《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件匯總 任務(wù)1-8 電池成組- 蓄電池管理系統(tǒng)更換與匹配

任務(wù)一電池成組《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪電池組裝車間小王去比亞迪電池組裝車間參觀學(xué)習(xí)，好奇的問李師傅：“李師傅，我們常見的鋰離子蓄電池電壓大概在4V左右，而電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)電壓通常是300V以上。是通過什么方式將這些低電壓的電池組合成滿足電動(dòng)汽車需要的高電壓電池的呢？”李師傅對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了解答，答案就在本任務(wù)中。單體電池是如何連接成高壓動(dòng)力蓄電池的？電池組裝工李師傅、參觀學(xué)習(xí)學(xué)生小王能根據(jù)電池組合方式，在電池單體性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)箱上按照要求完成電池的各類組合。能根據(jù)動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)中電池的組合及連接方式，使用鉛筆、直尺等工具，準(zhǔn)確繪制電池組的連接示意圖。電池的定義電池是通過電化學(xué)反應(yīng)輸出電能的裝置主要由電極、電解質(zhì)、隔膜等組成正極材料和電解質(zhì)界面上發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子負(fù)極材料和電解質(zhì)界面上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子電池成組試驗(yàn)此處為視頻電池的分類電池的分類可以按照電解質(zhì)種類、正負(fù)極材料、工作特性、貯存方式進(jìn)行。最常見的是按照工作性質(zhì)和貯存方式進(jìn)行分類，分為原電池、蓄電池、貯備電池和燃料電池四大類。電池成組試驗(yàn)電池的分類原電池是直接使用的一次性電池。放電時(shí)正、負(fù)極化學(xué)反應(yīng)不可逆，為一次性使用電池。電池成組試驗(yàn)體積小、使用方便、可靠性高、成本低、自放電率低，但放電電流偏小。電池的分類工作時(shí)，正、負(fù)極進(jìn)行的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，充放電可反復(fù)多次、循環(huán)進(jìn)行。蓄電池是二次電池。電池成組試驗(yàn)具有可充電特性、功率密度高、放電率高、放電曲線平滑、低溫性能好，在儲(chǔ)能領(lǐng)域用途廣泛。電池的分類貯備電池電解質(zhì)與正、負(fù)極在貯存期間是不接觸的，使用時(shí)需激活。貯備時(shí)間長(zhǎng)，能滿足長(zhǎng)時(shí)間貯備和貯備惡劣環(huán)境的要求。電池成組試驗(yàn)電池的分類反應(yīng)的產(chǎn)物不能通過充電產(chǎn)生可逆反應(yīng)，工作時(shí)需要從外部連接將燃料和氧化劑提供到反應(yīng)界面。燃料電池是通過燃料(包括純氫、富氫燃料或含氫化合物）與氧化劑（純氧或空氣中的氧）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電能的裝置。電池成組試驗(yàn)電池的分類燃料電池的工作原理電池成組試驗(yàn)

該類電池反應(yīng)中，燃料是正極電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)，而氧是負(fù)極電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)。它們的反應(yīng)產(chǎn)物都不能通過充電產(chǎn)生可逆反應(yīng)。因此，燃料電池和普通原電池的工作原理并無區(qū)別，不同之處在于，燃料電池中既不儲(chǔ)存燃料，也不儲(chǔ)存氧化劑，只是在需要使用電池時(shí)，從電池外部連續(xù)將燃料和氧化劑分別按需求量適時(shí)的提供至正、負(fù)電極/電解質(zhì)的反應(yīng)界面位置，就可以形成電極反應(yīng)，輸出電能。在燃料電池中，只要外部源源不斷供應(yīng)燃料和氧化劑，同時(shí)內(nèi)部電極/電解質(zhì)界面及其他成分不發(fā)生變化，燃料電池就能連續(xù)不斷地放電，向負(fù)載輸出直流電能,右圖為燃料電池工作原理圖。

電池的分類燃料電池的工作原理電池成組試驗(yàn)燃料電池的正負(fù)電極僅是提供一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，其本身完全不參與反應(yīng)，因此該類電極的組成材料本身應(yīng)該是化學(xué)惰性的，在電池反應(yīng)過程中不會(huì)損耗。燃料電池與傳統(tǒng)熱發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有更高的熱效率和較少的污染，另外還具有較高的能量密度。由于燃料電池是利用氫和氧的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電流及水，不但污染少，還可以避免傳統(tǒng)電池充電耗時(shí)的問題，是目前最具發(fā)展前景的新能源方式，如能普及并應(yīng)用在車輛及其他高污染的設(shè)備上，將能顯著減輕空氣污染及溫室效應(yīng)。電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)提供能量的蓄電池。包括鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子蓄電池。鋰離子電池質(zhì)量比能量高、質(zhì)量比功率高，自放電率低、無記憶效應(yīng)、無污染，是電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池的主流產(chǎn)品。電池成組試驗(yàn)電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池鋰離子電池具有質(zhì)量能量密度高、質(zhì)量功率密度高、自放電率低、無記憶效應(yīng)以及環(huán)境友好等突出優(yōu)點(diǎn)，成為目前電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池的主流產(chǎn)品，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車以及氫燃料電池汽車等。

特別是得益于新能源汽車的持續(xù)快速發(fā)展，近年來中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，寧德時(shí)代、比亞迪等骨干企業(yè)快速成長(zhǎng)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2018年全年我國(guó)鋰離子電池累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到139.9億只，同比增長(zhǎng)25.9%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1727億元，同比增長(zhǎng)9%，再次創(chuàng)下歷史新高。電池成組試驗(yàn)2021年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)裝機(jī)量與同比電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池寧德時(shí)代2011年成立，2017年靠三元鋰電池一炮而紅，成為國(guó)內(nèi)外最大電池供應(yīng)商。生產(chǎn)的動(dòng)力電池供應(yīng)特斯拉最多，占比20%。此外還有蔚來汽車、小鵬汽車、上汽集團(tuán)、一汽集團(tuán)。電池成組試驗(yàn)寧德時(shí)代電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池比亞迪1995年成立，老牌電池生產(chǎn)企業(yè)，后續(xù)以電池為基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)戰(zhàn)汽車整車制造生產(chǎn)，成就了今天的新能源汽車一線企業(yè)。其主要生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，刀片電池是其招牌，旗下動(dòng)力電池超90%為自用，小部分供應(yīng)中國(guó)一汽、金康汽車等。電池成組試驗(yàn)比亞迪電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池國(guó)軒高科1995年成立，2015年借殼東源電器上市后的國(guó)軒高科成為目前A股上市公司最純正的動(dòng)力電池標(biāo)的。旗下動(dòng)力電池供應(yīng)上汽集團(tuán)車輛最多，占比29%。此外還有江淮汽車、奇瑞汽車、零跑汽車、長(zhǎng)安汽車等。電池成組試驗(yàn)國(guó)軒高科電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池鋰離子電池有三元鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鈦酸鋰等，他們的各有優(yōu)缺點(diǎn)。電池成組試驗(yàn)類別鈷酸鋰錳酸鋰磷酸鐵鋰鎳鈷錳(三元材料)耐過充不耐耐耐不耐氧化性很強(qiáng)一般弱強(qiáng)過充極限0.5C/6V3C/10V3C/10V0.5C/6V用作動(dòng)力電池的安全性很不安全安全性能好安全性能好不安全安全容量1Ah10~30Ah可達(dá)100Ah/大功率能力好很好一般/價(jià)格昂貴低廉低廉一般電池單體的基本組成電極：包括正極和負(fù)極。正極是氧化電極，正極材料接受外電路傳來的電子，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，被還原；負(fù)極是還原電極，負(fù)極材料進(jìn)行釋放電子的電化學(xué)反應(yīng)，將電子傳給外電路，自身被氧化。電池成組試驗(yàn)隔膜：為避免電池單體內(nèi)極性相反的電極片直接接觸造成內(nèi)部短路的組件。電解質(zhì)：電荷轉(zhuǎn)移的介質(zhì)。通過離子在電池單體內(nèi)正、負(fù)極之間的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電池單體內(nèi)部電荷的轉(zhuǎn)移，完成電流的全回路流通，由此向負(fù)載連續(xù)輸出電能。外殼：電池單體的容器。端子：電池單體與外部導(dǎo)體連接的部件，分為正極端子和負(fù)極端子。電池單體的外形電池成組試驗(yàn)圓柱形鋰離子電池由正極極片、負(fù)極極片、隔膜、電解液、外殼、蓋帽/正極帽、墊片、安全閥等，常見型號(hào)有14650、14500（5號(hào)電池）、18650、21700等。方形鋰離子電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，整體附件重量要輕，相對(duì)能量密度較高。軟包鋰電池內(nèi)部組成(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)與方形、圓柱鋰電池的區(qū)別不大，最大的不同之處在于軟包電池采用鋁塑復(fù)合膜作為外殼，在發(fā)生安全隱患的情況下軟包電池最多只會(huì)鼓氣裂開，安全性較高。電池單體的外形電池成組試驗(yàn)三種電芯對(duì)比，各有優(yōu)勢(shì)，具體情況如右表。電池成組的定義電池成組試驗(yàn)動(dòng)力蓄電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，需要較高的電壓和較大的容量，電池單體往往無法滿足要求，需要根據(jù)實(shí)際需求，將若干個(gè)電池單體通過串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)的形式組合使用，這個(gè)過程稱為電池成組。電池的組合方式電池成組試驗(yàn)串聯(lián)組合方式并聯(lián)組合方式串并混聯(lián)組合方式電池的組合方式用mPnS來表示，其中P表示并聯(lián)，S表示串聯(lián)，m、n表示并聯(lián)或串聯(lián)的電池單體個(gè)數(shù)。例如：1P4S表示4個(gè)電池單體串聯(lián)組成電池組；3P1S表示3個(gè)電池單體并聯(lián)組成電池組；3P4S表示每3個(gè)電池單體并聯(lián)為1組，串聯(lián)4組（共12個(gè)電池單體）組成電池組。電池的發(fā)展趨勢(shì)電池成組試驗(yàn)無鈷電池三元鋰電池降低鈷元素的比例和含量，會(huì)降低成本，因此，無鈷電池的出現(xiàn)，將有力推動(dòng)新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展。電池的發(fā)展趨勢(shì)電池成組試驗(yàn)固態(tài)電池固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度，并且具有高機(jī)械強(qiáng)度，在電池循環(huán)過程中能有效抑制鋰枝晶的刺穿，使具有高理論能量密度的金屬鋰作為負(fù)極材料成為可能。電池的發(fā)展趨勢(shì)電池成組試驗(yàn)刀片電池刀片電池是是比亞迪于2020年3月29日發(fā)布的電池產(chǎn)品，該電池采用磷酸鐵鋰技術(shù)，通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在成組時(shí)可以跳過“模組”，大幅提高了體積利用率，最終達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)。相較傳統(tǒng)電池包，刀片電池的體積利用率提升了50%以上，也就是說續(xù)航里程可提升50%以上，達(dá)到了高能量密度三元鋰電池的同等水平。課前測(cè)試成績(jī)靠前的為組長(zhǎng)，組長(zhǎng)挑選各組組員電池成組實(shí)驗(yàn)電池成組試驗(yàn)資料員查閱電池參數(shù)。記錄員繪制聯(lián)接方法。操作員熟悉聯(lián)接方式并檢查是否正確。在電池單體性能測(cè)試試驗(yàn)箱中完成電池成組實(shí)驗(yàn)電池成組試驗(yàn)電池成組試驗(yàn)匯報(bào)時(shí)明確電池在各聯(lián)接方式下的注意事項(xiàng)電池單體性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)箱絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套導(dǎo)線、電池單體、彩色鉛筆、直尺電池性能參數(shù)電池成組試驗(yàn)注意電池的正負(fù)極聯(lián)接。小心短路。檢查聯(lián)接無誤后再連線。線路連接要牢固，不能出現(xiàn)虛接。聯(lián)接完成后用萬用表測(cè)量電壓值。聯(lián)接完成后進(jìn)行7S管理。電池成組試驗(yàn)電池成組實(shí)驗(yàn)

