电池测试系统上积累了大量现场数据,下面按五类测试逐项列出。
一、容量测试项目
容量是储能电池最基础的参数,反映电池在指定条件下能够放出的电量。双向直流电源按设定电流或功率放电,记录放电时间与电压曲线,计算安时容量与瓦时容量。容量测试对电流精度与采样频率要求高,电流偏差直接进入容量计算。
| 测试项目 | 测试条件 | 记录参数 |
|---|---|---|
| 恒流放电容量 | 0.2C、0.5C、1C 放电至截止电压 | 放电时间、安时容量、瓦时容量 |
| 恒功率放电容量 | 按额定功率放电至截止电压 | 放电时长、输出能量 |
| 倍率容量 | 0.5C、1C、2C、3C 逐档放电 | 各倍率容量、容量占比 |
| 低温容量 | -20℃、-10℃、0℃环境 | 低温放电容量、容量保持率 |
| 高温容量 | 45℃、55℃环境 | 高温放电容量、温升数据 |
| 荷电保持容量 | 满电静置 28 天 | 剩余容量、容量恢复率 |
| 充电接受容量 | 不一样的 SOC 区间恒流充电 | 充入电量、充电时间 |
二、内阻测试项目
内阻决定电池在大电流工况下的压降与发热。双向直流电源输出脉冲电流,采集电流跳变瞬间的电压变化,得到直流内阻;配合交流注入单元可以得到交流内阻。内阻测试通常与容量测试在同一台设备上完成。
| 测试项目 | 测试方法 | 记录参数 |
|---|---|---|
| 直流内阻 DCR | 脉冲放电 10s,采集电压差 | 欧姆内阻、极化内阻 |
| 交流内阻 ACIR | 1kHz 交流注入 | 交流阻抗值 |
| 脉冲内阻 | 多段脉冲充放电 | 不一样的脉宽下的内阻曲线 |
| 连接内阻 | 模组、电池簇连接点测量 | 连接件压降、接触电阻 |
| 内阻一致性 | 同批次电芯逐只测量 | 内阻分布、极差 |
三、效率测试项目
储能系统的效率关系运行成本。双向直流电源两端接入电能计量装置,分别记录充电能量与放电能量,效率由两者比值得到。测试时环境温度、静置时间、截止条件都要保持一致。
| 测试项目 | 测试内容 | 记录参数 |
|---|---|---|
| 库仑效率 | 放电安时与充电安时之比 | 充入安时、放出安时 |
| 能量效率 | 放电瓦时与充电瓦时之比 | 充入能量、放出能量 |
| 往返效率 | 完整充放电循环 | 循环往返效率值 |
| 电压效率 | 平均放电电压与平均充电电压之比 | 平均电压、电压平台 |
| 变流器效率 | 不一样的功率点测量 | 各负载率效率曲线 |
| 辅助功耗 | 液冷、风扇、控制回路 | 辅助系统耗电量 |
四、循环测试项目
循环测试用双向直流电源连续充放电,模拟储能电站的日常运行工况。测试通道长时间运行,设备的热稳定性、保护逻辑、数据存储能力都在这一环节体现。
| 测试项目 | 测试条件 | 记录参数 |
|---|---|---|
| 常温循环 | 25℃、0.5C 充放电 | 循环次数、容量衰减曲线 |
| 高温循环 | 45℃、55℃环境 | 循环次数、内阻增长 |
| 快充循环 | 1C、2C 充电 | 循环寿命、析锂情况 |
| 工况循环 | 按典型日负荷曲线充放电 | 等效循环次数 |
| 容量保持率 | 循环至设定次数 | 剩余容量百分比 |
| 容量恢复率 | 循环后小倍率放电 | 恢复容量百分比 |
| 内阻增长率 | 循环前后内阻对比 | 内阻增长百分比 |
五、安全测试项目
安全测试在专用防爆间内进行,双向直流电源提供过充、过放、短路等工况所需的能量。测试过程中电压、电流、温度三路数据同步采集,异常时设备在毫秒级切断输出。

| 测试项目 | 测试方式 | 记录参数 |
|---|---|---|
| 过充测试 | 充电至设定上限电压 | 电压、温度、外观变化 |
| 过放测试 | 放电至低于截止电压 | 电压、壳体变形情况 |
| 外部短路 | 外部回路短接 | 短路电流、温升 |
| 温度冲击 | 高低温快速切换 | 温度循环次数、容量变化 |
| 热失控扩散 | 模组内单只电芯触发 | 扩散时间、相邻电芯温度 |
| 挤压与针刺 | 机械外力作用 | 电压跌落、温度峰值 |
| 跌落与低气压 | 运输环境模拟 | 结构完整性、电压数据 |
六、双向直流电源指标与测试匹配
设备指标与测试项目之间需要对应。电压范围要覆盖电池簇满充电压与放空电压,电流范围要覆盖最大倍率电流,功率等级要覆盖电池簇额定功率。电压电流精度容量与效率的计算结果,电流上升时间脉冲内阻的测量结果。
| 设备指标 | 覆盖的测试项目 | 关注点 |
|---|---|---|
| 电压范围 | 容量、效率、循环 | 覆盖满充与放空电压 |
| 电流范围 | 倍率容量、脉冲内阻 | 覆盖最大倍率电流 |
| 功率等级 | 电池簇充放电 | 覆盖额定功率与峰值功率 |
| 电压电流精度 | 容量、效率 | 计算结果 |
| 电流上升时间 | 脉冲内阻 | 脉冲波形 |
| 能量回馈效率 | 长时间循环 | 运行电费 |
| 并机与通道数 | 批量电芯测试 | 测试节拍 |
七、测试数据记录与判定
数据记录包含电压、电流、温度、时间四类。采样频率按测试项目设定,容量与效率测试取秒级采样,脉冲内阻测试取毫秒级采样。判定依据参照现行国家标准与行业标准,包括电池性能测试、电池管理系统通信、储能系统接入等文件。测试报告需要保留原始数据曲线,便于追溯。
山东运电气有限公司的双向直流电源覆盖电芯、模组、电池簇三个测试层级,支持能量回馈、多通道独立控制、并机扩容,配套上位机软件完成数据采集与报表导出。设备型号、功率配置与价格信息,可以查看网页上的电话联系沟通实际报价。
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