动力电池容量测试实验.ppt

锂离子动力电池的分析测试 1）常规容量测试工步设置参考 常温测试：电池在（20±5）℃的温度下以1C电流放电到终止电压所获得的容量。 高温测试：电池在（55±5）℃的温度下以1C电流放电到终止电压所获得的容量。 2）不同倍率下电池容量和放电倍率之间的关系测试 0.2C倍率下的电池容量测试（温度及其他条件同上） 0.5C倍率下的电池容量测试（温度及其他条件同上） 10.打开通讯接口； 11.启动测试； 12.测试完毕后按下“启动/停止”按钮停止测试 13.调取日志文件、数据文件、工步文件等进行数据处理和分析，记录电池容量和内阻等数据。 14.测试完毕按下停止按钮，关闭总电源开关。 15.断开电源柜电源线。 16.关闭上位机电脑。 17. 确认电池状态，如果电量不足，及时充电。 18.整理、清洁实验室。 动力电池容量测试实验 议题 动力电池容量测试实验目的及设备 1 动力电池充容量测试实验操作及过程 2 动力电池的容量参数 电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池容量，以符号C表示。其单位常用A·h或mA·h表示 （1）理论容量(C0)，即假定活性物质全部参加电池的成流反应所能提供的电量。理论容量可根据电池反应式中电报活性物质的用量，按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量求出。 （2）额定容量（C ），即按国家或有关部门规定的标准，保证电池在一定的放电条件（如温度、放电率、终止电压等）下应该放出的最低限度的容量。 （3）实际容量（C），即指在实际应用工作情况下放电，电池实际放出的电量。他等于放电电流与放电时间的积分，实际放电容量受放电率的影响较大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率，如C =50A·h，表明在20小时率下的容量为50A·h。 动力电池的容量参数 实际容量的计算方法如下： 恒电流放电时C=IT 变电流放电时 电池的实际容量与放电电流密切相关，大电流放电时，电极的极化增强，内阻增大，放电电压下降很快，电池的能量效率降低，因此实际放出的容量较低。相应地，在低倍率放电条件下，放电电压下降缓慢，电池实际放出的容量常常高于额定容量。 动力电池的容量参数 4)剩余容量。剩余容量是指在一定放电倍率下放电后，电池剩余的可用容量。剩余容量的估计和计算受到电池前期应用的放电率、放电时间等因素以及电池老化程度、应用环境等多种因素影响，所以在准确估算上存在一定的困难。 一般以电池荷电状态(state of charge，SOC)描述电池的剩余电量， 动力电池的容量参数 荷电状态参数与电池的充放电历史和充放电电流大小有关。 荷电状态值是个相对量．一般用百分比的方式来表示，SOC的取值为：0≤SOC≤100%：目前较统一的是从电量角度定义SOC，如美国先进电池联合会(USABC)在其《电动汽车电池实验手册》中定义SOC为：电池在一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值。 SOC 动力电池的容量参数 由于SOC受充放电倍率、温度、自放电、老化等因素的影响，实际应用中要对SOC的定义进行调整。 例如，日本本田公司电动汽车EV Plus定义SOC为： 其中，剩余容量等于额定容量减去净放电量、自放电量、温度补偿容量后的差值。 动力电池的容量参数 动力电池的充放电过程是个复杂的电化学变化过程，电池剩余电量受到动力电池的基本特征参数(端电压、工作电流、温度、容量、内部压强、内阻和充放电循环次数)和动力电池使用特性因素的影响，使得对电池组的荷电状态SOC的测定很困难。 目前关于电池组电量的研究，较简单的方法是将电池组等效为一个电池单体，通过测量电池组的电流、电压、内阻等外界参数，找出SOC与这些参数的关系，以间接地测试电池的SOC值。应用过程中，为确保电池组的使用安全和使用寿命，也常使用电池组中性能最差电池单体的SOC来定义电池组的SOC。目前常用的SOC估算法有开路电压法、安时累积法、电化学测试法、电池模型法、神经网络法、阻抗频谱法以及卡尔曼滤波法等。 动力电池的内阻参数 电流通过电池内部时受到阻力，使电池的工作电压降低，该阻力称为电池内阻，由于电池内阻的作用，电池放电时端电压低于电动势和开路电压。充电时充电的端电压高于电动势和开路电压。电池内阻是化学电源的一个极为重要的参数，它直接影响电池的工作电压、工作电流、输出能量与功率等，等于一个实用的化学电源，其内阻越小越好。 电池内阻不是常数，他在放电过程中根据活性物质的组成、电解液浓度和电池温度以及放电时间而变化。电池内阻包括欧姆内阻（RΩ）和电极在化学反应时所表现出的极化内阻(R )，两者之和称为电池的全内阻(R )。 动力电池的内阻参数 欧姆内阻主要是由电极材料、电解液、隔膜的