ECSS-E-HB-20-02A 航空航天工程 - 锂离子电池测试指南

由欧洲航空航天标准化合作组织 (ECSS) 开发的题为“ECSS-E-HB-20-02A 航空航天工程 - 锂离子电池测试指南”的文件，为锂离子电池的测试和相关测试文件的创建提供了支持。

本指南的目的如下：

• 解释最相关的表征测试。
• 提供锂离子电池测试指南。
• 为锂离子电池或电池测试相关的文档提供指导原则。
• 概述合适的测试方法。
• 提供最佳实践

用于航天应用的每节电池或电芯都要经过各种测试，例如验收测试和鉴定测试。这些测试的详细描述见配套的测试计划、相关程序（包括测试标准和测试方法）以及测试报告。

电池由电连接的单体电池、电池阵列或电池模块组成。单体电池相互连接形成电池阵列。电池阵列连接形成基本单元。基本单元组装形成电池模块。电池模块组装在一起构成完整的电池组。本文档中描述的测试针对不同的测试对象进行，这些测试对象可以是单体电池、电池阵列、基本单元、电池模块或完整的电池组。

测试计划详细说明了待测电池或电芯的特性、测试标准和测试条件。测试程序则提供了所有测试方法以及应用计划中所述测试的各个步骤，以测量和验证电池或电芯的特性。

测试报告详细说明了测试项目和测试条件，并提供了测试数据和数据分析。报告中还解释了与测试项目相关的所有不符合项及其状态。此外，还可以提供单独的测试报告，涵盖以下主要测试主题：

• 电气测试
• 环境测试
• 寿命测试
• 安全测试

例如，在环境测试报告中，测试条件、有关测试设置的具体细节（即连接、热控制、使用的设备、加速度计类型和位置）、测试数据和测试数据分析通常以电子表格格式单独提供。

本指南中描述的测试如下：

• 测试
• 初始电特性测试
• 标准容量和能量测量
• 内阻测量
• 交流阻抗测量
• 自发性放电试验
• 充电保持测试
• 电池速度容量
• 电池电磁场测量
• 电池磁矩测量
• 电池电晕测试
• 环境测试：
• 环境检测的目的如下：
• 确定该技术的局限性，并验证电池或电池组是否适合目标应用和任务。
• 验证电池或模块的初始性能。
• 机械测试：振动（低强度正弦波、随机振动、正弦波）和冲击。
• 热真空测试
• 泄漏测试
• 密封性测试（氦气测试）
• 辐射试验
• 寿命测试：
• 生存试验的目的如下：
• 确定技术局限性并验证目标应用的需求。
• 确定适用于电池尺寸和性能计算的长期性能和衰减因素。

对选定的电池类型进行具有充分代表性的寿命测试。使用足够数量的电池以考虑设计或工艺差异。

• 日历测试（生存测试）
• 循环测试
• 安全测试：
• 这些测试的目的如下：
• 对被测物品的安全保护措施进行表征。

锂离子电池的潜在危险包括：

• 通风
• 火
• 爆炸
• 感染
• 电解液泄漏。

参考文件中提供了不同电池化学性质相关危险的详细解释。

电池或电池安全测试的目的如下：

• 识别技术局限性，
• 检查电池或电池电量安全功能。
• 超额收费
• 过度放电
• 短路测试
• 通风和爆炸试验
• 保护装置
• 存储、搬运、运输、组装集成测试。
• 存储、搬运和运输操作均按照 ECSS-Q-ST-20-08 的要求进行。
• 储存和维护条件
• 处理
• 运输
• 装配集成测试

ECSS-E-HB-20-02A 是一份补充性的非强制性手册。它为测试用于航天项目和应用的锂离子电池（包括电芯和电池组）提供实用指导。它有助于符合相关的 ECSS 标准（特别是关于电气和电子工程以及电力系统的 ECSS-E-ST-20 系列标准）。

本指南的目的如下：

• 建立用于在太空环境中测试锂离子电池的标准化方法。
• 指导相关测试文档的创建。
• 这包括与电气特性、性能、环境适用性和安全性相关的测试。

本指南的主要章节包括：

• 范围和参考文献
• 用于太空的锂离子电池特有的术语、定义和缩写。
• 电池或电芯测试：
• 测试文档（测试计划、流程、报告）
• 初始电性能表征（容量、能量、内阻、交流阻抗、自放电、电荷保持率、倍率性能、电动势）
• 专门测试（例如，电池磁矩测试、电晕测试）
• 环境测试（振动、冲击、热真空）
• 详细的测试适用性表格（例如，哪些测试适用于单元格和封装，熟练度和验收水平）
• 泄漏测试、安全注意事项和其他特定空间注意事项（真空兼容性、气体释放）

本指南对以下人群尤为重要：

• 对卫星、探测器、运载火箭或其他航天器用锂离子电池进行鉴定和验收测试。
• 确保在太空环境条件（真空、极端温度、辐射、发射期间的机械载荷）下的可靠性。

简而言之，ECSS-E-HB-20-02A 支持与电气和电子子系统相关的 ECSS 工程标准，旨在帮助工程师规划、实施和记录锂离子电池测试。其主要目标是：

• 电池关键特性测试总结。
• 提供锂离子电池测试程序指南。
• 测试文档和报告规范的说明。
• 介绍所提出的测试方法。
• 分享欧洲航天计划的最佳实践和经验教训。

简而言之，ECSS-E-HB-20-02A 是一本技术手册，为测试、验证和确保空间系统中使用的锂离子电池的安全性和可靠性提供了全面的指导，帮助工程师设计和鉴定航天器电源系统。

多年来，凭借我们经验丰富的专业团队，我们始终关注客户需求，提供先进的测试服务，并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下，我们也提供符合ECSS-E-HB-20-02A标准的测试服务。