電池容量的測定方法介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2020-02-16 17:41
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不同行業(yè)根據(jù)使用工況，具有不同的測試標準。對于3C產(chǎn)品用的鋰離子電池，根據(jù)國標《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)進行五個循環(huán)，其中有一次達到即判定為合格。
對于電動汽車行業(yè)，根據(jù)國標《GB/T 31486-2015 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法》，電池的額定容量是指室溫下電池以1I1(A)電流放電，達到終止電壓時所放出的容量(Ah)，其中I1為1小時率放電電流，其數(shù)值等于C1 (A)。測試方法為：
a)室溫下，以1I1(A)電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓時轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電終止電流降至0.05I1(A)時停止充電，充電后擱置1h。
b) 室溫下，電池以1I1(A)電流放電，直到放電至企業(yè)技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓;
c) 計量放電容量(以Ah計)，計算放電比能量(以Wh/kg計);
d) 重復(fù)步驟a)-c)5次，當連續(xù)3次試驗結(jié)果的極差小于額定容量的3%，可提前結(jié)束試驗，取最后3次試驗結(jié)果平均值。
(3)荷電狀態(tài)SOC
SOC(State of Charge )為荷電狀態(tài)，表示在一定的放電倍率下，電池使用一段時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，然后利用安時積分法求得電池運行消耗的電量，消耗電量為放電電流與放電時間的乘積，則剩余電量等于初始電量與消耗電量的差值。開路電壓與安時積分結(jié)合估算SOC 數(shù)學(xué)表達式為：
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為電池放電時間。
DOD(Depth of Discharge )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，能量的計算式為：W = ∫U(t)*I(t)dt。恒流放電時，W = I*∫U(t)dt = It*ü(ü為放電平均電壓，t為放電時間)
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.實際能量
電池放電時實際輸出的能量稱為實際能量，電動汽車行業(yè)規(guī)定(《GB/T 31486-2015 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法》)，室溫下蓄電池以1I1(A)電流放電，達到終止電壓時所放出的能量(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-時間和電流時間曲線，通過對時間軸進行變換計算，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。
