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锂电池自放电测量方法:动态测量法!

发布时间:2022-06-28 13:24:03     点击次数:139次

锂电池自放电测量方法:动态测量法!

 锂离子电池自放电的测量方法主要分为两大类:1)静态测量法,将电池长时间静置得到自放电率; 参数识别。 本期主要介绍动态测量方法。

 

  为了缩短测量时间,节省空间资源和人力资源,研究人员也做了很多尝试。 一种方法是通过改变环境温度和电池的SOC等条件来加快自放电率,使被测参数在短时间内有比较大的变化。 这种方法虽然节省了实验时间,但也加速了电池的老化,增加了对电池的损坏。 只适合实验室研究,不适合在实际生产中大规模应用。 另一种方法是在现有比较成熟的锂离子电池等效电路模型的基础上引入自放电电阻,通过不同的参数辨识方法测量动态过程中锂离子电池的自放电率。

 

    [1-2]利用自动系统辨识理论将锂离子电池简化为一阶阻容(R-C)等效电路,对锂离子电池和等效电路施加相同的充放电电流 . 差值调整等效电路的参数,直到两者的差值接近零,得到锂离子电池的自放电电阻值。 该方法所需的总测量时间约为 12 小时。 但该方法将电池视为无源电路,在实验过程中并未考虑电池荷电状态变化对输出电压的影响。

 

  [3] 将电池简化为图1所示的等效电路。其中:Rp,i为电化学反应电阻,Cp,i为双电层电容,Rself为自放电电阻,C为电池 等效电容。 通过对锂离子电池施加短时电流脉冲,测量后续静息过程中的电压变化,进一步分析自放电电阻值。 该方法仅考虑静置时各阶段的主导反应,解耦了复杂的反应机理,减少了计算量,缩短了测量时间。

 

  具体而言,过电压恢复在静置初期起主导作用,而在静置期结束时电池的自放电起主导作用。 可以通过静态期结束时的数据分析自放电的时间常数,进而可以补偿过压恢复期自放电引起的电压降,从而得到电池的等效电容 求解,最终得到自放电电阻值。 这种方法可以在10-48小时内得到锂离子电池的自放电电阻,比传统方法节省了很多时间,但仍然需要消耗大量的静置时间才能观察到自放电的阶段。  -放电起主导作用。

  [4]将电池短路的影响分为两类,即参数效应和消耗效应。 其中:参数效应是指由于短路电阻的存在,测得的开路电压和内阻与实际值有一定的偏差; 消耗效应是指由于短路电阻的存在,电池中储存的能量不断被消耗,电池SOC不断下降,会导致电池开路电压和内阻的实际值偏离 一定程度上的正常值。


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