鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3622次 | 2020年11月08日
電池容量的測定方法介紹
不同行業(yè)根據(jù)使用工況,具有不同的測試標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于3C產(chǎn)品用的鋰離子電池,根據(jù)國標(biāo)《GB/T18287-2000蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范》,電池的額定容量測試方法為:a)充電:0.2C5A充電;b)放電:0.2C5A放電;c)進(jìn)行五個(gè)循環(huán),其中有一次達(dá)到即判定為合格。
關(guān)于電動汽車行業(yè),根據(jù)國標(biāo)《GB/T31486-2015電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法》,電池的額定容量是指室溫下電池以1I1(A)電流放電,達(dá)到終止電壓時(shí)所放出的容量(Ah),其中I1為1小時(shí)率放電電流,其數(shù)值等于C1(A)。測試方法為:
a)室溫下,以1I1(A)電流恒流充電至公司規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電,至充電終止電流降至0.05I1(A)時(shí)停止充電,充電后擱置1h。
b)室溫下,電池以1I1(A)電流放電,直到放電至公司技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓;
c)計(jì)量放電容量(以Ah計(jì)),計(jì)算放電比能量(以Wh/kg計(jì));
d)重復(fù)步驟a)-c)5次,當(dāng)持續(xù)3次試驗(yàn)結(jié)果的極差小于額定容量的3%,可提前結(jié)束試驗(yàn),取最后3次試驗(yàn)結(jié)果平均值。
(3)荷電狀態(tài)SOC
SOC(StateofCharge)為荷電狀態(tài),表示在一定的放電倍率下,電池使用一段時(shí)間或長期擱置后剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值。開路電壓+安時(shí)積分法利用開路電壓法估算出電池初始狀態(tài)荷電容量SOC0,然后利用安時(shí)積分法求得電池運(yùn)行消耗的電量,消耗電量為放電電流與放電時(shí)間的乘積,則剩余電量等于初始電量與消耗電量的差值。開路電壓與安時(shí)積分結(jié)合估算SOC數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
其中,CN為額定容量;η為充放電效率;T為電池使用溫度;I為電池電流;t為電池放電時(shí)間。
DOD(DepthofDischarge)為放電深度,表示放電程度的一種量度,為放電容量與總放電容量的百分比。放電深度的高低和電池的壽命有很大的關(guān)系:放電深度越深,其壽命就越短。兩者關(guān)系為SOC=100%-DOD
4)能量和比能
電池在一定條件下對外作功所能輸出的電能叫做電池的能量,單位一般用wh表示。放電曲線中,能量的計(jì)算式為:W=∫U(t)*I(t)dt。恒流放電時(shí),W=I*∫U(t)dt=It*ü(ü為放電平均電壓,t為放電時(shí)間)
a.理論能量
電池的放電過程處于平衡狀態(tài),放電電壓保持電動勢(E)數(shù)值,且活性物質(zhì)利用率為100%,在此條件下電池的輸出能量為理論能量,即可逆電池在恒溫恒壓下所做的最大功。
b.實(shí)際能量
電池放電時(shí)實(shí)際輸出的能量稱為實(shí)際能量,電動汽車行業(yè)規(guī)定(《GB/T31486-2015電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法》),室溫下蓄電池以1I1(A)電流放電,達(dá)到終止電壓時(shí)所放出的能量(Wh),稱額定能量。
c.比能量
單位質(zhì)量和單位體積的電池所給出的能量,稱質(zhì)量比能量或體積比能量,也稱能量密度。單位為wh/kg或wh/L。
放電曲線最基本的形式就是電壓-時(shí)間和電流時(shí)間曲線,通過對時(shí)間軸進(jìn)行變換計(jì)算,常見的放電曲線還有電壓-容量(比容量)曲線、電壓-能量(比能量)曲線、電壓-SOC曲線等。