在下圖中分別畫出電池單體1P2S、2P1S和2P2S的接線方式，并在電池單體性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)箱中完成接線操作。（a）1并2串

（b）2并1串

（c）2并2串

電池組接線動(dòng)力蓄電池的基本術(shù)語電池單體：將化學(xué)能與電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的基本單元裝置。電池模塊：將一個(gè)或以上的電池單體按照串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式組合，并作為電源使用的組合體。電池組：由多個(gè)電池模塊串聯(lián)組成的一個(gè)組合體，通常用來表示一個(gè)電池包內(nèi)所有動(dòng)力蓄電池的組合體。動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池的基本術(shù)語電池包：具有從外部獲得電能并可對(duì)外輸出電能的單元。通常包括電池單體、電池箱體、高壓電路、過流保護(hù)裝置及與其他外部系統(tǒng)的接口（如冷卻、高壓、輔助低壓和通信等）。動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)：一個(gè)或一個(gè)以上的電池包及相應(yīng)附件（管理系統(tǒng)、高壓電路、低壓電路、熱管理設(shè)備及機(jī)械總成）構(gòu)成的為電動(dòng)汽車整車的行駛提供電能的能量存儲(chǔ)裝置。動(dòng)力蓄電池的基本術(shù)語動(dòng)力蓄電池箱：用于盛裝蓄電池組、蓄電池管理系統(tǒng)以及相應(yīng)的輔助元器件，并包含機(jī)械連接、電氣連接、防護(hù)等功能的總成，簡(jiǎn)稱電池箱。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）：監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)等），可為蓄電池提供通信、安全、電芯均衡及管理控制，并提供與應(yīng)用設(shè)備通信接口的系統(tǒng)動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的組成電池單體通過串并聯(lián)的方式組成電池模塊，電池模塊串聯(lián)組成電池組；電池組與BMS、相應(yīng)附件、電池箱等組成電池包；電池包與相應(yīng)的附件組成動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)。動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池的連接方式電池模塊之間采用銅排相互串聯(lián)連接，并有電壓采集線、溫度采集線等低壓線束與BMS連接。為了提高維修過程的安全性，便于在維修時(shí)切斷高壓回路，通常在電池模塊之間串聯(lián)高壓維修開關(guān)。動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池連接圖繪制資料員查閱教學(xué)平臺(tái)說明書，讀取動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的基本信息，并告知組員。記錄員要正確繪制動(dòng)力蓄電池連接圖。繪制動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)上電池的連接圖動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池連接圖繪制匯報(bào)時(shí)簡(jiǎn)單講解平臺(tái)參數(shù)。匯報(bào)繪制的思路。動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套高壓安全防護(hù)用品、彩色鉛筆、直尺教學(xué)平臺(tái)說明書動(dòng)力蓄電池連接圖繪制注意觸碰高壓時(shí)佩戴安全防護(hù)裝備。小心工具落地。注意作業(yè)時(shí)拉隔離欄。注意仔細(xì)查閱平臺(tái)說明書。仔細(xì)觀察電池的連接方式。繪制時(shí)用彩色筆區(qū)別不同的連線。動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)

動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)如下圖所示，能夠直觀的了解動(dòng)力蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、連接方式。動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池基本信息

（1）讀取動(dòng)力蓄電池基本信息查找教學(xué)平臺(tái)說明書，讀取動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的基本信息，完成下表填寫。項(xiàng)目記錄動(dòng)力蓄電池種類

電池單體數(shù)量

電池模塊數(shù)量

電池組合方式

P

S是否裝有高壓維修開關(guān)是□

否□標(biāo)稱電壓/額定電壓

額定容量

動(dòng)力蓄電池連接圖繪制動(dòng)力蓄電池組連接示意圖（2）繪制動(dòng)力蓄電池連接圖分析動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)中電池的組合及連接方式

，繪制動(dòng)力蓄電池組的連接示意圖。

檢查各聯(lián)結(jié)方式是否正確檢查線路是否聯(lián)接緊固檢查動(dòng)力蓄電池連接圖是否正確是否檢查后再接線是否正確佩戴防護(hù)裝備是否標(biāo)明正確的電池參數(shù)電池單體聯(lián)接是否正確電路圖繪制是否正確電池成組的方式有幾種？鋰電池的類型有幾種？特點(diǎn)是什么？鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)是什么？目標(biāo)明確職業(yè)素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作觀看燃料電池工作原理視頻回顧電池成組的方式對(duì)比不同鋰電池的特點(diǎn)預(yù)習(xí)下一個(gè)工作頁觀看下一個(gè)工作頁隨書數(shù)字資源任務(wù)二電池單體充放電《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪電池組裝車間小王去到比亞迪電池組裝車間進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，好奇的問李師傅：“李師傅，這么小的電池要怎么進(jìn)行測(cè)試呢？電池在充電、放電過程中的變化是怎樣的呢？”李師傅對(duì)小王的問題進(jìn)行了解答，答案就在本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容中。單體電池是如何進(jìn)行充放電的？電池組裝工李師傅、參觀學(xué)習(xí)學(xué)生小王單體電池是如何進(jìn)行充放電測(cè)試的？能按照充放電標(biāo)準(zhǔn)流程，正確使用蓄電池充放電設(shè)備，規(guī)范完成電池單體充電和放電作業(yè)。能按照充放電標(biāo)準(zhǔn)流程，正確使用蓄電池充放電設(shè)備，規(guī)范完成不同倍率的電池充放電測(cè)試。電池工作原理電池是一種能量轉(zhuǎn)換裝置放電時(shí)，電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；充電時(shí)，電池將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能并貯存起來電池單體充放電操作充放電工作原理放電工作原理：以鋰離子電池為例，當(dāng)電池放電時(shí)，電池與外部負(fù)載相連，電子從負(fù)極通過外部負(fù)載流向正極，此時(shí)負(fù)極被氧化，正極接受電子而被還原，在電解質(zhì)中依靠陰離子和陽離子分別向負(fù)極和正極的移動(dòng)而使整個(gè)電路連通起來。電池單體充放電操作充放電工作原理充電工作原理：電池在充電時(shí)的電流流動(dòng)方向與放電時(shí)相反，正極發(fā)生氧化，負(fù)極接受電子而被還原，在電解質(zhì)中依靠陰離子和陽離子分別向正極和負(fù)極的移動(dòng)而使整個(gè)電路連通起來。電池單體充放電操作充放電工作原理表1

