GB/T 31467-2023全解析:容量/能量/功率/内阻/能量效率 五大核心测试项怎么测
GB/T 31467-2023《电动汽车用锂离子动力电池包和系统电性能试验方法》于2023年11月27日发布并实施,替代了2015版的高功率型和高能量型两个分标准。本文围绕PACK和系统级电性能测试,逐条拆解容量能量、功率内阻、能量效率等五大核心测试项的测试条件与合格判定,并给出嘉仕新能对应的充放电测试设备与校准方案。
一、GB/T 31467-2023 与 GB 38031 是什么关系?
GB/T 31467-2023 是电性能试验方法标准,解决的是《电池包能跑多远、输出功率够不够、能量转换损耗大不大》;GB 38031-2025 是安全要求标准,解决的是《电池包在极端情况下会不会起火爆炸》。两者并行不冲突:整车公告既要提交 GB/T 31467 的电性能报告,也要提交 GB 38031 的安全报告。
与 2015 版相比,2023 版最大的变化是把高功率型和高能量型合并为一个通用方法,新增了能量密度、充电性能、工况放电三项测试,并参考 ISO 12405-4:2018 优化了功率内阻、容量损失的试验流程。
| 标准 | 定位 | 测试重点 | 适用对象 |
|---|---|---|---|
| GB/T 31467-2023 | 电性能 | 容量/能量/功率/效率/工况 | 电池包、电池系统 |
| GB 38031-2025 | 安全 | 过充/过放/短路/热扩散 | 动力电池包/系统 |
| GB/T 31486-2024 | 电芯性能 | 单体容量/倍率/高低温 | 单体电芯 |
| ISO 12405-4:2018 | 国际参考 | 性能测试方法 | 国际出口认证 |
注:GB/T 31467-2023 非等效采用 ISO 12405-4:2018,出口项目可共用大部分设备,但报告模板需按客户指定标准切换。
二、容量和能量测试:室温/高温/低温分别怎么做?
容量和能量测试是整车续驶里程标定的基础,也是 GB/T 31467-2023 首先要做的基础项。标准把测试温度扩展为室温、40℃高温、0℃低温、-20℃低温四个典型点,高功率型和高能量型的放电倍率要求不同。
2.1 高功率型与高能量型的放电倍率差异
| 类型 | 充电电流 | 室温放电 | 高温40℃放电 | 低温0℃/-20℃放电 |
|---|---|---|---|---|
| 高功率型 | ≥1C或制造商推荐 | 1C + Imax(T) | 1C + Imax(T) | 1C + Imax(T) |
| 高能量型 | ≥1/3C或制造商推荐 | 1/3C + Imax(T) | 1/3C + Imax(T) | 1/3C + Imax(T) |
| 关键变化 | 2023版统一在各温度标准循环前增加标准充电步骤,并在循环结束后增加环境适应以消除热量累积 | |||
注:Imax(T) 指在试验温度 T 下电池包/系统允许的最大持续放电电流,由制造商规定。
2.2 判定方法
每个温度点至少进行两次有效循环,取放电容量和放电能量的平均值;如果连续两次放电容量变化不超过额定容量的3%,可提前终止。测试结果需记录总电压、最高/最低单体电压、环境温度、样品温度与电流曲线。
常见痛点:低温容量衰减大不是设备问题,而是测试温度没有充分平衡。2023 版要求 1 小时内单体温度与目标环境温度差不超过 2℃,否则测试结果重复性差。
三、功率和内阻测试:脉冲电流与 SOC 点怎么选?
功率和内阻决定了电动车的加速响应和快充能力,也是主机厂最关注的验收指标之一。GB/T 31467-2023 采用脉冲法,在 80%(或制造商最高允许)、50%、20%(或制造商最低允许)三个 SOC 点进行放电和充电脉冲。
3.1 测试温度与脉冲时长
| 类型 | 测试温度 | 放电脉冲 | 充电脉冲 | 采样要求 |
|---|---|---|---|---|
| 高功率型 | 40℃/室温/0℃/-20℃ | Imax放电18s | 0.75Imax充电10s | ≤100ms |
| 高能量型 | 40℃/室温/0℃/-20℃ | Imax放电18s + 0.75Imax放电102s | 0.75Imax充电20s | ≤100ms |
| 关键判定 | 当电压提前达到预设限值时,需启动降电流机制,否则会导致过放/过充保护误触发 | |||
注:高能量型全过程放电内阻计算有专门公式,测试系统需支持分段积分和曲线回放。
3.2 嘉仕 PACK-ATS 的功率内阻自动测试
嘉仕新能的 PACK-ATS 模组PACK测试系统支持脉冲电流编程、电压采样间隔 10ms、自动计算直流内阻 DCIR 和峰值功率;KS 系列高压充放电测试系统最大可到 1000V/1000A,满足乘用车电池包级功率测试。
四、无负载容量损失与存储中容量损失有什么区别?
