动力锂离子电池性能评价指标汇总
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在动力锂电池系统中，各个参数能够表征系统的不同性能，本文罗列锂电池各个参数。 锂电池单体 锂离子电池单体由正负、电极、电解液和隔膜组成，是组成电池模块和电池组的基本结构单元。电池作为一种电化学电源天然的具有电压、内阻、容量、能量、功率等特性参数。 人们主要的出于两个方面的目的，希望对电池的参数进行测量和评价。一个是为了实现主动控制的目的，比如，电池单体电压不一致，使得系统能量存储能力降低，如果能够主动调节两极的单体电压，则可以起到放大系统容量的效果。另一个是为了安全考虑，电池的参数有其固定的范围，检测电池参数，实施监控其边界，可以起到表征电池安全状态的作用。 电压 单体电压主要的取决于单体正负极材料的类型，一般的钴酸锂、三元正极配合石墨负极可以获得4.2V左右的满充电压，而磷酸铁锂最高只能达到3.6V。这里的电压，准确的说应该是电势取决于材料属性，电势数值上等于静置足够长时间以后的电池开路电压。而闭合回路中的单体端电压，是我们用外部仪器检测到的电压值，其数值等于电池电势减去电池内阻占压。而电池内阻并非恒定不变，会受到多种因素的影响而发生变化，这些在下面一节再说。 继续说电压，单体电压除了由材料决定以外，会跟随荷电量的变化而变化，并且是一一对应的关系，因此，在很多情形下，无法直接简单测量的电池荷电量(SOC)经常被用电池开路电压进行推测。 单体电压与电池内部活性物质的活跃程度有关，因此影响活跃度的温度，也能在小范围内影响到单体电压的高低。 单体电压越高，同样容量的电池含有的能量就越多，因此，在确保安全前提下，提高单体电压上限值，是提高系统能量密度的一条技术路线。 内阻 锂电池内部，锂离子从一极运动到另一极，过程中阻碍离子运动的因素共同的组成了锂电池的内阻。其主要的部分包括导电件的物理内阻；电机材料、隔膜和电解质等电化学物质固有的阻抗；电池内部通过存在电流时临时增加的对锂离子运动产生的阻碍；这三部分共同构成了内阻的主体。 内阻对温度最为敏感，不同温度下，内阻值可以发生很大变化。低温下电池性能下降，其重要的原因之一就是低温下电池内阻过大造成的。 锂电池作为一个电源，从外部看，内阻肯定是越小越好。尤其在功率应用情形下，小内阻是必要的条件。 容量 锂电池容量，可度量的容量，是在电池合理的最高最低电压范围内，可以充入和放出的最大电量。在搭载到车辆上之前，单体的容量可以用充放电的方式去测量。一旦上车以后，电池容量只能依靠算法估计。在电池管理系统BMS中，准确估计电池荷电状态SOC是其设计水平的重要指征。当前为人们熟知的做法是对于动态工作情形下，对回路电流安时积分，在非工作状态，用电池开路电压校核电池电量。其他的方法虽然种类繁多，但不是稳定性不佳就是计算量过大，真正被应用于批量的并不多见。 |