電池正、負(fù)極在充放電過程中的不同反應(yīng)電池單體充放電操作電池電極放電充電正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)得電子，發(fā)生還原反應(yīng)充放電工作原理電池單體充放電操作以新能源汽車中常見的鋰離子電池為例，正極為具有鋰離子的化合物，負(fù)極為碳物質(zhì)，中間為聚合物隔膜，內(nèi)部還有電解質(zhì)。充放電工作原理電池單體充放電操作鋰離子電池充電時(shí)，正極上的鋰原子會(huì)分解成鋰離子和電子，電子通過外電路到達(dá)負(fù)極，鋰離子通過隔膜到達(dá)負(fù)極。在負(fù)極，鋰離子與電子相遇，使鋰離子變成鋰原子。充放電工作原理電池單體充放電操作鋰離子電池放電時(shí)，負(fù)極中的鋰原子會(huì)分解為鋰離子和電子，電子會(huì)沿著外電路到達(dá)正極，鋰離子會(huì)通過隔膜到達(dá)正極。鋰離子在陽極遇到電子后會(huì)形成鋰原子。充放電工作原理電池單體充放電操作表2鋰離子電池充放電特性鋰電池正極材料鈷酸鋰錳酸鋰三元材料磷酸鐵鋰充放電倍率中低中中低中高溫性能較好差中好庫(kù)倫效應(yīng)＞95%＞95%＞95%＞95%電池單體充放電特性基本術(shù)語放電電流：放電電流是指電池放電時(shí)電流的大小。放電電流一般用放電率表示，放電率是指電池放電時(shí)的時(shí)率，常用“時(shí)率”和“倍率”兩種形式表示。時(shí)率也稱為小時(shí)率，是以放電時(shí)間（h）表示的放電速率，或者說以一定的放電電流放完額定容量所需的小時(shí)數(shù)，常用C/n來表示，其中C為額定容量，n為一定的放電電流。例如，電池的額定容量為60A·h，以10A電流放電，則時(shí)率為60A·h/10A=6h，稱電池以6h率放電。電池單體充放電操作電池單體充放電特性基本術(shù)語倍率是指電池在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放出其額定容量時(shí)所輸出的電流值，它在數(shù)值上等于額定容量的倍數(shù)。例如，2倍率（記為2C）放電，表示放電電流的數(shù)值是額定容量數(shù)值的2倍。若電池的容量為20A·h，那么放電電流為2×20A=40A。如果換算成小時(shí)率，則是20A·h/40A=1/2h。一般情況下，放電倍率在1/3C以下為低倍率，1/3C～3C為中倍率，3C以上為高倍率。電池單體充放電操作電池單體充放電特性基本術(shù)語充電電流：充電電流是指電池充電時(shí)電流的大小，其表示方式與放電電流相同。電池單體充放電操作電池單體充放電特性基本術(shù)語放電終止電壓：電池放電時(shí)，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓，也稱為放電截止電壓。電池單體充放電操作電池單體充放電特性基本術(shù)語充電終止電壓：按規(guī)定的充電制度，電池由恒流充電轉(zhuǎn)入恒壓充電時(shí)的最大電壓值，也稱為充電限制電壓。電池單體充放電操作電池單體充放電特性基本術(shù)語電池容量：電池容量是指在一定放電條件下可以從電池獲得的電量，用符號(hào)C表示，單位為安時(shí)（A·h）或毫安時(shí)（mA·h）。電池單體充放電操作電池單體充放電特性基本術(shù)語電池內(nèi)阻：電流通過電池內(nèi)部時(shí)受到阻力，使電池的工作電壓降低，該阻力稱為電池內(nèi)阻。電池單體充放電操作放電深度：放電深度（DOD）指蓄電池放電容量占額定容量的百分比。充放電方式電池單體充放電操作電池的充電方式有恒流充電和恒壓充電。目前，電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池多采用先恒流后恒壓的兩段式充電方式。首先以設(shè)定好的充電電流進(jìn)行恒流充電至充電終止電壓，之后轉(zhuǎn)為恒壓充電，充電電流逐漸減小，當(dāng)減小至0.05C時(shí)結(jié)束充電。充放電方式電池單體充放電操作電池的放電方式有恒流放電和恒阻放電。目前，電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池多采用恒流的放電方式，即以設(shè)定好的放電電流放電至放電終止電壓后放電停止。充放電特性的影響因素電池單體充放電操作充電特性的影響因素：影響充電特性的主要因素有充電電流、放電深度和充電溫度等。充電電流增大，充電時(shí)間減少，內(nèi)阻能耗增大；放電深度增加，充電所需時(shí)間增加，恒流充電時(shí)間所占總充電時(shí)間比例增加，恒流充電容量占所需充入容量的比重增加；隨著環(huán)境溫度的降低，電池的可充入容量明顯降低，而充電時(shí)間明顯增加。充放電特性的影響因素電池單體充放電操作放電特性的影響因素：影響充電特性的主要因素有放電電流、放電終止電壓和放電溫度等。高倍率放電時(shí)，電極的極化增強(qiáng)，內(nèi)阻增大，放電電壓下降較快，導(dǎo)致實(shí)際放出的容量較低；相應(yīng)地，低倍率放電時(shí)，電極的極化較小，放電電壓下降緩慢，因此電池實(shí)際放出的容量較高，有時(shí)會(huì)高于額定容量。電池正常工作溫度范圍內(nèi)（-20℃～60℃），電池溫度越高，端電壓越高，電池的可用容量越多。但是長(zhǎng)期在高溫下工作會(huì)造成電池的容量迅速下降，從而影響電池的使用壽命。報(bào)數(shù)法任意指派一名學(xué)生開始從1-5依次報(bào)數(shù)報(bào)相同數(shù)目的同學(xué)為一組電池單體充電操作電池單體充電操作資料員負(fù)責(zé)查閱維修手冊(cè)和蓄電池充放電設(shè)備使用說明書。安全員檢查連接線纜是否正確。記錄員完成記錄充放電過程。完成單體電池充放電操作電池單體充電操作電池單體充電操作匯報(bào)時(shí)闡述操作步驟報(bào)告小組分工情況報(bào)告小組工作目標(biāo)有動(dòng)力蓄電池PACK教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的場(chǎng)地絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套維修手冊(cè)、蓄電池充放電設(shè)備及使用說明書、萬用表、紙筆、直尺教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)說明書電池單體充電操作注意佩戴安全防護(hù)裝備后再觸碰高壓。小心短路。檢查線纜連接無誤后再充放電。線路連接要牢固，不能出現(xiàn)虛接。連接完成后安全員檢查連接是否正確。全程監(jiān)督充放電過程。電池單體充電操作術(shù)語及定義電動(dòng)汽車蓄電池容量：表征電池容量特性的專用術(shù)語有三個(gè)：理論容量、額定容量、實(shí)際容量。電池單體充放電測(cè)試?yán)碚撊萘浚褐父鶕?jù)參加電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)電化學(xué)當(dāng)量數(shù)計(jì)算得到的電量。12額定容量：指設(shè)計(jì)和制造電池時(shí)，規(guī)定或保證電池在一定的放電條件（如溫度、放電終止電壓、放電倍率等）下應(yīng)該放出的最低限度的容量。3實(shí)際容量：指在一定的放電條件下，即在一定的放電電流和溫度下，電池在終止電壓前所能放出的電量。在電池實(shí)際工作中，在SOC=1時(shí)所能放出的全部電量。術(shù)語及定義電池的實(shí)際容量通常比額定容量大10%～20%。電池單體充放電測(cè)試電池容量的大小，與正、負(fù)極上活性物質(zhì)的數(shù)量和活性有關(guān)，也與電池的結(jié)構(gòu)和制造工藝與電池的放電條件（電流、溫度）有關(guān)。術(shù)語及定義影響電池容量因素的綜合指標(biāo)是活性物質(zhì)的利用率。換言之，活性物質(zhì)利用得越充分，電池給出的容量也就越高。

電池單體充放電測(cè)試活性物質(zhì)的利用率可以定義為：利用率=（電池實(shí)際容量/電池理論容量）×100%或利用率=（活性物質(zhì)理論用量/活性物質(zhì)實(shí)際用量）×100%。術(shù)語及定義蓄電池的實(shí)際容量指電池的實(shí)際容量主要受環(huán)境溫度、充放電倍率、使用壽命等因素的影響。電池單體充放電測(cè)試①溫度對(duì)電池容量的影響

隨著溫度的升高，電池的活性物質(zhì)活性增強(qiáng)、電子擴(kuò)散速率增加、電導(dǎo)率增加，電化學(xué)反應(yīng)加快，電池所能放出的能量增加。術(shù)語及定義蓄電池的實(shí)際容量指電池的實(shí)際容量主要受環(huán)境溫度、充放電倍率、使用壽命等因素的影響。電池單體充放電測(cè)試②循環(huán)壽命對(duì)電池容量的影響

隨著電池循環(huán)次數(shù)的增加，活性鋰離子減少、負(fù)極上鈍化膜的形成等電池內(nèi)部變化都將導(dǎo)致電池的容量減小。術(shù)語及定義蓄電池的實(shí)際容量指電池的實(shí)際容量主要受環(huán)境溫度、充放電倍率、使用壽命等因素的影響。電池單體充放電測(cè)試③放電倍率對(duì)電池容量的影響

放電倍率的單位為C，1C指電池在1h內(nèi)進(jìn)行恒流放電，放完所有電量所需要的電流大小。電池壽命（1）循環(huán)壽命蓄電池經(jīng)歷一次充電和放電，稱為一個(gè)循環(huán)或一個(gè)周期。在一定的放電制度下，電池容量降低至某一規(guī)定值之前，電池所能耐受的循環(huán)次數(shù)，稱為蓄電池的循環(huán)壽命或使用周期。循環(huán)壽命受放電深度（DOD）、溫度、充放電電流的影響比較明顯，因此一般表示蓄電池循環(huán)壽命的同時(shí)還要指出循環(huán)條件，如循環(huán)壽命1000次（在100%DOD常溫、1C條件下）。蓄電池在出廠時(shí)，應(yīng)注明其循環(huán)壽命及循環(huán)條件。電池單體充放電測(cè)試正常情況下電池組的壽命僅有單體電池壽命50%～80%循環(huán)壽命電池壽命電池的循環(huán)，表示的就是鋰離子全部跑到電池一極，然后又全部跑到另一極，才算一次循環(huán)。簡(jiǎn)單說，一個(gè)循環(huán)就是電池滿充滿放一次。三元鋰電芯的理論壽命為800-1200次循環(huán)，磷酸鐵鋰約為2000-2500次循環(huán)，到達(dá)70%的容量。電池單體充放電測(cè)試并不是說電池要滿充滿放，淺充淺放才會(huì)使得鋰電池更耐用。）循環(huán)壽命電池壽命（2）貯存壽命貯存壽命的指電池自放電的大小通過容量下降到某一規(guī)定容量所經(jīng)過的時(shí)間，也稱為擱置壽命。電池單體充放電測(cè)試自放電越小，貯存壽命越長(zhǎng)。貯存壽命電池壽命（2）減少電池容量衰減的方法：

①保證電池在正常的溫度下工作(一般在0到40℃)，可以較少產(chǎn)生副反應(yīng)；

②少用快充，快充時(shí)電壓大，容易導(dǎo)致電池過充，使鋰離子沉積在隔膜或電極表面，且快充時(shí)溫度相對(duì)較高，容易對(duì)三元鋰電池造成不可逆影響；

③避免急加速等動(dòng)作，電池講究一個(gè)穩(wěn)，突然的電流變化很容易導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生副反應(yīng)，導(dǎo)致電池受損；