这两个项目都考察电池在静置状态下的容量衰减能力,但初始 SOC 和搁置温度不同,企业经常混淆。
| 测试项目 | 初始SOC | 搁置温度 | 搁置时间 | 核心输出 |
|---|---|---|---|---|
| 无负载容量损失 | 100%满电 | 室温、45℃或协商更高温度 | 7天、30天 | 容量保持率、容量恢复率 |
| 存储中容量损失 | 50%(或协商) | 45℃ | 30天 | 容量保持率、容量恢复率 |
| 2023版变化 | 在标准充电/标准循环之间增加环境适应步骤,避免温度残留造成容量恢复偏高 | |||
注:两项测试都需要使用同一套标准循环进行前后对比,否则容量恢复率没有可比性。
五、能量效率测试:为什么高低温都要测?
能量效率测试反映的是电池包在完整充放电循环中的能量转换损耗,2023 版删除了原标准中固定的大倍率恒流充放电要求,改为用实际工况脉冲或制造商规定工况进行测试。
5.1 高功率型能量效率工况
| 温度点 | SOC点 | 放电工况 | 充电工况 |
|---|---|---|---|
| 40℃、室温、0℃ | 65%、50%、35% | Imax放电12s,静置40s | 0.75Imax充电16s,静置40s |
| 计算方式 | 能量效率 = 放电能量 / 充电能量 ×100% | ||
注:完成上一个 SOC 点测试后,需在常温下进行环境适应,再调整到下一个 SOC 目标值。
5.2 高能量型能量效率测试
高能量型只需在室温和 0℃ 下测试,删除了 Tmin 下的固定倍率充电方式。测试强调前后两次充放电倍率和方式一致,以保证 E放 和 E充 的能量计算口径相同。
六、新增测试项目:能量密度、充电性能、工况放电怎么做?
2023 版相比 2015 版新增了三个贴近整车应用的测试项,分别对应轻量化、快充能力和实际续航。
| 新增项目 | 测试对象 | 核心方法 | 判定意义 |
|---|---|---|---|
| 能量密度 | 电池包/系统 | 按标准循环获取可用能量,除以电池包质量(或体积) | Wh/kg 或 Wh/L,决定整车轻量化水平 |
| 充电性能 | 电池系统 | 按制造商温度-SOC充电矩阵,在室温/40℃/0℃/Tmin 记录充电曲线 | 评估快充能力与热管理匹配 |
| 工况放电 | 电池系统 | 采用 CLTC 或协商工况谱,在室温/40℃/0℃/Tmin 进行 | 模拟真实道路能耗与续驶里程 |
注:能量密度计算时冷却液质量不再计入,体积测量也不再强制要求。
七、完整设备清单与嘉仕方案
要做全 GB/T 31467-2023 的电性能测试,核心设备是充放电测试系统、环境箱、数据采集与校准平台四类。嘉仕新能提供从电芯到 PACK 再到系统的完整设备链。
| 测试模块 | 嘉仕设备 | 关键能力 | 覆盖标准项 |
|---|---|---|---|
| PACK级充放电 | KRASS PACK-ATS / KS500V500A / KS750V750A / KS1000V1000A | 电压 60V-1000V,电流 100A-1000A,能量回馈 | 容量/能量/功率/内阻/能量效率/工况放电 |
| 模组级充放电 | KS60V300A / KS100V100A / KS100V300A | 0.05%FS 精度,多通道并行 | 模组容量能量、循环寿命 |
| 电芯级充放电 | CELL-ATS / KS5V60A / KS10V6A / KS20V12A | 5V/10V/20V 多规格,64/8 通道 | 电芯前期验证与来料抽检 |
