冷熱沖擊試驗箱解決新能源電池高低溫循環壽命衰減難題

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,專業生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，是一家具有研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備的公司。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。現在我們成為許多品牌的供應商。

摘要

本文聚焦新能源電池在高低溫循環下的壽命衰減痛點，通過上海簡戶儀器與動力電池企業的合作案例，論證冷熱沖擊試驗箱可精準模擬“低溫充電 - 高溫放電" 等真實工況，暴露電極材料脫落、電解液老化等衰減誘因，助力電池優化設計。文章融合場景化敘事與技術參數，文末從客戶、廠家角度補充問答，為行業提供實操參考。

引言

零下 25℃的東北街頭，新能源車續航從 500km 驟降至 280km；40℃的南方盛夏，動力電池充放電循環 500 次后容量衰減超 20%—— 高低溫循環帶來的壽命衰減，正成為新能源汽車、儲能領域的核心難題。傳統高低溫箱僅能實現緩慢溫變（5℃/min 以內），無法復現 “冬季快充后立即高速行駛"“夏季暴曬后充電" 等**場景，導致電池實驗室測試壽命與實際使用差距顯著。此時，冷熱沖擊試驗箱能否成為驗證電池循環壽命衰減的關鍵設備？上海簡戶儀器的一則動力電池測試案例，給出了答案。

某動力電池企業曾陷入困境：其研發的磷酸鐵鋰電池在傳統高低溫循環測試（-20℃至 55℃，3℃/min 溫變）中，循環 1000 次容量衰減率僅 12%，但裝車后在北方地區使用，相同循環次數下衰減率卻高達 25%，遠超客戶預期。傳統測試因溫變速率慢，無法模擬 “冬季戶外 - 20℃靜置后，進入快充站 30 分鐘內電池溫度升至 25℃" 的極速溫變，電池內部隱性衰減問題始終未暴露。

與上海簡戶儀器合作后，解決方案逐步落地。簡戶團隊基于動力電池 IEC 62133 標準與北方實際工況，定制了專屬測試方案：設備采用防爆型雙槽冷熱沖擊結構（適配電池測試安全需求），搭配冷媒直冷與高效加熱模塊，實現 - 40℃至 80℃寬溫區覆蓋，溫變速率提升至 15℃/min—— 可精準復現 “-20℃低溫靜置→15 分鐘內升溫至 25℃快充→行駛中升溫至 45℃放電" 的全場景循環。

經過 1200 次模擬循環測試，簡戶技術團隊通過電化學工作站檢測發現：電池正極材料（磷酸鐵鋰）在極速溫變下，晶格結構穩定性下降，出現微脫落現象，導致活性物質流失；同時電解液在高低溫交替中，離子傳導效率衰減加快，這兩大因素共同導致實際壽命衰減加劇。企業隨后優化正極材料包覆工藝（提升晶格穩定性），并改良電解液配方（增加低溫離子傳導劑），再次通過簡戶試驗箱驗證，電池在**循環下的衰減率降至 10% 以內，順利通過車企裝車認證。

這一案例印證了冷熱沖擊試驗箱的核心價值：新能源電池的電極、電解液、隔膜等部件對溫變速度極為敏感，只有模擬真實場景的極速溫變，才能精準捕捉壽命衰減的隱性誘因。上海簡戶儀器深耕該領域十余年，其防爆型冷熱沖擊試驗箱具備±0.5℃溫區控制精度，支持 “低溫 - 快充 - 高溫放電" 多階段循環程序編輯，還配備電池電壓 / 電流同步監測功能，可實時關聯溫變與電池性能衰減數據，為電池優化提供數據支撐。

