随着电动汽车在全球范围内的普及，动力电池作为其核心部件，其长期使用的安全性与可靠性已成为行业关注的焦点。电池系统的性能会随着时间和使用而衰减，这一“老化”过程直接影响车辆的续航里程、功率输出及安全性。因此，科学、统一的老化测试标准是评估电池系统寿命、保障产品质量的关键。本文将以中国强制性国家标准 GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》 和国际标准 ISO 12405系列 为核心，深入剖析当前主流老化测试标准的核心要求，并展望未来发展趋势。
一、标准概述：为何老化测试至关重要？
电池系统老化是一个复杂的电化学-机械过程，主要受温度、充放电速率、荷电状态（SOC）区间、时间等因素影响。老化不仅导致容量衰减和内阻增加，更可能引发热失控风险变化等安全问题。因此，标准化的老化测试旨在：
评估寿命：模拟长期使用后，电池系统是否仍能满足基本性能与安全要求。
验证安全裕量：确保电池在寿命末期，其安全防护设计依然有效。
提供可比数据：为车企、电池制造商和监管部门提供统一的评估基准。
二、GB 38031-2020 核心老化测试要求分析
GB 38031是中国市场准入的强制性安全标准，其理念是“全生命周期安全”。标准并未规定具体的老化循环次数或流程，而是提出了一个纲领性的“循环寿命后的安全测试”要求。
核心条款与精神（参考第6.2条）
标准要求：电池包或系统在完成制造商规定的循环寿命测试（参考GB/T 31484）之后，需再次进行一系列安全测试（如热失控扩散、振动、机械冲击等），并必须满足与全新状态时间样的安全要求。
关键解读：
“制造商规定”：此条款将具体老化方法的责任交给了制造商，要求其根据产品设计和使用场景，定义有代表性的寿命考核方式。这激励制造商深入研究自身产品的老化模型。
“安全测试”：老化后的测试项目聚焦于安全性，而非性能。例如，标准明确要求老化后的电池系统仍需通过热失控扩散试验，这确保电池包在寿命末期仍能有效控制单颗电芯失效，防止灾难性后果。
与性能标准的衔接：标准引用了推荐性性能标准GB/T 31484《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》。制造商通常依据此标准进行循环寿命测试（如规定容量衰减至80%的循环次数），再将老化后的样品用于GB 38031的安全验证。
意义：GB 38031创造性地将“老化”与“安全”强制绑定，避免了厂家仅用全新样品通过安全测试，而忽略了产品在全生命周期的安全风险。
三、ISO 12405系列核心老化测试要求分析
ISO 12405系列国际标准（共四部分）提供了更为细致和全球通用的测试规程。其中，ISO 12405-4:2018《动力电池系统测试规程 第4部分：性能测试》 对老化测试（Endurance Testing）有系统性的规定。
核心测试流程与要求（参考ISO 12405-4:2018，第8条）
标准详细规定了功率循环寿命测试和能量循环寿命测试两种核心老化模式，以模拟车辆实际使用中的不同应力。
1. 功率循环寿命测试：
目的：模拟频繁加速、减速、再生制动等场景，主要考核电池系统功率能力（内阻）的衰减。
测试概要：在特定温度下（如25℃），以高倍率（如根据最大持续充放电功率确定）在一定的SOC窗口（如30%-70%）内进行数千至上万次的充放电脉冲循环。定期检查脉冲功率和内阻变化。
2. 能量循环寿命测试（更接近全容量循环）：
目的：模拟完整的充放电过程，主要考核电池系统能量容量（安时容量）的衰减。
测试概要：在特定温度下，以适当的电流进行从上限到下限SOC的完整循环（如0%-100%或20%-80%）。持续进行数百至上千次循环，定期检查实际容量。
老化后评估：完成规定次数的老化循环后，标准要求对电池系统进行全面的性能检查，包括：
容量/能量测试
功率和内阻测试
无负载容量损失（自放电）
低温性能测试
高倍率充电接受能力测试
四、核心要求对比与融合视角
| 特性维度 | GB 38031-2020 | ISO 12405-4:2018 |
|---|---|---|
| 标准性质 | 强制性安全标准 | 推荐性性能测试规程 |
| 核心焦点 | 老化后的安全性能（如热安全、机械安全） | 老化过程中的性能衰减规律（容量、功率） |
| 测试方法 | 未规定具体流程，要求制造商自行定义并验证。 | 详细规定了功率循环和能量循环两种标准化的测试流程、条件与评估方法。 |
| 结果判定 | 必须通过老化后的安全测试项目。 | 提供性能衰减的数据曲线和评估报告，无统一的“通过/不通过”阈值。 |
| 应用场景 | 中国市场监管、产品准入、强制性符合性认证。 | 全球范围内的研发对标、质量评估、供应链验证。 |
互补关系：两者并非对立，而是互补。一个理想的电池系统开发验证流程可以是：参考ISO 12405-4进行细致的性能寿命测试与模型构建 → 依据GB/T 31484和内部模型完成代表寿命末期的老化 → 最后按照GB 38031对老化后的样品进行强制性安全验证。
五、未来展望与挑战
从“通过测试”到“预测与建模”：未来标准将更鼓励基于物理化学模型的预测性老化分析，而不仅仅是耗费时间和资源的实物循环测试。数字孪生技术将与测试标准深度结合。
工况精细化与场景化：当前标准中的循环工况仍相对简化。未来标准将纳入更真实的驾驶工况、气候条件（如高低温交替）、快充策略等，形成多应力耦合的老化测试序列。
安全定义的深化：老化不仅影响热失控特性，还可能影响电池管理系统（BMS）的故障诊断精度（如SOC/SOH估算）。未来安全标准可能将BMS在寿命末期的功能安全纳入考核。
全球标准的协调统一：除了中国的GB、国际的ISO，还有美国的UL、SAE，欧洲的ECE R100等。推动各标准体系在核心安全理念和测试方法上的互认，是降低全球研发成本的关键。
结论
GB 38031与ISO 12405分别从 “安全底线” 和 “性能评估” 两个维度，构筑了当前新能源电池系统老化测试的基石。GB 38031的强制性安全要求，确保了投放市场的每一块电池都承诺其全生命周期的安全；而ISO 12405提供的科学测试方法，则为行业优化产品设计、提升寿命提供了通用工具。展望未来，随着技术发展，老化测试标准必将向着更智能、更精准、更融合的方向演进，持续为电动汽车产业的健康与安全发展保驾护航。
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