④淺充淺放，對(duì)于鋰電池來說，完全充放電反而會(huì)導(dǎo)致電池壽命下降，尤其三元鋰電池，適合剩余20%左右電量時(shí)充電，不可過度使用。電池單體充放電測(cè)試保證電池在正常的溫度下工作少用快充避免急加速等動(dòng)作淺充淺放不同倍率充電測(cè)試方法電池單體充放電測(cè)試選定待測(cè)單體電池在動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)選定某一電池單體，記錄編號(hào)。調(diào)節(jié)萬用表將萬用表調(diào)整至合適檔位，連接在被測(cè)電池兩端，確?？梢詫?shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓。設(shè)置參數(shù)在動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)設(shè)置充電電流、初始SOC、充電終止電壓等參數(shù)，并記錄。充電過程以0.5C的電流充電至充電終止電壓，靜置2min，對(duì)整個(gè)充電過程中萬用表的顯示界面進(jìn)行錄像。充電結(jié)束根據(jù)錄像結(jié)果繪制充電過程中的電壓-時(shí)間曲線。重復(fù)步驟3～6分別測(cè)繪1C、5C、10C的充電曲線。不同倍率放電測(cè)試方法電池單體充放電測(cè)試選定待測(cè)單體電池在動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)選定某一電池單體，記錄編號(hào)。調(diào)節(jié)萬用表將萬用表調(diào)整至合適檔位，連接在被測(cè)電池兩端，確保可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓。設(shè)置參數(shù)在動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)設(shè)置放電電流、初始SOC、放電終止電壓等參數(shù)，并記錄。放電過程以0.5C的電流放電至放電終止電壓，靜置2min，對(duì)放電過程中萬用表的顯示界面進(jìn)行錄整個(gè)像。放電結(jié)束根據(jù)錄像結(jié)果繪制放電過程中的電壓-時(shí)間曲線。重復(fù)步驟3～6分別測(cè)繪1C、5C、10C的放電曲線。電池單體充放電測(cè)試資料員查閱教學(xué)平臺(tái)說明書，讀取動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的基本信息，并告知組員。記錄員要正確繪制充放電曲線。完成電池單體充放電測(cè)試，繪制充放電曲線圖電池單體充放電測(cè)試電池單體充放電測(cè)試報(bào)告充放電的參數(shù)設(shè)置計(jì)劃。報(bào)告小組分工情況。報(bào)告任務(wù)目標(biāo)動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套高壓安全防護(hù)用品、彩色鉛筆、直尺教學(xué)平臺(tái)說明書電池單體充放電測(cè)試注意觸碰高壓時(shí)佩戴安全防護(hù)裝備。小心工具落地。注意作業(yè)時(shí)拉隔離欄。注意仔細(xì)查閱平臺(tái)說明書。進(jìn)行不同倍率的充放電實(shí)驗(yàn)。繪制時(shí)用彩色筆區(qū)別不同的曲線。電池單體充放電測(cè)試檢查參數(shù)設(shè)置是否正確檢查充放電過程萬用表顯示是否完全記錄檢查曲線繪制是否完整是否按照操作流程完成實(shí)驗(yàn)是否設(shè)置正確的充放電參數(shù)是否正確繪制充放電曲線繪制曲線和生成曲線對(duì)比誤差是否過大是否正確分析不同倍率下的充放電特性電池的充放電原理是什么？電池充放電特性的影響因素有哪些？電池充放電測(cè)試流程是什么？自信自立精益求精目標(biāo)明確回顧電池充放電操作方法分析電池充放電特性的影響因素預(yù)習(xí)下一個(gè)工作頁觀看下一個(gè)工作頁隨書數(shù)字資源任務(wù)三電池單體SOC估算《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪電池組裝車間小王去到比亞迪電池組裝車間進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，好奇的問道李師傅：“李師傅，電動(dòng)汽車儀表上的SOC是什么意思？和電池有什么關(guān)系呢？”李師傅回答道：“SOC反應(yīng)了電池的剩余電量狀況，與電池電壓存在對(duì)應(yīng)關(guān)系”。本任務(wù)將學(xué)習(xí)如何準(zhǔn)確規(guī)范地檢測(cè)電池單體電壓，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)電池SOC進(jìn)行粗略估算。電池單體SOC是什么？電池組裝工李師傅、參觀學(xué)習(xí)學(xué)生小王電池單體SOC是如何進(jìn)行估算的？能按照電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪方法，通過萬用表測(cè)量每一工步電池單體的電壓值，準(zhǔn)確繪制出OCV-SOC曲線。能按照SOC估算方法，利用繪制的電池單體OCV-SOC曲線，準(zhǔn)確估算電池當(dāng)前SOC。電池電壓相關(guān)參數(shù)（1）電動(dòng)勢(shì)：

電池正極與負(fù)極平衡電勢(shì)（平衡電位的差值），一般用E表示。電動(dòng)勢(shì)即電子運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，能夠克服導(dǎo)體電阻對(duì)電流的阻力，使電荷在閉合的導(dǎo)體回路中流動(dòng)的一種作用。這種作用來源于相應(yīng)的物理效應(yīng)或化學(xué)效應(yīng)，通常還伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，因?yàn)殡娏髟趯?dǎo)體中（超導(dǎo)體除外）流動(dòng)時(shí)要消耗能量，這個(gè)能量必須由產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的能源補(bǔ)償。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池電壓相關(guān)參數(shù)（2）開路電壓（OCV）：OCV指的是鋰電池在斷路條件，內(nèi)部無化學(xué)反應(yīng)時(shí)的端電壓，即外電路中沒有電流流過時(shí)，電池正、負(fù)兩極之間的電位差。一般情況下，電池的開路電壓小于它的電動(dòng)勢(shì)。由于電池內(nèi)部的極化效應(yīng)，鋰電池?cái)嚅_負(fù)載電路時(shí)，電池端電壓會(huì)逐漸降低。當(dāng)電池內(nèi)部無化學(xué)反應(yīng)，端電壓達(dá)到平衡，此時(shí)的端電壓值為OCV，理論上其值等于電動(dòng)勢(shì)。因此，OCV可作為SOC估計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。在電池工作過程中，如果實(shí)際工作電壓高于額定電壓過多，充電時(shí)正極的鋰離子將過度逃逸至負(fù)極，堆積的鋰離子不能及時(shí)嵌入負(fù)極活性材料中，在增加短路風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)還會(huì)破壞晶格結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，存在安全隱患；當(dāng)實(shí)際工作電壓長(zhǎng)時(shí)間低于電池設(shè)計(jì)的截止電壓時(shí)，電池負(fù)極的碳元素集流體在放電時(shí)可能出現(xiàn)分解，從而導(dǎo)致電池漏液。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池電壓相關(guān)參數(shù)（3）工作電壓：電池在工作狀態(tài)下（即電路中有電流流過時(shí)）電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。工作電壓又稱端電壓，是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流流過時(shí)電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。在電池放電工作狀態(tài)下，當(dāng)電流流過電池內(nèi)部時(shí)，需克服電池的內(nèi)阻所造成阻力，會(huì)造成歐姆壓降和電極極化，故工作電壓總是低于開路電壓，充電時(shí)則與之相反，端電壓總是高于開路電壓。即極化的結(jié)果使電池放電時(shí)端電壓低于電池的電動(dòng)勢(shì)，電池充電時(shí)，電池的端電壓高于電池的電動(dòng)勢(shì)。由于極化現(xiàn)象的存在，會(huì)導(dǎo)致電池在充放電過程中瞬時(shí)電壓與實(shí)際電壓會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。充電時(shí)，瞬時(shí)電壓略高于實(shí)際電壓，充電結(jié)束后極化消失，電壓回落；放電時(shí)，瞬時(shí)電壓略低于實(shí)際電壓，放電結(jié)束后極化消失，電壓回升。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪荷電狀態(tài)（SOC）定義（4）標(biāo)稱電壓：鋰電池荷電狀態(tài)也叫電池的SOC，全稱是StateofCharge，荷電狀態(tài)，也叫剩余電量，反應(yīng)電池的剩余電量狀況，是電池使用過程中的重要參數(shù)，代表的是鋰電池在一定放電倍率下，剩余容量與相同條件下額定容量的比值，常用百分?jǐn)?shù)表示，含義是剩余電量為0%~100%，當(dāng)SOC=0%時(shí)表示電池放電完全，當(dāng)SOC=100%時(shí)表示電池完全充滿，因此SOC的數(shù)值范圍為0≤SOC≤100%。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池單體OCV-SOC曲線（4）標(biāo)稱電壓：SOC-OCV曲線是我們電池在SOC標(biāo)定過程中非常重要的一條曲線，通常在電動(dòng)汽車運(yùn)行了一段時(shí)間后，在車輛靜置再啟動(dòng)前，BMS會(huì)調(diào)用這個(gè)曲線，對(duì)SOC值進(jìn)行一次矯正，并通過一定的算法和其他矯正系數(shù)得到一個(gè)SOC值的更新，因此這個(gè)曲線的準(zhǔn)確性尤為重要，直接關(guān)系到了SOC的精度。電池單體SOC與OCV存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即OCV-SOC曲線。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪（a）三元鋰電池（b）磷酸鐵鋰電池電池單體OCV-SOC曲線（4）標(biāo)稱電壓：電池單體SOC與OCV存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即OCV-SOC曲線。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪（c）鈦酸鋰電池電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪方法（1）選定某一電池單體，分別測(cè)量從0到100%之間不同SOC對(duì)應(yīng)的OCV值。使用萬用表檢測(cè)電池單體正負(fù)極端子之間的電壓值，檢測(cè)值稱為端電壓。電池單體不工作時(shí)，端電壓為開路電壓；電池工作時(shí)，端電壓為工作電壓。注意：電壓值的讀數(shù)需精確到mV級(jí)別。（2）根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，通過描點(diǎn)連線方式繪制所測(cè)電池單體的OCV-SOC曲線。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池單體電壓取點(diǎn)方法選定待測(cè)電池單體。在動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)選定某一電池單體，并設(shè)定電池種類。設(shè)置工步。根據(jù)鋰離子蓄電池的OCV-SOC曲線特性，在SOC較低和較高的區(qū)間設(shè)置較多的取點(diǎn)數(shù)，在中間段設(shè)置較少的取點(diǎn)數(shù)，如圖所示。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪OCV-SOC曲線測(cè)繪工步設(shè)置報(bào)數(shù)法任意指派一名學(xué)生開始從1-5依次報(bào)數(shù)報(bào)相同數(shù)目的同學(xué)為一組電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪資料員負(fù)責(zé)查閱動(dòng)力電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)使用說明書。小組討論設(shè)計(jì)電池單體電壓取點(diǎn)數(shù)。記錄員正確記錄每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓值。完成電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪匯報(bào)時(shí)闡述操作步驟報(bào)告小組分工情況報(bào)告小組工作目標(biāo)動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套維修手冊(cè)、動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)及使用說明書、萬用表、紙筆、直尺教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)說明書電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池放電時(shí)小心觸電。小心重物砸腳。小心頭部磕碰。在動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)設(shè)定電池種類。設(shè)置工步時(shí)，在SOC較低和較高區(qū)間設(shè)置較多取點(diǎn)數(shù)。在中間段設(shè)置較少取點(diǎn)數(shù)。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪開始試驗(yàn)，使用萬用表檢測(cè)每一工步電池單體的電壓值，并將結(jié)果記錄在表中。電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪SOCOCVSOCOCV0