問答環節

一、客戶角度

1.我們是做儲能鋰電池的，測試時該如何設定冷熱沖擊的循環階段與參數？

答：需結合儲能電池“長期靜置 - 間歇充放電" 的工況與 GB/T 36276 標準。若用于戶外儲能（如光伏儲能），建議循環階段設為：-30℃靜置 4h（模擬冬季夜間）→10℃/min 升溫至 25℃→充電至滿（模擬光伏供電）→5℃/min 升溫至 40℃→放電至 20%（模擬負載用電），單次循環約 8h，總循環次數建議 500-800 次。可將儲能場景（如戶用 / 工商業）告知上海簡戶儀器，獲取定制化循環程序。

2.測試中如何避免電池熱失控風險，上海簡戶儀器有哪些防護設計？

答：簡戶防爆型冷熱沖擊試驗箱有三重防護：一是樣品艙采用防爆鋼板，配備泄壓閥（壓力超 0.1MPa 自動泄壓）；二是實時監測電池電壓 / 溫度，若出現電壓驟降、溫度超 60℃，設備自動切斷加熱 / 制冷，啟動惰性氣體（氮氣）降溫；三是配備獨立消防模塊（氣溶膠滅火裝置），可在 10 秒內響應熱失控初期火情。測試前還會協助客戶制定樣品預處理方案（如預充至 50% SOC，避免過充過放風險），確保測試安全。

二、廠家角度

1.相比普通冷熱沖擊試驗箱，上海簡戶針對電池測試做了哪些專屬優化？

答：核心優化在“工況模擬" 與 “數據聯動"：一是溫變模式，支持 “階梯式溫變"（如 - 30℃→0℃→25℃）與 “連續溫變" 切換，適配電池充放電不同階段的溫變需求；二是接口設計，預留電池測試專用接口（如 BNC 接口連接電化學工作站，CAN 接口連接 BMS），可同步采集溫變曲線與電池電壓、電流、容量數據，生成 “溫變 - 性能衰減" 關聯報告；三是樣品承載，定制多層防爆樣品架，支持 18650、21700、方形鋁殼等多種電池形態，單批次可測試 12-24 顆電池，提升測試效率。

2.若客戶需要測試電池組（而非單體），設備能否滿足需求？

答：可提供定制化方案：針對 10-20kWh 的小型電池組，會擴大樣品艙容積（最大可達 1.5m3），采用分區控溫設計（確保電池組各單體溫差≤3℃）；針對高壓電池組（如 300V 以上），配備絕緣測試艙（絕緣電阻≥100MΩ），避免高壓漏電影響設備；同時升級數據采集模塊，支持多通道（最多 32 路）單體電壓監測，可精準定位電池組內衰減最快的單體。已為多家車企提供電池組測試設備，如某車企的 48V 輕混電池組測試，設備可穩定模擬 - 30℃至 50℃的循環工況，滿足批量驗證需求。

關于我們

• 上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務于國內外大學和研究所等檢測機構,如清華大學、蘇州大學、哈爾濱工業大學、北京工業大學、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設備及其相關服務。努力開發半導體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業產品所需的測試設備裝置。公司擁有一支的研發、生產和售後隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點。

• 

• 　上海簡戶榮獲企業，表明上海簡戶在技術、科技成果轉化、擁有自主知識產權等方面得到了國家的高度認可。簡戶一直秉承"服務以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設備及優質的服務，提供的送貨上門、安裝調試、一年的設備保養、終身維修，技術指導服務。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發展、讓客戶與公司實現雙贏局面。
  

• 簡戶是集設計、銷售、研發、維修服務等為一體的綜合集團公司，從產品的研發到售后服務，每一個環節之間，都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，提供的環境設備。公司創始人從事儀器設備行業20余年，經驗豐富、資歷雄厚，帶領簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業所需的產品測試設備裝置。
  

• 簡戶擁有一支的研發、生產和售后服務隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，目前擁有博士學位2人，碩士5人，參與環境試驗箱國家標準起草和發行。企業制定標準，行業里通過ISO9001。是中國儀器儀表學會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創辦以來，參與3項國家標準起草與制定，獲得40+件原創知識產權、軟著、集成電路)，6次獲得上海科技型中小企業稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。