鋰離子電池直流內阻測定及內阻偏大原因解析

2020-12-05 電動知家

內阻是評價電池性能的重要指標之一。內阻的測試包括交流內阻與直流內阻。對於單 體電池,一般以交流內阻來進行評價,即通常稱為歐姆內阻。

但對於大型電池組應用,如電 動車用電源系統來說,由於測試設備等方面的限制,不能或不方便來直接進行交流內阻的測 試,一般通過直流內阻來評價電池組的特性。在實際應用中,也多用直流內阻來評價電池的 健康度,進行壽命預測,以及進行系統 SOC、輸出/輸入能力等的估計。

在生產中,可以用 來檢測故障電池如微短路等現象。

直流內阻的測試原理是通過對電池或電池組施加較大的電流(充電或放電),持續較短 時間,在電池內部還沒有達到完全極化的情況下,根據施加電流前後電池的電壓變化和施加 的電流,計算電池的直流內阻。

測試直流內阻必須選擇好四個參數:電流(或採用的倍率)、 脈衝時間、荷電狀態(SOC)、測試環境溫度。這些參數的變化對直流內阻有較大的影響。

直流內阻不僅包括了電池組的歐姆內阻部分(交流內阻部分),還部分包括了電池組的一 些極化電阻。而電池的極化受電流、時間等影響比較大。目前常用的直流內阻測試方法有以 下三個:

(1)美國《FreedomCAR 電池測試手冊》中的 HPPC 測試方法:測試持續時間為10s,施加的放電電流為 5C 或更高,充電電流為放電電流的 0.75。具體電流的選擇根據電 池的特性來制定。

(2)日本 JEVSD713 2003 的測試方法,原來主要針對 Ni/MH 電池,後也 應用於鋰離子電池,首先建立 0~100% SOC 下電池的電流一電壓特性曲線,分別以 1C、2C、5C、10C 的 電流對設定 SOC 下的電池進行交替充電或放電,充電或放電時間分別為10s,計算電池的直流內阻。

(3)我國「863」計劃電動汽車重大專項《HEV 用高功率鋰離 子動力蓄電池性能測試規範》中提出的測試方法,測試持續時間為 5s,充電測試電流為 3C, 放電測試電流為 9C。

來源:鋰電產業化研究院

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