温度冲击测试是新能源汽车电池环境可靠性检测的核心项目，通过模拟极端温度骤变场景（如冬季低温启动后升温、夏季暴晒后降温），评估电池材料稳定性、结构完整性与性能一致性。而温度冲击测试标准作为测试实施的“标尺”，直接决定结果有效性，是保障电池全生命周期安全可靠的关键技术依据。

温度冲击测试的适用范围与对象

温度冲击测试标准适用于新能源汽车用动力锂电池（圆柱、方形、软包）、氢燃料电池储氢系统电池，以及电池系统（电池包/模组）。不同封装形式的电池需针对性调整条件——软包电池重点关注鼓包风险，方形铝壳电池需评估壳体变形对极组的挤压影响；电池系统则需模拟热管理设计的耦合效应（如液冷系统的热响应速度），而非仅测试单体。

此外，标准还覆盖混合动力汽车的辅助电池，因为其同样会经历频繁的温度骤变（如发动机启动后的快速升温），需验证其在混动场景下的可靠性。

温度冲击测试的核心目的

温度冲击测试的本质是模拟“极端温度骤变”下的电池性能与安全表现。实际场景中，车辆可能经历：冬季从-30℃室外进入25℃车库（30分钟升温55℃）、夏季40℃暴晒后进入20℃空调车厢（15分钟降温20℃）。这些场景会引发电池内部热应力与化学应力。

从材料层面看，低温会导致电解液黏度上升、离子迁移率下降，甚至析锂破坏SEI膜；高温会加速电解液分解、SEI膜老化。从结构层面看，正负极材料与外壳的热膨胀系数差异（铝23×10^-6/℃ vs 石墨7×10^-6/℃）会产生机械应力，长期循环可能引发极片剥离、隔膜穿刺。

因此，测试核心是验证电池在温度骤变下：不发生安全事故（冒烟、起火）、性能衰减可控（容量、内阻变化符合要求）、结构完整（无鼓包、漏液）。

温度冲击测试的关键参数定义

标准的核心是四大关键参数：

1、温度范围：覆盖极端环境，如GB/T 31485-2015规定动力锂电池为-40℃~85℃（中国南北气候），SAE J2464针对美国市场提升至125℃（沙漠场景）。

2、温度变化速率：指电池表面温度变化速率（≥15℃/min，如IEC 62660-2-1），需匹配实际场景（10~20℃/min）。过慢的速率无法模拟真实应力，标准要求用热电偶采集电池表面实际速率，而非测试箱空气温度。

3、驻留时间：电池在高低温环境下保持稳定的时间，需满足10分钟内温度变化≤2℃（如GB/T 2423.22-2012）。例如方形电池在-40℃下需驻留60~90分钟，确保内部极组充分冷却。

4、循环次数：高低温交替次数，通常30~50次（GB/T 31485-2015为50次），对应5年使用周期（每年10次极端骤变）。

测试设备的技术要求

测试设备为“温度冲击试验箱”，标准要求：

1、设备类型：优先选择两箱式（高温腔+低温腔，机械臂快速转移），温度变化速率可达20℃/min以上。

三箱式（过渡腔）速率较慢（约10℃/min），适用于低速率要求的样品。

2、温度均匀性：箱内不同位置温度差≤±2℃（IEC 60068-2-14），避免样品局部温度偏差。例如高温腔左上角85℃、右下角78℃会导致右下角电池未达高温极限，结果不准确。

3、负载适应性：需容纳电池重量与体积，保证加载后温度均匀性不受影响。例如测试100kg电池包时，需强劲风道补偿其热容量对空气温度的影响。

4、安全防护：配备烟雾传感器、灭火装置与应急排气口，应对电池漏液或冒烟的二次事故。

温度冲击测试的流程步骤

标准流程分为6步：

1、样品预处理：置于25℃±2℃、45%~75%湿度环境24小时，达到温度与SOC稳定（100%SOC或50%SOC，根据标准调整）。

2、初始性能测试：测初始容量（0.3C放电至截止电压）、内阻（1kHz交流内阻）、外观（无鼓包）与BMS功能（电池系统需检查温度采集精度）。

3、测试循环：高温腔（85℃）驻留至温度平衡→10秒内转移至低温腔（-40℃）→驻留至平衡，重复至规定次数（如50次）。

4、中间监测：每10次循环后，恢复2小时测内阻与电压，若内阻增长率超10%则提前终止。

5、结束后测试：测容量保持率、内阻增长率，检查外观与安全性能。

6、数据记录：记录驻留时间、温度速率、电池表面温度、电压变化，形成完整报告。

样品准备的规范要求

1、样品数量：至少3个单体或1个电池系统，确保统计显著性——单一样品的偶然失效会导致结论偏差。

2、SOC状态：100%SOC用于严格验证SEI膜稳定性（低温易析锂），50%SOC更接近日常使用场景。需在报告中明确SOC值。

3、固定方式：模拟实际安装状态——方形电池用螺栓固定在支架上，单体用非金属夹具（聚四氟乙烯）固定，避免金属导热影响温度均匀性。

4、传感器安装：在电池表面（正极极耳、负极极耳、中心）安装K型热电偶（精度±1℃），全面监测温度分布。

测试结果的判定准则

标准判定分为三类：

1、安全要求：测试中与结束后，样品不得冒烟、起火、爆炸、漏液（一票否决）。例如软包电池渗漏说明铝塑膜密封层破坏，直接判定不合格。

2、性能要求：容量保持率≥80%（GB/T 31485-2015），内阻增长率≤20%（IEC 62660-2-1）。容量80%是电池寿命终止的行业定义（续航降至初始80%以下影响使用）；内阻20%是因为内阻增大会导致充电发热增加（Q=I²Rt），引发热失控风险。

3、结构要求：外观无明显变形（方形电池膨胀率≤1%，软包鼓包高度≤5mm）、极耳无断裂、密封胶无开裂。膨胀率超1%会挤压极组，导致隔膜穿刺短路。

主流标准的差异对比

全球主流标准的差异体现在参数设定：

1、温度范围：GB/T 31485-2015（-40℃~85℃）、IEC 62660-2-1（-30℃~75℃，欧洲气候）、SAE J2464（-40℃~125℃，美国沙漠）。

2、速率要求：GB/T 2423.22-2012（≥15℃/min）、IEC 62660-2-1（≥10℃/min）、ISO 12405-4（≥20℃/min，高端电动车）。

3、循环次数：GB/T 31485-2015（50次，中国用户对寿命要求高）、IEC 62660-2-1（30次，欧洲）、SAE J2464（40次，美国）。

4、驻留时间：GB标准明确10分钟内温度变化≤2℃，IEC标准要求“驻留至平衡”，本质一致但GB更易操作。