4%

8%

12%

16%

20%

40%

60%

80%

84%

88&

92%

96%

100%

電池單體端電壓檢測(cè)記錄電池單體OCV-SOC曲線測(cè)繪電池單體OCV-SOC曲線繪制SOC估算的目的SOC（荷電狀態(tài)）簡(jiǎn)單的說就是電池還剩下多少電，SOC是BMS系統(tǒng)中最重要的參數(shù)，因?yàn)槠渌囕v相關(guān)設(shè)置均是以SOC為基礎(chǔ)的，所以它的精度和健壯性極其重要。SOC算法一直是鋰離子電池管理系統(tǒng)(BMS)開發(fā)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。電池單體SOC估算估算電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程。12有效提高電池利用效率，延長(zhǎng)使用壽命；高精度的SOC估算可以使鋰離子電池組發(fā)揮最大的效能。3保證電池的使用安全，有效降低所需要的電池成本。SOC估算方法電池單體SOC估算安時(shí)積分法開路電壓法卡爾曼濾波法電池模型法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法放電實(shí)驗(yàn)法SOC估算方法電池單體SOC估算（1）放電實(shí)驗(yàn)法原理：以恒定的電流使電池處于不間斷的放電狀態(tài)，當(dāng)放電到達(dá)截止電壓時(shí)對(duì)所放電量進(jìn)行計(jì)算。優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，估算精度也相對(duì)較高缺點(diǎn)：不可以帶負(fù)載測(cè)量，需要占用大量的測(cè)量時(shí)間，放電測(cè)量時(shí)，必須中斷電池之前進(jìn)行的工作，使電池置于脫機(jī)狀態(tài)，不能在線測(cè)量。SOC估算方法電池單體SOC估算（2）開路電壓法開路電壓法估算SOC是將電池充分靜置（一般需要1小時(shí)以上），使電池端電壓恢復(fù)至開路電壓，通過測(cè)量電池的開路電壓，通過OCV-SOC曲線估算電池當(dāng)前SOC值。SOC估算方法電池單體SOC估算（2）開路電壓法由于開路電壓法需要電池進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的靜置，而且有些電池存在電壓平臺(tái)，比如磷酸鐵鋰電池，在SOC30%～80%之間，OCV-SOC曲線近視為直線，導(dǎo)致SOC估算精度不夠，而且不適用于動(dòng)態(tài)估算。所以通常將開路電壓法與其他方法結(jié)合起來進(jìn)行SOC估算。SOC估算方法電池單體SOC估算（2）開路電壓法優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單，只需測(cè)量開路電壓值對(duì)照特性曲線圖即可獲得荷電狀態(tài)值。缺點(diǎn)①電池須經(jīng)過長(zhǎng)期靜置，但電動(dòng)汽車啟動(dòng)頻繁，開路電壓短時(shí)間內(nèi)很難穩(wěn)定；②電池存在電壓平臺(tái)，特別是磷酸鐵鋰電池，在SOC30%-80%期間，端電壓和SOC曲線近似為直線；③電池處于不同溫度或不同壽命時(shí)期，盡管開路電壓一樣，但實(shí)際上的SOC差別可能較大。SOC估算方法電池單體SOC估算（3）安時(shí)積分法安時(shí)積分法是在初始時(shí)刻SOC的基礎(chǔ)上估算電池當(dāng)前的SOC。通過計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)充放電電流和對(duì)應(yīng)時(shí)間的積分，從而計(jì)算變化電量的百分比，最終求出初始SOC和變化的SOC之間的差值，即當(dāng)前時(shí)刻的SOC。

SOC估算方法電池單體SOC估算（3）安時(shí)積分法安時(shí)積分法在估算過程中只需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電流，然后通過計(jì)算得出SOC。由于安時(shí)積分存在誤差，而且隨著時(shí)間的增加，累計(jì)誤差會(huì)越來越大，所以單獨(dú)采用安時(shí)積分法對(duì)電池SOC進(jìn)行估算不能取得較高的精度。

