铁锂电池的温度特性

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1、第47卷第18期机械工程学报Vol.47No.182011年9月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGSep.2011DOI：10.3901/JME.2011.18.115*动力型磷酸铁锂电池的温度特性李哲韩雪冰卢兰光欧阳明高(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084)摘要：动力型磷酸铁锂电池的特性与环境温度紧密相关。电池的容量特性、内阻数值和荷电状态—开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数。主要进行不同环境温度下电池的以上各性能试验，研究在不同的环境温度下电池的容量、内阻和开路电压的变化规律。动力型磷酸铁锂电池的

2、容量在低温下迅速降低，在高温下迅速上升，高温下的容量变化速度小于低温；随温度上升，充电和放电过程的欧姆内阻、极化内阻均下降，温度不同时电池的欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率，低温下欧姆内阻的变化率大于高温下的变化率；同时，低温下的荷电状态—开路电压曲线低于高温下的曲线，但总体上，曲线受温度的影响并不显著。关键词：磷酸铁锂电池温度容量内阻开路电压中图分类号：U464TemperatureCharacteristicsofPowerLiFePO4BatteriesLIZheHANXuebingLULanguangOUYANGMinggao(StateKeyLaboratoryofAutomot

3、iveEnergyandSafety,TsinghuaUniversity,Beijing100084)Abstract：ThecharacteristicsofpowerLiFePO4batteriesarecloselyconnectedtoambienttemperature.Thecapacitycharacteristic,resistanceandstateofcharge-opencircuitvoltage(SOC-OCV)curveareimportantparameterstorepresenttheperformanceofpowerbatteriesandtodet

4、erminebatterymanagementsystem(BMS)design.Theexperimentsindifferentambienttemperaturesarecarriedoutandthelawsbetweentemperatureandcapacity,resistanceandOCVarestudied.Thecapacitydropssharplyunderlowtemperature,andincreaseswitharelativelyslowerratethanunderlowtemperaturewhenthetemperaturegoesup.Ohmic

5、andpolarizationresistancesduringchargeanddischargeprocessdecreasewhenthetemperaturerises,andthechangerateofohmicresistanceishigherthanthepolarizationresistance,moreover,thechangeofohmicresistanceunderlowtemperatureismoresignificantthanunderhightemperature.Withthedecreaseoftemperature,theSOC-OCVcur

6、vemovesdown,butgenerally,thecurveisaffectedonlyslightlybythechangeoftemperature.Keywords：PowerLiFePO4batteryAmbienttemperatureCapacityResistanceOpencircuitvoltage(OCV)性，如式(1)、(2)所示，同时也影响电池热管理系统0前言1对电池产热量的分析，如式(3)所示。动力电池最大电流与功率分别为电池所处的温度受到许多因素的影响，如环境UU−minI=(1)max温度、电池本身的热力学参数以及电池组的装配和Rt[1-5]热管理方法等

7、。同时，电池的容量特性、内阻数P=UI(2)maxminmax值和开路电压曲线是反映电池基本性能的重要指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数：电池式中，Imax为电池的最大放电电流，U为电池的开[6]容量大小的变化规律影响电池的寿命管理和荷电路电压，Umin为电池的放电截止电压，Rt为电池在状态估算。电池内阻的数值影响动力电池的功率特放电过程中的总内阻，Pmax为电池的最大放电功率。电池的产热情况与电流和电池内阻有关，