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温度对磷酸铁锂电池内阻特性的影响

时间:2015-5-9 0:37:38来源:本站原创浏览次数:

  磷酸铁锂电池内阻作为衡量电池内部导电离子和电子传输难易程度的主要参数,直接决定着电池的功率特性,因而对电动汽车的动力性有着重要影响。同时,内阻也决定着电池产热量的大小。例如,经典的Bemardi电池产热模型中,内阻是电池产热量估算的关键参数之一。

  电动汽车实际运行的环境温度范围较广,在不同温度和工作状态下,电池内阻均不同。掌握电池内阻与温度、SOC和充放电倍率等的内在关系,能够更好地为电池产热模型仿真和热管理系统设计提供依据李哲等研究了动力型磷酸铁锂电池在10、25和40℃下的温度特性,结果表明,随温度上升,电池充放电过程的欧姆内阻、极化内阻均下降,且不同温度下欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率,低温下欧姆内阻变化率大于高温下变化率。郭宏榆等 通过实验研究了功率型锰酸锂电池在不同环境温度f一20~50℃)和SOC下内阻的变化规律,结果表明电池总内阻在低温f0℃以下)和较小SOC下变化明显。考虑到电动汽车在冬天需要在低于0℃ 的环境下运行,因此对磷酸铁锂动力电池内阻的低温特性进行充分研究是十分必要的,而目前有关0℃以下电池内阻特性的研究仍较少。本文通过混合脉冲功率特性法(HPPC)对40 Ah方形能量型磷酸铁锂动力电池的内阻进行了不同温度下的测试实验,详细研究了电池在一20~40℃不同温度下充放电过程中内阻随SOC的变化规律,并对导致该规律的原因进行一定分析。

  以方形40 Ah电动汽车用磷酸铁锂动力电池为研究对象,其中,正极材料为磷酸铁锂,未改性,作碳包覆;负极材料为高温型中间相炭微球(MCMB1;电解液为锂盐电解质和有机溶剂,隔膜为聚丙烯/聚乙烯(PP/PE);电池单体的参数如表1所示。电池充放电设备为Arbin EVTS动力电池测试系统。恒温箱为SETH.Z-040L超低温调湿实验箱,为电池充放电实验提供恒定的环境温度。

磷酸铁锂动力电池参数:

尺寸/(mmxmmxmm) :100x32xl80
最小放电电压/V: 2.5
最大充电电压/v :3.8
最大充电电流/A:160
最大放电电流/A: 200(1min)
工作温度(充电)/℃: 0~45
工作温度(放电)/:-20~45
额定电压/v: 3.2
额定容量/Ah :40
质量/g :1250
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