SOC估算方法電池單體SOC估算（3）安時(shí)積分法實(shí)時(shí)測(cè)量電池包主回路電流，并將其對(duì)時(shí)間積分，充電為負(fù)放電為正。放電過程，用初始電量減去積分結(jié)果，得到當(dāng)前電量;充電過程，用初始電量加上積分結(jié)果，得到當(dāng)前電量。安時(shí)積分法的一個(gè)問題是，初始電量的判斷，無法直接得到。另外，由于系統(tǒng)電流的波動(dòng)性很大，而電流采樣是間隔一定時(shí)間進(jìn)行一次，使得采樣值與一段時(shí)間的平均值并不一定近似，長(zhǎng)時(shí)間累積下來，造成比較明顯的誤差，并且誤差不是安時(shí)積分法自己能夠消除的。因此，安時(shí)積分的實(shí)際應(yīng)用必須與其他方法相結(jié)合，解決初值和累積誤差的問題。SOC估算方法電池單體SOC估算（3）安時(shí)積分法該估算方法存在著誤差，主要來源于三個(gè)方面：①電流采樣造成誤差：采樣精度、采樣間隔。②電池容量變化造成誤差：溫度變化、電池老化、充放電倍率不同、電池自放電。③SOC：初始SOC估算困難、最終SOC過程取舍誤差。安時(shí)積分法只單純從外部記錄進(jìn)出電池的電量，但忽略了電池內(nèi)部狀態(tài)的變化。同時(shí)電流測(cè)量不準(zhǔn)，造成SOC計(jì)算誤差會(huì)不斷累積，需要定期不斷校準(zhǔn)。SOC估算方法電池單體SOC估算（4）卡爾曼濾波法卡爾曼濾波算法是利用時(shí)域狀態(tài)空間理論的一種最小方差估計(jì)，屬于統(tǒng)計(jì)估計(jì)的范疇，宏觀上就是盡可能減小和消除噪聲對(duì)觀測(cè)信號(hào)的影響，其核心是最優(yōu)估計(jì)，即系統(tǒng)的輸入量在預(yù)估基礎(chǔ)上對(duì)狀態(tài)變量進(jìn)行的有效修正。A將噪聲與信號(hào)的狀態(tài)空間模型作為算法模型，在測(cè)量時(shí)，應(yīng)用當(dāng)前時(shí)刻的觀測(cè)值與上一時(shí)刻的估計(jì)值，對(duì)狀態(tài)變量的估算進(jìn)行更新。原理C對(duì)電池模型的準(zhǔn)確程度依賴較大，為了提高該算法預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度，需要建立可靠的電池模型。算法相對(duì)比較復(fù)雜，其計(jì)算量也相對(duì)較大，對(duì)運(yùn)算器的性能有較高要求。缺點(diǎn)B適合計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算處理，應(yīng)用范圍廣，可以用于非線性系統(tǒng)，對(duì)行駛過程中電動(dòng)汽車的荷電狀態(tài)預(yù)測(cè)具有較好的效果。優(yōu)點(diǎn)D廣泛應(yīng)用于航天、通信、導(dǎo)航、控制、圖像處理等領(lǐng)域。對(duì)于動(dòng)力電池采用卡爾曼濾波進(jìn)行SOC估算，是當(dāng)前非常主流的一個(gè)方向。應(yīng)用SOC估算方法電池單體SOC估算（5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是模擬人腦及神經(jīng)元來處理非線性系統(tǒng)的新型算法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目的是模仿人類的智能行為，通過并行結(jié)構(gòu)與自身較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力獲得數(shù)據(jù)表達(dá)的能力，能夠在外部激勵(lì)存在時(shí)給出相應(yīng)的輸出響應(yīng)，并使具有良好的非線性映射能力。無需深入研究電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需提前從電池中提取出符合工作特性的輸入與輸出樣本，并將其輸入到建立系統(tǒng)中，就能獲得運(yùn)行中的SOC值。SOC估算方法電池單體SOC估算（5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法應(yīng)用于鋰電池荷電狀態(tài)檢測(cè)的原理是：將大量相對(duì)應(yīng)的電壓、電流等外部數(shù)據(jù)以及電池的荷電狀態(tài)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身學(xué)習(xí)過程中輸入信息的正向傳播和誤差傳遞的反向傳播反復(fù)進(jìn)行訓(xùn)練和修改，在預(yù)測(cè)的荷電狀態(tài)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的誤差范圍內(nèi)時(shí)，通過輸入新的數(shù)據(jù)來得到電池的荷電狀態(tài)預(yù)測(cè)值。SOC估算方法電池單體SOC估算（5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法估算SOC后期處理相對(duì)簡(jiǎn)單，即能有效避免卡曼濾波法中需要將電池模型作線性化處理后帶來的誤差，又能實(shí)時(shí)地獲取電池的動(dòng)態(tài)參數(shù)。但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法需要大樣本數(shù)據(jù)，樣本對(duì)訓(xùn)練結(jié)果有重大影響，需要篩選合適樣本，取樣工作量大。SOC估算方法電池單體SOC估算（5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力電池SOC估算方法，以三元軟包電池作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過對(duì)電池電壓、電流、內(nèi)阻及溫度的數(shù)據(jù)采集，獲得海量數(shù)據(jù)。在實(shí)際使用過程中，隨著電池包工作循環(huán)次數(shù)的增加，BMS內(nèi)部的均衡模塊會(huì)對(duì)各單體間的差異進(jìn)行均衡，最大限度地消除不一致性。但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法需要大樣本數(shù)據(jù)，樣本對(duì)訓(xùn)練結(jié)果有重大影響，需要篩選合適樣本，取樣工作量大。實(shí)驗(yàn)中，為盡可能降低單體不一致性對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的影響，選用最新成組并通過質(zhì)量測(cè)試的電池包，此時(shí)的單體不一致性最小，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集影響、采集誤差也最小。建立電池的等效電路模型，考慮電池極化、充放電倍率及溫度的影響對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。數(shù)據(jù)修正后用于網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練，并驗(yàn)證了模型的可行性。SOC估算方法電池單體SOC估算（5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法基于MATLAB平臺(tái)建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將模型用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)此類系統(tǒng)預(yù)測(cè)的精確度高低依賴于數(shù)據(jù)量基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的缺乏將大大降低預(yù)測(cè)的精度。試驗(yàn)收集到整個(gè)電池包完整的充放電循環(huán)數(shù)據(jù)用于函數(shù)擬合，海量的數(shù)據(jù)提高了函數(shù)擬合的精確度，增強(qiáng)了訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將直接應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的仿真。通過函數(shù)擬合實(shí)現(xiàn)了SOC的估算。最后，通過對(duì)比SOC的預(yù)測(cè)值與實(shí)際測(cè)量值，最終證明建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)SOC估算的有效性?；貧w圖性能圖SOC估算方法電池單體SOC估算（5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法基于MATLAB平臺(tái)建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將模型用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)此類系統(tǒng)預(yù)測(cè)的精確度高低依賴于數(shù)據(jù)量基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的缺乏將大大降低預(yù)測(cè)的精度。試驗(yàn)收集到整個(gè)電池包完整的充放電循環(huán)數(shù)據(jù)用于函數(shù)擬合，海量的數(shù)據(jù)提高了函數(shù)擬合的精確度，增強(qiáng)了訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將直接應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的仿真。通過函數(shù)擬合實(shí)現(xiàn)了SOC的估算。最后，通過對(duì)比SOC的預(yù)測(cè)值與實(shí)際測(cè)量值，最終證明建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)SOC估算的有效性。SOC仿真曲線SOC誤差曲線SOC估算方法電池單體SOC估算結(jié)論②通過分析電池老化及建立等效電路模型，建立修正公式對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，可以有效提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性；①采用整包電池組實(shí)驗(yàn)采集到龐大的數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)量直接影響函數(shù)的擬合性能，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的提高可以有效提高估算結(jié)果的有效性；③提高精度的同時(shí)結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理龐大數(shù)據(jù)量的可靠性能實(shí)現(xiàn)函數(shù)擬合，應(yīng)用于SOC的估算，相比于當(dāng)下研究較熱的白箱模型和灰色模型估算剩余電量，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模型復(fù)雜程度低、可高效處理大量數(shù)據(jù)的前提下保證了估算結(jié)果的準(zhǔn)確性及可靠性。動(dòng)力電池SOC估算方法缺陷電池組一致性問題是電池組使用期間的最常見問題，也是最難以解決的技術(shù)難題，對(duì)于電動(dòng)汽車而言，非常影響車輛的實(shí)際充放電電量和汽車的續(xù)航里程，情況嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生熱失控故障并引發(fā)車輛自燃，車載BMS的SOC估算準(zhǔn)確度往往都是建立在電池組一致性良好的情況下，電池組一致性問題的存在將徹底擾亂SOC估算準(zhǔn)確性。電池單體SOC估算動(dòng)力電池SOC估算方法缺陷在BMS中，SOC(電池荷電狀態(tài))、SOP(電池能源狀態(tài))、SOH(電池健康狀態(tài))都是非常重要的管理指標(biāo)，直接關(guān)系到BMS的管理質(zhì)量和成敗，特別是實(shí)時(shí)SOC值，匹配一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的預(yù)估行駛里程，它是使用者在實(shí)際使用中判斷電池系統(tǒng)狀態(tài)的依據(jù)，直接影響出行計(jì)劃的安排和實(shí)施。電池單體SOC估算動(dòng)力電池SOC估算方法缺陷在上述各種估算方法中，都是建立在電池組一致性良好的條件下，均存在一個(gè)嚴(yán)重缺陷，那就是如果電池組發(fā)生了一致性問題，特別是一致性問題突出的情況下，SOC估算就會(huì)產(chǎn)生非常大的估算誤差，給使用者帶來誤導(dǎo)甚至引發(fā)事故。例如，電動(dòng)汽車出發(fā)前顯示可行駛里程遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于駕駛者的實(shí)際路程，但行駛途中卻突然急速掉電，甚至突然沒電，半路拋錨，如果是在高速公路上行駛，非常容易發(fā)生被追尾事件。電池單體SOC估算影響SOC估算的因素鋰離子動(dòng)力電池組的實(shí)時(shí)SOC是一個(gè)變量，無法直接測(cè)量，不能通過傳感器件直接測(cè)量得到，在工作時(shí)會(huì)受到外部環(huán)境多方面因素的影響。包括溫度、放電電流、放電倍率、內(nèi)阻、自放電率、衰減程度等等。在上述因素中，影響最大的因素是電池組的衰減程度，衰減程度直接影響和決定了電池組的SOC估算值和可用范圍，衰減程度只是外在表現(xiàn)，實(shí)際是由于一致性問題引起的。電池單體SOC估算電池不一致影響SOC估算的因素電池組的SOC值取決于電池組中容量最小、即衰減程度最嚴(yán)重的單元電池，即類似于“木桶原理”中的最短木板，其它電池即使未發(fā)生容量的衰減，超過衰減電池容量的部分也是無法得到利用的，不僅影響實(shí)際續(xù)航時(shí)間，還白白浪費(fèi)寶貴的容量。電池單體SOC估算串衰減鋰電池組容量分布示意圖電池單體SOC估算資料員查閱教學(xué)平臺(tái)說明書，讀取動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的基本信息，并告知組員。記錄員要正確記錄實(shí)測(cè)值。完成電池單體SOC估算電池單體SOC估算電池單體SOC估算報(bào)告如何判斷電池種類。報(bào)告小組分工情況。報(bào)告任務(wù)目標(biāo)動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套萬用表教學(xué)平臺(tái)說明書電池單體SOC估算注意正確判斷電池種類。小心工具落地。注意作業(yè)時(shí)拉隔離欄。注意仔細(xì)查閱平臺(tái)說明書。正確記錄電池單體SOC與當(dāng)前電池單體OCV數(shù)值。用開路電壓法進(jìn)行SOC估算電池單體SOC估算電池單體SOC估算OCV實(shí)測(cè)值SOC估算值OCV實(shí)測(cè)值SOC估算值

電池單體SOC估算檢查電池種類判斷是否正確檢查SOC對(duì)應(yīng)的OCV記錄是否正確檢查曲線繪制是否完整是否按照操作流程完成實(shí)驗(yàn)是否設(shè)置正確的平臺(tái)參數(shù)是否正確繪制充放電曲線根據(jù)繪制曲線估算的SOC誤差是否過大結(jié)果記錄是否完整電池單體SOC估算的方法有哪些？開路電壓法的操作步驟是什么？SOC估算的目的和意義是什么？精益求精自信自立目標(biāo)明確回顧電池單體SOC估算方法總結(jié)開路電壓法的注意事項(xiàng)預(yù)習(xí)下一個(gè)工作頁觀看下一個(gè)工作頁隨書數(shù)字資源任務(wù)四電池電性能測(cè)試《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪電池檢驗(yàn)車間小王到了比亞迪電池檢驗(yàn)車間參觀學(xué)習(xí)，好奇的問道劉師傅：“劉師傅，電池產(chǎn)品在出廠檢驗(yàn)時(shí)需進(jìn)行測(cè)試，那么，測(cè)試都包括哪些內(nèi)容，測(cè)試方式是什么？”本任務(wù)跟隨劉師傅對(duì)這些問題逐一進(jìn)行學(xué)習(xí)。電池出廠前是如何進(jìn)行測(cè)試的？電池檢驗(yàn)員劉師傅、參觀學(xué)習(xí)學(xué)生小王電池測(cè)試包括哪些內(nèi)容？能按照電池單體性能測(cè)試內(nèi)容與步驟，使用充放電設(shè)備、內(nèi)阻測(cè)試儀等工具，規(guī)范完成電池單體各項(xiàng)電性能測(cè)試作業(yè)。能按照電池模塊性能測(cè)試內(nèi)容與步驟，使用充放電設(shè)備、教學(xué)平臺(tái)等設(shè)備，規(guī)范完成電池模塊各項(xiàng)電性能測(cè)試作業(yè)。動(dòng)力蓄電池性能要求電動(dòng)汽車的性能要求包括續(xù)駛里程、環(huán)境適用性、加速爬坡性能、使用安全、經(jīng)濟(jì)性、使用便捷性、回收利用等方面，而動(dòng)力蓄電池作為電動(dòng)汽車的核心部件，其性能的好壞直接影響到車輛續(xù)航里程和動(dòng)力性。2018年，工業(yè)和信息化部會(huì)同科技部、生態(tài)環(huán)境部、交通運(yùn)輸部、商務(wù)部、市場(chǎng)監(jiān)管總局、能源局發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，構(gòu)建回收利用管理機(jī)制，推動(dòng)建立回收利用體系，動(dòng)力蓄電池回收就要進(jìn)行性能測(cè)試。電池單體性能測(cè)試術(shù)語和定義（1）電池能量電池能量是指電池在一定放電條件下對(duì)外做功所能輸出的電能，單位通常為瓦時(shí)（W·h）。電池單體性能測(cè)試?yán)碚撃芰浚杭僭O(shè)電池在放電過程中始終處于平衡狀態(tài)，其放電電壓保持電動(dòng)勢(shì)（E）的數(shù)值，并且放電容量為理論容量，則在此條件下電池輸出的能量為理論能量，用W0表示，W0=C0E。12實(shí)際能量：實(shí)際能量是指電池放電時(shí)實(shí)際輸出的能量，用W表示。它在數(shù)值上等于電池實(shí)際放電電壓、放電電流與放電時(shí)間的積分。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常用電池實(shí)際容量（C）與電池放電平均工作電壓（Uav）的乘積來對(duì)實(shí)際能量進(jìn)行估算，即W=CUav。3比能量：比能量是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所放出的能量，相應(yīng)的稱為質(zhì)量比能量或體積比能量，也稱為質(zhì)量能量密度或體積能量密度，常用W＇表示，單位為W·h/kg或W·h/L。術(shù)語和定義（2）電池功率電池功率是指在一定放電制度下，單位時(shí)間內(nèi)電池輸出的能量，用符號(hào)P表示，單位為瓦（W）或千瓦（kW）。功率密度（比功率）是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所輸出的功率，相應(yīng)的稱為質(zhì)量功率密度或體積功率密度。功率密度的大小，表示電池所能承受的工作電流的大小。電池的功率密度大，表示它可以承受大電流放電。功率密度是評(píng)價(jià)動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)是否滿足電動(dòng)汽車加速、爬坡能力和制動(dòng)能量回收能力的重要指標(biāo)。電池單體性能測(cè)試術(shù)語和定義（3）電池內(nèi)阻電池內(nèi)阻是指電流通過電池內(nèi)部時(shí)所受到的阻力，它包括歐姆內(nèi)阻和電極在電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化引起的電阻兩部分。歐姆內(nèi)阻（RΩ）和極化內(nèi)阻（Rf）之和稱為電池的全內(nèi)阻（Ri）。電池單體性能測(cè)試極化電阻化學(xué)電源的正負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)引起的內(nèi)阻。是電化學(xué)極化和濃差極化所引起的電阻之和由電極材料、電解液、隔膜的電阻及各部分零件的接觸電阻組成歐姆內(nèi)阻術(shù)語和定義（4）電池的自放電特性自放電是指電池開路時(shí)，在一定條件下（如溫度、濕度等）電池內(nèi)部自發(fā)的或不期望的化學(xué)反應(yīng)造成可用容量自行下降的現(xiàn)象。自放電的產(chǎn)生主要是由于電極在電解液中處于熱力學(xué)的不穩(wěn)定性，電池的兩個(gè)電極各自發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。電池單體性能測(cè)試術(shù)語和定義（5）自放電率自放電率是指電池在存放時(shí)間內(nèi)，在沒有負(fù)荷的條件下自身放電，使得電池的容量損失的速度。自放電率用單位時(shí)間內(nèi)電池容量降低的百分?jǐn)?shù)表示，即電池單體性能測(cè)試

