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1、研究与设计金属氢化物镍蓄电池SOC估计的EIS研究吴伯荣1,屠海令1,王芳2,吴锋2(1.北京有色金属研究总院能源中心,北京100088;2.北京理工大学环境工程学院,北京100081)摘要：研究了6.5Ah圆柱形金属氢化物镍（MH-Ni）蓄电池不同荷电状态（SOC）下的电化学交流阻抗谱（EIS），结果表明EIS等效电路的欧姆内阻Rs以及电荷转移内阻Rt随着电池SOC增加变化较小，难以用于电池SOC估计；而电池常相位角元件（CPE）参量及特征频率f*与电池SOC之间存在良好的单调依赖关系，可作为MH-Ni电池SOC有
2、效估计的参数。关键词：金属氢化物镍蓄电池（MH-Ni）；荷电状态；电化学交流阻抗谱中图分类号：TM912.2文献标识码：A文章编号：1002-087X(2007)01-0041-04Studyonelectrochemicalimpedancespectroscopefordeterminingthestate-of-chargeofnickelmetalhydridebatteryWUBo-rong1,TUHai-ling1,WANGFang2,WUFeng2(1.ResearchCenterforEnergyMa
3、terials&Technology,BeijingGeneralResearchInstituteforNonferrousMetals,Beijing100088,China;2.SchoolofChemicalEngineeringandEnvironment,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)Abstract:Electrochemicalimpedancespectroscopes(EISs)ofa6.5Ahcylindricalsealedn
4、ickelmetalhydride(Ni-MH)batterywerestudiedatdifferentstate-of-charges(SOCs).TheEISresultsshowthattheohmicresistanceRsandthecharge-transferresistanceRtoftheequivalentcircuitchangewiththeincreasingoftheSOC,canhardlybeusedfordeterminingSOCoftheNi-MHbattery.Whileth
5、eparametersofconstant-phaseelement(CPE)andtheeigenfrequencyf*oftheEISsshowgoodmonotonousdependencyonSOCrespectively,arehelpfultodeterminetheSOCofNi-MHbattery.Keywords:nickelmetalhydridebattery;state-of-charge;electrochemicalimpedancespectroscope金属氢化物镍(MH-Ni)动力电
6、池因其高比能量、高比功其中,电化学交流阻抗谱(EIS)方法的优点是可快速、非率等优异特性,是多种电动汽车动力蓄电池中最具发展潜力破坏性直接反映电池及其电极材料的动力学特性,测定分析的电池之一。在其实用化的开发过程中,MH-Ni电池的安全、电池SOC及电池健康状态(SOH),并可对电池寿命等特性高效与合理使用问题一直受到高度关注,由于电池使用过程进行预测分析,因而备受专家学者关注;然而现行的EIS对中的过充、过放电对电池系统的可靠性具有较大的影响,必须MH-Ni电池的研究大多集中在电池关键材料、电极及小容量根据电池在不
7、同的荷电状态(SOC)与温度条件下控制电池(AA以下)电池方面[2,3],对电动车用动力电池的EIS研究则的最大可接受的充放电电流及其持续时间;电池的SOC估计鲜有报道。对于电动汽车与油量计对于内燃机汽车的作用相同,从安全本研究通过在一定频率范围下的6.5Ah圆柱形金属氢性角度而言,SOC估计对于电动汽车的重要性要大于油量计化物镍动力电池的电化学交流阻抗譜的试验测定,对电池对于内燃机汽车的重要性;我国“十五”国家“863”电动汽车EIS及其等效电路模型各电参数与SOC之间的关系进行了相重大专项对MH-Ni动力蓄电池S
8、OC的估计误差指标要求小关分析研究。于8%;受镍系电池本身特点及电流、温度、自放电、老化等因1试验素对SOC的非线性影响,在线准确估计电池组的SOC具有试验电池正负电极均采用干法轧制,正极尺寸为(长800较大的难度;目前,研究中的电动汽车电池SOC估计方法主mm!宽48mm!厚0.5mm),负极尺寸为(长860mm!宽要有全充放电试验法、内阻法
