动力电池充放电实验课件.ppt

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1、动力电池充放电实验议题动力电池充放电实验操作及过程5动力电池充放电实验目的及设备4动力电池放电制度1动力电池充放电实验标准（以单体电池为例）3动力电池的充放电性能（以锂离子电池为例）2动力电池放电制度放电制度就是电池放电时所规定的各种条件，主要包括放电速率(电流)、终止电压和温度等。（1）放电电流放电电流是指电池放电时的电流大小放电电流的大小直接影响到电池的各项性能指标，因此，介绍电池的容量或能量时，必须说明放电电流的大小，指出放电的条件。放电电流通常用放电率表示，放电率是指电池放电时的速率，有时率或倍率两种表示形式。动力电池放电制度时率是以放电时间(h)表示的放电速率，即以一定的放电电

2、流放完额定容量所需的时间(h)，常用C/n来表示，其中，C为额定容量，n为一定的放电电流。时率也叫做小时率，例如，电池的额定容量为50A·h，以5A电流放电，则时率为50A·h/5A=10h，称电池以10小时率放电。从计算方法可见，放电率所表示的时间越短，所用的放电电流越大；放电率所表示的时间越长，所用的放电电流越小。动力电池放电制度倍率实际上是指电池在规定的时间内放出其额定容量所输出的电流值它在数值上等于额定容量的倍数。例如，3倍率(3C)放电，其表示放电电流的数值是额定容量数值的3倍，若电池的容量为15A·h，那么放电电流应为3×15=45A习惯上称放电率在1/3C以下为低倍率，1/

3、3C～3C为中倍率，3C以上则为高倍率。动力电池放电制度2）放电终止电压终止电压值与电池材料直接相关，并受到电池结构、放电率、环境温度等多种因素影响。一般来说，由于低温大电流放电时，电极的极化大，活性物质不能充分利用，电池的电压下降较快。低温或大电流(高倍率)放电时，终止电压可规定得低些。小电流放电时，电极的极化小，活性物质能够得到充分利用，终止电压可规定得高些。动力电池充放电性能检测设备电池充放电性能检测是最基本的性能检测，一般由充放电单元和控制程序单元组成，可以通过计算机远程控制动力电池恒压、恒流或设定功率曲线进行充放电。通过电压、电流、温度传感器可进行相应的参数测量以及实现动力电池

4、容量、能量、电池组一致性等评价参数。动力电池充放电性能检测设备一般试验设备按照功率和电压等级分类，来适应于不同电压等级和功率等级的动力电池及电池组性能测试需要例如，通用的电池单体测试设备，一般选择工作电压范围0~5V，工作电流范围0~100A，可满足多数车辆用动力电池基本性能测试的基本要求。对于大功率电池组的基本性能测试，电压范围需要根据电池组的电压范围进行选择，常用的通用测试设备要求在电压范围0~500V，功率上限在150~200kW。锂离子动力电池的充放电性能1.充放电特性锂离子电池充电从安全、可靠及兼顾充电效率等方面考虑，通常采用两段式充电方法。第一阶段为恒流限压，第二阶段为恒压限

5、流。锂离子电池充电的最高限压值根据正极材料不同而有一定的差别。锂离子电池基本充放电电压曲线如图5-7所示。图中曲线采用的充放电电流均为0.3C。锂离子电池基本充放电电压曲线锂离子动力电池的充放电性能锂离子电池放电在中前期电压稳定，下降缓慢，但在放电后期电压下降迅速。在此阶段必须进行有效控制，防止电池过放电，避免对电池造成不可逆性损害。对于不同的锂离子电池，区别主要有两点：①第一阶段恒流值，根据电池正极材料和制造工艺不同，最佳值存在一定的差别。一般采用电流范围为0.2～0.3C。②不同锂离子电池在恒流时间上存在很大的差别，恒流可充入容量占总体容量的比例也存在很大差别。锂离子动力电池的充放电

6、性能(1)充电特性的影响因素1)充电电流对充电特性的影响。额定容量100A·h，SOC=40％，恒温20℃不同充电率充电，参数结果:电流/A恒流时间/s充入容量/A·h充入能量W/h充入30A·h时间/s充入30A·h电流/A20/(0.2C)390021.6790.85576314.2430/(0.3C)242020.1784.93475415.5340/(0.4C)7298.1134.482452813.8750/(0.5C)7009.841.68394014.9460/(0.6C)2373.9716.96321216.1680/(0.8C)320.743.133312914.15图

7、5-8锂离子电池充电曲线锂离子动力电池的充放电性能在实际电池组应用中，可以以锂离子电池允许的最大充电电流充电，达到限压后，进行恒压充电，这样在减少充电时间的基础上，也保证了充电的安全性。对充电过程进行综合考虑，由于充电电流与内阻能耗成平方关系，是影响内阻能耗的主要因素，所以充电电流大的内阻能耗大。在实际电池应用中，应综合考虑充电时间和效率，选择适中的充电电流。锂离子动力电池的充放电性能2)放电深度对充电特性的影响。恒温20℃，额定容