式中：C前——貯存前電池的容量；C后——貯存后電池的容量；T——貯存時(shí)間，常用天、月、年表示。術(shù)語和定義（6）容量恢復(fù)能力完全充電的蓄電池在一定溫度下儲(chǔ)存一定時(shí)間后,再完全充電,其后放電容量與初始容量之比。鋰離子蓄電池模塊試驗(yàn)時(shí),其室溫及高溫荷電保持率應(yīng)不低于初始容量的85%,容量恢復(fù)應(yīng)不低于初始容量的90%。金屬氫化物鎳蓄電池模塊試驗(yàn)時(shí)，其室溫荷電保持率應(yīng)不低于初始容量的85%，高溫荷電保持率應(yīng)不低于初始容量的70%，容量恢復(fù)應(yīng)不低于初始容量的95%。電池單體性能測(cè)試術(shù)語和定義（7）荷電保持能力電池在開路狀態(tài)下，電池所儲(chǔ)存的電量在一定條件下的保持能力。電池單體性能測(cè)試術(shù)語和定義（8）電池的儲(chǔ)存性能電池在一定條件下儲(chǔ)存一定時(shí)間后主要性能參數(shù)的變化，包括容量的下降、外觀情況和有無變形或滲液情況。電池單體性能測(cè)試電性能與影響因素動(dòng)力蓄電池的電性能主要體現(xiàn)在電池的容量、內(nèi)阻等特性參數(shù)上，電池內(nèi)部活性物質(zhì)額缺失是電池老化的主要原因，隨著電池老化，其性能也會(huì)隨之衰退，動(dòng)力蓄電池的容量和內(nèi)阻等特性參數(shù)也會(huì)產(chǎn)生變化。對(duì)于同一塊動(dòng)力蓄電池，不同的測(cè)試條件，電池的性能參數(shù)也不同。電池單體性能測(cè)試放電性能要求A儲(chǔ)存性能要求B電性能與影響因素從測(cè)試內(nèi)容而言，主要是針對(duì)不同工況下電池的容量和內(nèi)阻等參數(shù)測(cè)量。電池單體性能測(cè)試電池的充電性能主要是測(cè)試電池在一定測(cè)試條件下的充電能力，但是由于不同充電樁廠家以及不同汽車廠商之間的充電效率不同，很難測(cè)試其充電容量，所以充電性能主要是規(guī)范充電條件。A電池放電性能測(cè)試主要測(cè)試電池在不同的測(cè)試條件下，其放電容量，內(nèi)阻等特性參數(shù)；電池儲(chǔ)存性能測(cè)試針對(duì)電池模塊及更高級(jí)別的電池儲(chǔ)存能力，測(cè)試其儲(chǔ)存電池容量的能力。B電性能與影響因素影響電池單體的性能參數(shù)的影響因素（1）溫度溫度對(duì)動(dòng)力電池的特性的影響較大，實(shí)際使用過程中，溫度對(duì)電池的影響直接體現(xiàn)在電池的內(nèi)阻和電池的實(shí)際容量上。不同溫度的測(cè)試環(huán)境下（-10℃、0℃、25℃和40℃），以某款27A·h額定容量的動(dòng)力蓄電池為例，進(jìn)行不同溫度測(cè)試環(huán)境下的放電容量測(cè)試，其充電電流大小為27A，測(cè)試得到的結(jié)果如圖所示。電池單體性能測(cè)試不同溫度下的放電容量不同溫度下的歐姆內(nèi)阻電性能與影響因素影響電池單體的性能參數(shù)的影響因素（1）溫度從右圖可見，在一定的溫度范圍內(nèi)，動(dòng)力蓄電池的容量隨溫度的升高而上升，-10℃和40℃下的放電容量相差最高達(dá)4.65A·h，約占額定容量的17.2%。在不同溫度下放電過程中，溫度會(huì)影響電池材料的活性從而影響電池的電性能，直接表現(xiàn)在電池的內(nèi)阻和端電壓上，高溫時(shí)放電過程端電壓比低溫高，高溫下電池的內(nèi)阻會(huì)明顯降低，-10℃和40℃的內(nèi)阻更是相差3倍左右，且其極化內(nèi)阻的變化更加明顯。電池單體性能測(cè)試不同溫度下的放電容量電性能與影響因素影響電池單體的性能參數(shù)的影響因素（2）充放電倍率電池的充放電倍率是指電池在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放出其額定容量時(shí)所需要的電流值，它在數(shù)據(jù)值上等于電池額定容量的倍數(shù)，通常以字母C表示，其計(jì)算公式為：電池單體性能測(cè)試

電性能與影響因素影響電池單體的性能參數(shù)的影響因素（2）充放電倍率右圖為25℃時(shí)，新電池和老化電池在不同的放電倍率下其實(shí)際的放電容量。25℃時(shí)不同倍率放電條件下，相較于新電池，老化電池的放電容量降低。從圖中可以看出，老化電池放電容量受充放電倍率影響更大，2C放電時(shí)老化電池放電容量為0.2C放電時(shí)的82%新電池2CG放電容量為0.2C放電容量的95.6%。電池單體性能測(cè)試不同倍率放電容量電性能與影響因素影響電池單體的性能參數(shù)的影響因素（2）充放電倍率右圖是新電池和老化電池在不同的放電倍率下其電池表面的溫度上升值（溫升數(shù)值）。25℃時(shí)不同倍率放電條件下，兩種電地在不同放電倍率下工作時(shí)外表面的溫升對(duì)比可以看出，在相同放電倍率放電時(shí)，老化電池的溫升數(shù)值更大，,老化電池1C放電時(shí)溫升達(dá)到5.3℃C，2C放電達(dá)到10.8℃。老化電池在1C與2C放電倍率使用時(shí)，放電容量較低，且溫升較大，電池老化后歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻的增加是產(chǎn)熱量增加的主要原因。電池單體性能測(cè)試不同倍率溫升數(shù)值電性能測(cè)試內(nèi)容電池電性能測(cè)試通過特定的測(cè)試設(shè)備加載特定的測(cè)試程序，可以獲得動(dòng)力電池在不同狀態(tài)下的電壓、容量、內(nèi)阻、功率等參數(shù)，就當(dāng)前對(duì)動(dòng)力蓄電池的使用要求而言，主要測(cè)試動(dòng)力蓄電池在不同環(huán)境下的充放電性能、荷電能力等。不同的測(cè)試條件下，電池的電性能參數(shù)受到試環(huán)境的影響（溫度和倍率是其主要影響因素）其電池容量、內(nèi)阻也不同，為了對(duì)電池的性能進(jìn)行測(cè)試，需要規(guī)范其測(cè)試條件。電池單體性能測(cè)試電池單體和電池模塊測(cè)試內(nèi)容測(cè)試內(nèi)容電池單體電池模塊充電性能室溫倍率充電性能

