振動是新能源汽車行駛及鋰電池組運輸過程中的典型環境應力，直接影響電池組結構穩定性與使用安全性。本文從試驗原理、參數設定、全流程管控、失效判定及優化方向等維度，系統拆解標準要點，為行業產品研發、質量檢測及合規認證提供專業參考。

一、試驗原理與核心價值

試驗原理

GB/T 31467.3-2015 規定的振動試驗，通過模擬新能源汽車行駛中的路面顛簸、急加速減速，以及運輸過程中的裝卸沖擊等工況，采用隨機振動與正弦振動兩種模式，對電池組施加多方向、多頻率的振動載荷。其核心是通過持續力學應力，暴露電池組內部電芯移位、極耳焊接疲勞、匯流排松動、隔膜破損等潛在缺陷，驗證結構完整性與電氣性能穩定性。

適用范圍與價值

該試驗適用于電動汽車用鋰離子動力蓄電池包及系統，覆蓋研發定型、量產抽檢、整車配套驗證等全環節。規范實施試驗可將市場端振動相關故障售后率降低至 4% 以下，同時為電池組結構優化、材料選型及工藝改進提供數據支撐，是新能源汽車行車安全的關鍵保障。

二、試驗核心參數設定

1.樣品狀態：充電至 SOC 50%±5%，置于 23±2℃、濕度 50±5% 環境靜置 24 小時，消除環境應力。

2.安裝要求：按整車實際安裝方式固定于振動臺，確保振動載荷均勻傳遞，電池包與測試平臺連接高壓、低壓及冷卻裝置，開啟主動與被動保護功能。

3.監測精度：電壓測量精度≤±0.5% FS，溫度測量精度≤±2℃，振動參數偏差控制在 ±5% 以內。

三、試驗全流程規范管控

（一）試驗前準備

樣品篩選：選取同一批次、外觀無破損、初始性能合格的電池組樣品，數量不少于 2 臺，進行唯一性編號。

初始檢測：測試并記錄核心指標，包括總電壓、單體電芯電壓一致性、內阻、容量、絕緣電阻及外觀尺寸。

設備校準：振動臺、電壓監測系統、溫度傳感器需經計量校準，確保推力≥10kN、頻率范圍覆蓋 DC-3000Hz。

（二）試驗過程實施

1.參數設定：根據電池組安裝位置，在振動臺控制系統輸入對應頻率、PSD 值及時長參數，啟動設備預熱。

2.振動測試：按 X 軸→Y 軸→Z 軸順序開展試驗，過程中通過 BMS 系統實時監測電壓、溫度，每 10 分鐘記錄一次數據，確保電池溫度不超過 60℃，無電壓銳變。

3.安全防護：試驗在防爆測試艙內進行，配備惰性氣體滅火裝置，實時監控是否出現漏液、冒煙等異常，一旦發生立即終止試驗。

（三）試驗后恢復與檢測

1.樣品恢復：試驗結束后，在試驗環境溫度下靜置 1 小時，再轉入標準環境恢復 2 小時。

2.全面檢測：

·外觀檢測：排查外殼變形、焊縫開裂、電芯移位、電解液泄漏等問題。

·電氣性能：重復初始檢測項目，重點核查容量衰減≤5%、內阻變化≤8%，絕緣電阻仍≥100Ω/V。

·功能驗證：按 GB/T 31467.1-2015 要求完成一個標準充放電循環，確保無功能失效。

四、失效判定標準與試驗報告

合格判定依據

1.試驗全過程無漏液、外殼破裂、著火或爆炸等安全事故。

2.最小監控單元無明顯電壓銳變，連接可靠、結構完好。

3.試驗后絕緣電阻≥100Ω/V，能完整完成標準充放電循環。

4.外觀變形量≤0.3mm，極耳無斷裂，電極活性物質脫落≤0.5%。

試驗報告核心內容

1.基礎信息：樣品型號、批次、試驗依據、試驗日期及機構。

2.試驗參數：安裝位置、振動模式、各軸頻率 - PSD 曲線、試驗時長。

3.過程數據：振動參數波動記錄、電壓 / 溫度變化曲線、異常情況處理記錄。

4.檢測結果：試驗前后性能指標對比表、外觀檢測照片、失效分析（若有）。

5.結論：明確樣品是否合格，提出優化改進建議（若不合格）。

五、常見誤區與優化建議

（一）典型操作誤區

1.樣品固定方式與整車實際安裝不一致，導致振動載荷傳遞失真。

2.混淆隨機振動與正弦振動參數，未按安裝位置調整 PSD 值。

3.忽視試驗過程中電壓實時監測，無法及時發現內部短路隱患。

4.試驗后未按要求靜置直接檢測，導致性能數據偏差。

（二）性能優化方向

1.結構設計：采用蜂窩狀緩沖結構提升能量吸收效率，電芯模塊化排布降低振動應力，調整整體剛度避開 20-2000Hz 共振區間。

2.連接工藝：匯流排采用激光焊接，螺栓連接增加彈簧墊圈或螺紋鎖固劑，線束集成化固定并預留冗余長度。

3.試驗強化：針對極端工況，可增加高低溫 - 振動耦合試驗，模擬 - 40℃~85℃環境下的振動耐受性。

六、結語

GB/T 31467.3-2015 及其修改單為動力鋰電池組振動試驗提供了權威、統一的技術遵循，其核心價值在于通過全場景振動模擬與全周期安全監測，提前預判產品在實際應用中的可靠性風險。隨著新能源汽車向高性能、長壽命方向發展，嚴格執行該標準要求，不僅是企業滿足市場準入的必備條件，更是保障駕乘安全、提升產品競爭力的關鍵舉措。未來，結合路譜復現技術與多物理場耦合測試，振動試驗將更精準地貼合實際工況，為電池技術升級持續賦能。