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解析锂离子电池的各项参数

钜大LARGE  |  点击量:1291次  |  2020年12月21日  

列出锂离子电池的各项参数


锂离子电池单体由正极、负极、电极、电解质和膜组成,是电池模块和电池组的基本结构单元。电池作为一种电化学电源,具有电压、内阻、容量、能量、功率等特性。


在电力锂离子电池系统中,每个参数可以代表系统的不同功能。本文列出了锂离子电池的各项参数。


锂离子电池单体


锂离子电池单体由正极、负极、电极、电解质和膜组成,是电池模块和电池组的基本结构单元。电池作为一种电化学电源,具有电压、内阻、容量、能量、功率等特性。


测量和评估电池参数有两个重要目的。


一是终止主动控制的目的。例如,单个电池电压不一致,使系统的储能能力降低。假如能在两极积极调度单电压,则可扩大系统容量。


二是出于安全考虑,对电池参数有自己的固定规划,测试电池参数,监控其边界,可以起到表征电池安全效果。


电压


单体电压重要取决于单体阳极和阴极材料的类型。一般情况下,钴酸锂、三元阳极和石墨阳极的全充电压力约为4.2v,而磷酸铁锂最多只能达到3.6v。这里的电压,或者说是取决于材料特性的电势,在数值上等于电池放置足够长的时间后的开路电压。


闭环单体端电压为外部仪器检测到的电压值,等于电池电势减去电池内阻占用。然而,电池的内阻不是恒定的,它可以被多种因素改变,这将在下一节中讨论。


除了材料的选择外,电池的电压也会随着电荷的变化而变化,并且是一对一的,因此在许多情况下,电池的电荷(SOC)是不能直接简单地测量的,通常是由电池的开路电压来估计的。


单体电压与电池内部活性物质的活泼度有关,所以活泼度的温度在小程序中也会影响单体电压的凸度。


单电压越高,相同容量的电池所含能量越多。因此,在保证安全的前提下,提高单电压上限是提高系统能量密度的一种技术途径。


内部阻力


在锂离子电池内部,阻止锂离子从一极向另一极运动的元素共同构成了电池的内阻。所述第一部件包括所述导电部件的物理内阻;电机材料、膜和电解质等电化学材料的固有阻抗;通过电流的存在,暂时新增了电池对锂离子运动的阻力;这三部分共同构成了内阻的主体。


内阻对温度最敏感,在不同的温度下内阻变化很大。低温电池功能下降的一个重要原因是低温电池电阻的形成。


锂离子电池作为动力源,从外部看,其内阻必须尽可能小。特别是在用电现象下,内阻小是必要条件。


能力


锂离子电池容量,即可测容量,是指在合理的电池最大和最小电压规划范围内可充电和释放的最大电量。单体的容量可以在装载到车辆之前通过充放电来测量。一旦上了船,电池容量只能通过算法来估计。在电池处理系统BMS中,SOC是衡量其规划水平的重要指标。


众所周知,在动态工作条件下,电路的电流安培是集成的,而在非工作条件下,电池的功率是通过电池的开路电压来检查的。其他方法虽然品种繁多,但欠安全稳定是计算量太大,批量使用的实在不多见。


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