| 校准计量 | KS9881A 动力电池测试系统校准平台 | JJG 1102-2015 全项,0.05 级自动校准 | 充放电测试系统周期性计量溯源 |
| 温度仿真 | KS1080W 温度仿真单元 | 8 通道温度模拟/采集 | BMS 与热管理策略验证 |
| BMS测试 | KS9836A BMS 测试平台 | 电压/温度/均衡/保护功能全覆盖 | 工况放电与充电性能中的 BMS 联调 |
注:环境箱需第三方提供,嘉仕 PACK-ATS 可通过 LAN/RS232 与温箱联动,实现温度-SOC 自动矩阵测试。
八、常见 FAQ:GB/T 31467-2023 测试答疑
8.1 GB/T 31467-2023 与 GB/T 31467.1/.2-2015 报告能通用吗?
不能通用。2023 版合并了高功率型和高能量型,新增了能量密度、充电性能、工况放电,测试流程也有调整;旧版报告在新公告申报中已不再适用。
8.2 PACK 电性能测试和 EOL 下线测试有什么区别?
GB/T 31467 是型式试验或研发验证,关注容量、功率、效率等性能边界;EOL 是产线下线检测,关注安规、BMS 功能、气密和简单充放电一致性。两者设备有重叠,但节拍和判定标准不同。
8.3 做功率内阻测试时,SOC 点能不能只测 50%?
标准要求在 80%/50%/20%(或制造商允许的最高/最低)三个点测试;只测 50% 无法反映高 SOC 和低 SOC 下的功率衰减,报告会被退回。
8.4 低温 -20℃ 测试时,为什么容量达标但功率不达标?
这是常见现象:低温下锂离子扩散慢,容量衰减可能只有 20%-30%,但功率衰减可达 50% 以上。整车若把低温容量当成功率来使用,会导致加速无力。
8.5 能量效率测试必须在环境箱里做吗?
是的。标准要求在不同温度点下进行,且两次 SOC 点之间要进行环境适应。没有温箱联动,很难满足温度平衡要求。
8.6 国产 PACK 测试设备能否替代进口品牌?
嘉仕新能的 PACK-ATS 与 KS 系列在电压/电流精度、能量回馈、多通道同步方面已对标进口主流品牌,单台价格约为进口的 1/3-1/4,且本地售后响应更快。
8.7 充放电测试系统多久需要校准一次?
建议每 12 个月校准一次;如果产线高频使用或客户审厂要求严格,可缩短至 6 个月。嘉仕 KS9881A 校准平台可实现电压/电流/温度 0.05 级自动校准。
8.8 东莞/广东地区有没有本地服务?
嘉仕新能总部位于东莞市塘厦镇,深圳设有研发中心,珠三角区域可当天响应,提供设备安装、调试、培训和 MES 对接定制服务。
九、12 项标准合规自检清单
| 序号 | 自检项 | 要求 |
|---|---|---|
| 1 | 相对湿度 | 10%-90% |
| 2 | 大气压力 | 86-106kPa |
| 3 | 温度平衡 | 1h 内单体温度与目标温度差≤2℃ |
| 4 | 预处理循环 | 最多 5 次,连续两次容量变化≤3% 可终止 |
| 5 | 容量能量 | 室温/40℃/0℃/-20℃ 四点有效循环 |
| 6 | 功率内阻 | 80%/50%/20% 三个 SOC 点,采样≤100ms |
| 7 | 无负载容量损失 | 满电,室温/45℃,7天/30天 |
| 8 | 存储中容量损失 | 50% SOC,45℃,30天 |
| 9 | 能量效率 | 高功率型 40℃/室温/0℃,高能量型 室温/0℃ |
| 10 | 能量密度 | 按质量计算,冷却液不计入 |
| 11 | 充电性能 | 室温/40℃/0℃/Tmin 四个温度点记录曲线 |
| 12 | 工况放电 | CLTC 或协商工况谱,同步记录电压/电流/温度 |
注:以上清单仅供内部自查,正式公告申报需以具备资质的第三方检测机构报告为准。
十、为什么选择嘉仕新能(krassate)做 PACK 电性能测试?
一站式覆盖:从电芯 CELL-ATS、模组 KS60V/KS100V 系列到 PACK 级 KS500V-1000V 系列,再到 KS9881A 校准平台,嘉仕可提供全链条设备,避免多供应商接口对接问题。
精度与节拍兼顾:0.05%FS 高精度、10ms 级采样、能量回馈效率≥90%,在满足 GB/T 31467-2023 严格数据要求的同时,降低产线电费。
标准经验足:设备已在国内多家动力电池 PACK 厂、第三方检测机构稳定运行,测试报告覆盖 GB/T 31467-2023、GB 38031-2025、GB/T 34120-2023 等主流标准。
响应快:东莞+深圳双基地,珠三角当天可达;软件定制、MES 对接、上位机协议开发均由自研团队直接完成。
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嘉仕新能(krassate)专注新能源测试设备与系统方案,产品覆盖动力电池充放电、BMS测试、EOL检测、储能测试、安规测试、电子负载全产品线。
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