√放電性能室溫放電性能√√室溫倍率放電性能

√低溫放電性能

√高溫放電性能

√內(nèi)阻√

儲(chǔ)存性能荷電保持與容量恢復(fù)能力

√儲(chǔ)存性能

√電性能測(cè)試內(nèi)容（1）單體電池標(biāo)準(zhǔn)充電方法：室溫下，以1I1（A）電流放電至放電終止電壓，擱置1h，然后以1I1（A）電流恒流充電至充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05I1（A）時(shí)停止充電，充電后擱置1h。電池單體性能測(cè)試電性能測(cè)試內(nèi)容（2）電池模塊標(biāo)準(zhǔn)充電方法：室溫下,蓄電池模塊先以1I1(A)電流放電至任一單體蓄電池電壓達(dá)到放電終止電壓。擱置1h(或企業(yè)提供的不高于1h的擱置時(shí)間),然后按企業(yè)提供的充電方法進(jìn)行充電。若企業(yè)未提供充電方法,則依據(jù)以下方法充電：

a）對(duì)于鋰離子蓄電池,以1I1（A）電流恒流充電至企業(yè)技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電,至充電電流降至0.05I1（A）時(shí)停止充電,若充電過程中有單體蓄電池電壓超過充電終止電壓0.1V時(shí)則停止充電。充電后擱置1h（或企業(yè)提供的不高于1h的擱置時(shí)間）。b）對(duì)于金屬氫化物鎳蓄電池,以1I1（A）電流恒流充電1h,然后再以0.2I1充電1h,充電后靜置1h(或企業(yè)提供的不高于1h的靜置時(shí)間。電池單體性能測(cè)試電池單體室溫放電性能（1）性能要求電池單體室溫放電容量不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時(shí)所有測(cè)試對(duì)象的室溫放電容量極差不大于平均值的5%。（2）電池單體室溫放電容量測(cè)試步驟①按照標(biāo)準(zhǔn)充電方法對(duì)電池單體充電；②室溫下，電池單體以1I1（A）電流放電至放電終止電壓；③計(jì)量放電容量；重復(fù)步驟①～③5次，取平均值。當(dāng)連續(xù)3次試驗(yàn)結(jié)果的極差小于額定容量的3%，可提前結(jié)束試驗(yàn)，取最后3次試驗(yàn)結(jié)果的平均值。電池單體性能測(cè)試單體電池測(cè)試電池單體內(nèi)阻測(cè)試（1）性能要求采用先交流后直流的方法測(cè)試電池單體的內(nèi)阻，測(cè)試過程中不需要對(duì)電池進(jìn)行充電和放電。電池單體極化內(nèi)阻應(yīng)不大于企業(yè)提供的Rac的值，歐姆內(nèi)阻不大于企業(yè)提供的Rdc的值。（2）極化內(nèi)阻測(cè)量方法對(duì)電池單體施加1～5s的電流為Ia，頻率為1.0KHz±0.1Hz的交流電，測(cè)量交流電壓Ua，計(jì)算極化內(nèi)阻Rac。Rac=Ua/Ia（Ω）式中：Ua——交流電壓有效值，單位為（V）；Ia——交流電流有效值，單位為（V）。注：交流電流的峰值應(yīng)不小于20mV。圖4-6測(cè)試設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)高頻率的電流控制，電池單體性能測(cè)試電池單體內(nèi)阻測(cè)試（3）歐姆內(nèi)阻測(cè)量方法電池單體以0.2I1（A）電流恒流放電，10s后測(cè)量并記錄放電電壓U1；然后瞬間提升放電電流至1I1（A），1s后測(cè)量并記錄放電電壓U2；計(jì)算電池單體的歐姆內(nèi)阻Rdc。電池單體性能測(cè)試式中：I1——1h率放電電流，單位為（A）。注：目前測(cè)量電池極化內(nèi)阻和歐姆內(nèi)阻只能通過專用的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，圖4-6設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池內(nèi)阻的測(cè)量。報(bào)數(shù)法任意指派一名學(xué)生開始從1-5依次報(bào)數(shù)報(bào)相同數(shù)目的同學(xué)為一組電池單體性能測(cè)試電池單體性能測(cè)試資料員負(fù)責(zé)查閱維修手冊(cè)和動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)使用說明書。操作員正確完成電池單體的充放電操作。記錄員完成記錄充放電過程。完成單體電池室溫放電性能測(cè)試和內(nèi)阻測(cè)試電池單體性能測(cè)試電池單體性能測(cè)試匯報(bào)時(shí)闡述操作步驟報(bào)告小組分工情況報(bào)告小組工作目標(biāo)有動(dòng)力蓄電池檢測(cè)教學(xué)平臺(tái)的場(chǎng)地絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套蓄電池充放電設(shè)備、蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀、萬用表教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)說明書電池單體性能測(cè)試電池充放電時(shí)注意安全。檢查線纜連接無誤后再充放電。小心重物砸腳。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)充電流程進(jìn)行充電。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)放電流程進(jìn)行放電。全程監(jiān)督充放電過程。電池單體性能測(cè)試電池單體性能測(cè)試電池單體室溫放電性能測(cè)試步驟及操作記錄序號(hào)步驟內(nèi)容工具操作記錄1放電以1I1（A）電流放電，至放電終止電壓時(shí)停止蓄電池充放電設(shè)備萬用表放電電流

放電終止電壓

2擱置--時(shí)長(zhǎng)

3充電（1）1I1（A）電流恒流充電至充電終止電壓（2）轉(zhuǎn)恒壓充電（3）充電電流降至0.05I1（A）時(shí)停止充電蓄電池充放電設(shè)備萬用表充電電流

充電終止電壓

4擱置--時(shí)長(zhǎng)

5放電以1I1（A）電流放電，至放電終止電壓時(shí)停止蓄電池充放電設(shè)備萬用表放電電流

放電終止電壓

電池單體性能測(cè)試電池單體室溫放電性能測(cè)試步驟及操作記錄序號(hào)步驟內(nèi)容工具操作記錄6擱置--時(shí)長(zhǎng)

7計(jì)算（1）記錄室溫放電容量（2）根據(jù)公式計(jì)算放電比能量-室溫放電容量

放電比能量

8第一次重復(fù)重復(fù)步驟3～6，計(jì)算室溫放電容量和放電比能量蓄電池充放電設(shè)備萬用表室溫放電容量

放電比能量

9第二次重復(fù)重復(fù)步驟3～6，計(jì)算室溫放電容量和放電比能量，判斷是否停止試驗(yàn)蓄電池充放電設(shè)備萬用表室溫放電容量

放電比能量

是否停止試驗(yàn)是□否□10第三次重復(fù)重復(fù)步驟3～6，計(jì)算室溫放電容量和放電比能量，判斷是否停止試驗(yàn)蓄電池充放電設(shè)備萬用表室溫放電容量

放電比能量

是否停止試驗(yàn)是□否□11第四次重復(fù)重復(fù)步驟3～6，計(jì)算室溫放電容量和放電比能量蓄電池充放電設(shè)備萬用表室溫放電容量

放電比能量

12結(jié)果判定（1）統(tǒng)計(jì)每次試驗(yàn)結(jié)果，取平均值（2）判斷所測(cè)電池單體是否符合標(biāo)準(zhǔn)-是否符合標(biāo)準(zhǔn)合格□不合格□判斷標(biāo)準(zhǔn)

電池單體性能測(cè)試電池單體內(nèi)阻測(cè)試記錄序號(hào)內(nèi)容工具操作記錄結(jié)果判定1極化內(nèi)阻蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀、萬用表Iac

合格□不合格□Uac

Rac

企業(yè)提供的極化內(nèi)阻

電池單體性能測(cè)試電池單體內(nèi)阻測(cè)試記錄序號(hào)內(nèi)容工具操作記錄結(jié)果判定2歐姆內(nèi)阻蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀、萬用表I1

合格□不合格□U1

U2

Rdc

企業(yè)提供的歐姆內(nèi)阻電池單體與電池模塊性能區(qū)別動(dòng)力蓄電池單體初始容量、電壓、內(nèi)阻和衰減特性等參數(shù)存在差異性，成模塊使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生不均衡初象，影響電池模塊的使用效率和壽命，甚至引發(fā)安全事故。對(duì)動(dòng)力蓄電池模塊而言，由于電的單體并聯(lián)，工作環(huán)境復(fù)雜，電池模塊之間會(huì)產(chǎn)生不一致問題，各個(gè)單體蓄電池之間隨著電池的使用，其電性能參數(shù)的不一致性也會(huì)隨之提高。電池模塊性能測(cè)試電池單體與電池模塊性能區(qū)別針對(duì)電池模塊而言，各個(gè)電池單體之間的內(nèi)阻不盡相同，在實(shí)際使用過程中，單體電池之間的內(nèi)阻還存在耦合關(guān)系，很難直接通過測(cè)試判定電池模塊的內(nèi)阻，所以單體級(jí)別電池的內(nèi)阻測(cè)試不再適用于電池模塊，在電池模塊中暫不對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。電池模塊性能測(cè)試電池單體與電池模塊性能區(qū)別相比于電池單體而言，電池模塊由于單體之間的不一致性和相互之間復(fù)雜耦合關(guān)系，隨著電池老化，其不同溫度下的放電能力和不同放電倍率下的放電能力都會(huì)下降的更加劇烈，所以電池模塊電性能測(cè)試中引入不同溫度及不同倍率下的放電容量測(cè)試。為了防止電池模塊由于電池單體的不一致性，局部短路等對(duì)電池模塊產(chǎn)生的影響，電池模塊電性能測(cè)試在單體測(cè)試的基礎(chǔ)上引入了荷電保持與容量恢復(fù)能力測(cè)試和儲(chǔ)存性能測(cè)試以確保電池模塊的電性能。電池模塊性能測(cè)試室溫倍率充電性能（1）性能要求模塊在室溫倍率充電后，放電容量不低于初始容量的80%。（2）電池模塊室溫倍率充電性能測(cè)試步驟①室溫下，電池模塊以1I1（A）電流放電至任一電池單體達(dá)到放電終止電壓；②擱置1h；③室溫下，電池模塊以2I1（A）電流充電至任一電池單體達(dá)到充電終止電壓，并且總充電時(shí)間不超過30min（注：充電電流最大不超過400A）；④擱置1h；⑤室溫下，電池模塊以1I1（A）電流放電至任一電池單體達(dá)到放電終止電壓；⑥計(jì)量放電容量。電池模塊性能測(cè)試電池模塊測(cè)試室溫放電性能（1）性能要求電池模塊室溫放電容量不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時(shí)所有測(cè)試對(duì)象的室溫放電容量極差不大于平均值的7%。（2）電池模