基于恒流外特性和soc的电池直流内阻测试方法

《基于恒流外特性和soc的电池直流内阻测试方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、何志超，等：基于恒流外特性和SOC的电池直流内阻测试方法533其中i和i分别为不同工况下电池的工作电流。表1电池参数参数数值型号Bak一36800MPFe。电极材料LiFePO4／Graphite图2电池的直流内阻模型额定容量／Ah6．5最大持续充电电流／A3．25为了保证方程组有解，式(2)中的E(SOC)和E(SOC)以及R(，SOC)和R(iz，SOC)都必须对标准放电电流／A1．3应相等。然而由式(2)可知，电池的可测量和待求最大持续放电电流／A19．5量均随时间或SOC变化，并且这种变化和待求的1．1方法思路R均与i相

2、关。因此，如何对电池进行测试并对测试数据进行处理以使得式(2)能够被准确求解，便图3为测试所用锂离子电池的恒流充放电曲成为电池直流内阻测试的难点。线。图3a给出了电流分别为1．625、1．95、2．60和现有的直流内阻测试方法使用电池的动态特性3．25A的4条恒流充电曲线，图3b给出了电流为1．3～19．5A的8条恒流放电曲线。可以看出，不来对直流内阻进行测试。这类方法认为在工作同充放电曲线之间的差异性体现在2方面：充放电电流变化后的较短时间内电池的SOC近似恒定，时间和充放电平台电位。充放电时间的差异体现了因此利用动态工况下电

3、池端电压随工作电流的变化不同充放电倍率条件下电池电动势与直流内阻随时量便可计算该SOC条件下电池的直流内阻；考虑到间变化规律的不同，其本质是不同工况下电池SOC电池的非线性特性，上述测试过程需要在不同的变化过程的不同；充放电平台电位的差异体现了不SOC和工作电流条件下重复进行。然而这类方法同电流工况下电池直流内阻所导致超电势的不同。在测试过程中引入了电池的动态特性，为了在充分由于图3的充放电曲线同时包含上述2种差异，因获取动态工况下电池端电压变化量的同时避免此无法在图中给出统一的电池电动势曲线，并且难SOC变化所导致的影响，测试

4、过程中需要根据经验以通过曲线直接获取不同工况下直流内阻所导致的来选取合适时间长度的数据段用于后续的直流内阻超电势并进而计算R。计算¨】，时间长度的选取往往会引入不同程度的偏差；此外这类方法效率低下，为了获取不同工况下的直流内阻直流内阻数值，需要对电池进行大量的实验。本文提出了一种基于电池恒流外特性的直流内阻测试方法。这种方法将不同恒流工况下的电池SOC变化过程归一化，并基于曲线求差t／ks的方法来获取不同电流工况下电池超电势之差，(a)恒流充电曲线从而实现利用电池不同的恒流充放电曲线来获取不同条件下的直流内阻。与基于动态试验的直

5、流内阻测试方法相比，该方法能够在保证测试精度的同时进行更少的电池实验，从而简化直流内阻测试过程。1直流内阻测试方法本文在环境温度恒定25℃的条件下对全新的t／ks(b)恒流放电曲线磷酸铁锂电池进行了直流内阻测试。测试所用电池的详细参数如表1所示。图3以时间为横坐标的恒流充放电曲线534清华大学学报(自然科学版)如果能够将电池的SOC变化过程归～化即消和常值Coulomb效率修正因子就能够快速估计除不同电流工况下电池电动势和直流内阻变化规律SOC。这说明不同电流工况下的电池SOC变化过的不同，那么便可由式(2)得到式(3)，并由图

6、3得程之问存在简单的比例折算关系。由于在测试环境到图4的充放电曲线。下，不同充电过程中SOC的初始数值均为0，不同fU(t)一E(SOC)一i1R(i，SOC)，放电过程中SOC的初始数值均为100，因此只需fU(t)(3)一E(SOC)一i2R(i2，SOC)．通过不同充放电过程结束时的SOC来确定电池在不同电流工况下的Coulomb效率，便能够估计充放电过程中任意时刻的SOC。而不同充放电过程结束时的SOC可以通过放电测试法进行测量。因此，本文设计了图5的电池测试流程。电池测试数据处I选取一组电池工作电流l-l恒掼0特性曲线

7、卜__———一，SOCl恒流测试l一一-=jCoulomb~g(a)恒流充电曲线、L．，／’f————一f=1．3AI标准电流放电测试IISOC变化过程归一化I3．5户3．9A、LJri=6．5A／开路电压曲线I电池复位lI直流内阻曲线I>．．．．．030L．．．⋯⋯一⋯L⋯一．．．．⋯一一F91A／／_i=117A／i=169A图5直流内阻测试方法产l4-3Af=19．5A2．5以放电情况为例，假设标准工况下电池的电荷10080．604020SOC容量为C，以恒定电流i经过时间T将电池放电至(b)恒流放电曲线截止电压后，仍然能

8、够以标准电流放出电荷量Q，图4以SOC为横坐标的恒流充放电曲线那么电池在电流i条件下的Coulomb效率便为图4中，不同充放电曲线之间只剩下充放电平(1一Q／C)，所能达到的最小SOC便为Q／C。放台电位的差异即直流内阻所导致超电势的不同。此电过程中任意时刻t时