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電池阻抗對充放電性能的影響有哪些

鉅大LARGE  |  點擊量:1781次  |  2022年03月22日  

池阻抗的大小直接影響到電池能量的消耗,無論是在充電還放電階段,阻抗的存在都會引起能量的損失,這就會使電池表現出充電電壓平臺>放電的電壓平臺(能量=電壓*電流*時間),圖2為某磷酸鐵鋰電池充放電過程的SOC-電壓曲線(1/20C電流充放)。


為基于阻抗分解的電池等效電路圖。其中,C1為理想電源,表示電池存儲電荷的能力,其電壓為U1,不受充放電狀態的影響;R1為歐姆阻抗,R2為極化阻抗,R3為接觸阻抗,V1為電池正負極間測量的電壓值。結合該等效電路圖對電池充放電過程中的電壓變化進行分析。


在電池處于靜置狀態時,此時測量的V1為電池的開路電壓,極化電阻R2為0,且由于測量的電流極小,歐姆內阻與接觸內阻產生的分壓也極小,因此V1≈U1。


當電池處于放電狀態時,充/放電端接用電器,電池由理想電源C1提供電荷,并且經過電池自身的R1、R2、R3三個阻抗的分壓,提供給外接用電器,此時電池正負極間測得的電壓值V1實際為用電器獲得的分壓,V1=U1-(R1+R2+R3)*I。當放電結束后電池轉為靜置狀態,極化內阻逐漸消失,V1≈U1,因此在放電過程中,電池端的電壓值會低于靜置時的電壓值。


當電池處于充電狀態時,充/放電端接電源,此時電池自身相當于用電器,此時電池正負極間測得的電壓值實際為電池兩端獲得的電壓,但是由于電池存在R1、R2、R3三個阻抗的分壓作用,理想電源C1實際獲得的U1=V1-(R1+R2+R3)*I。當充電結束后,極化內阻逐漸消失,V1≈U1,因此在充電過程中,電池端的電壓值會高于靜置時的電壓值。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

在PACK過程中,由于焊接不良或螺栓扭矩未打緊會造成電池與極片的接觸阻抗R3遠大于歐姆內阻R1與極化內阻R2,這會直接影響到電池包的電性能測試,通常會表現為電池的端電壓瞬間飆高或飚低,甚至達到電壓保護的上下限,導致電性能測試區間縮短或直接終止。


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