詳細分析新能源汽車鋰離子電池性能指標
來源:寶鄂實業(yè)
2020-06-09 10:31
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常規(guī)性能指標
1、容量:電池的容量是指電池存儲電量的大小。常用的表達方法有Ah 和KWh,Ah 和KWh的關(guān)系,可以類比于P等于UI,功率等于電壓乘以電流。
2、內(nèi)阻:電池的內(nèi)阻是指電池在工作時,電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力,單位是毫歐姆。它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻,極化內(nèi)阻又包括電化學極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)和裝配有關(guān);極化內(nèi)阻是電池正極與負極發(fā)生電化學反應時極化所引起的內(nèi)阻。內(nèi)阻對電池的影響:內(nèi)阻大的電池,在充放電的時候,內(nèi)部功耗大,發(fā)熱嚴重,會造成鋰離子電池加速老化和壽命衰減,同時也會限制大倍率充放電。所以,內(nèi)阻越小,鋰電池的壽命和倍率性就會越好。
3、能量密度:指的是電池單位體積或者質(zhì)量所能釋放出來的電能。電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量,基本單位為Wh/kg;電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積,基本單位為Wh/L,增加能量密度是鋰離子電池增加續(xù)航里程的重要研究方向,國家的政策也在引導電池生產(chǎn)企業(yè)積極提升電池的能量密度。下圖是常見車型的電池能量密度
4、充放電倍率:用來表示電池充放電電流大小的比率,即倍率,單位為C;例如60Ah的電池,1C表示使用60A電流充放電,0.5C表示使用30A電流充放電,2C表示120A電流充放電。下圖展示了充放電倍率與電池電壓和電池容量的關(guān)系。
可靠性性能指標
1、循環(huán)壽命:高壓電池的壽命,一般使用循環(huán)使用次數(shù)來定義。國家對于電池的壽命有一些法規(guī)要求,即當電池容量衰減到80%以下時,就需要進行強制回收,繼續(xù)梯次利用。正常使用電池影響壽命的因素有:充放電會減少電池內(nèi)活性材料,并引起化學材料變化,會使電池內(nèi)阻增大和容量永久性損失;在溫度升高,電壓處于充滿電時,永久性容量損失最大。 非正常使用帶來的壽命影響因素:過放電或者長時間儲放不使用,當電池電壓低于一定值時,會造成不可逆的損壞;過充電即超過充電終止電壓,就會嚴重影響壽命。
2自放電率:又稱為荷電保持能力,是指電池在開路狀態(tài)下,電池所存儲的電量在一定條件下的保持能力,主要受電池制造工藝、材料、存儲條件等因素影響。鋰離子電池的自放電率<3%/月;自放電率的積極作用:預測問題電芯、對電池進行成組配對、電池SOC估算修正。
3、放電深度:即鋰離子電池所放電量與總儲存電量(標稱容量)的比值,數(shù)字越小,就意味著放電越淺。例如:放電深度為80%,就是說放電到剩下到20%的容量。限制放電深度的原因:循環(huán)壽命隨著放電深度的增加而急劇降低;容量越低,內(nèi)阻越大,能耗以熱量的形式浪費,也會帶來極大的安全隱患。下圖是循環(huán)壽命和放電深度的關(guān)系。
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