新能源汽车锂离子动力电池充放电特性

锂离子动力电池的充放电特性

热度：Loading...日期:15-08-21, 10:17 AM 来源:

锂离子电池充电从安全、可靠及兼顾充电效率等方面考虑，通常采用两段式充电方法。第1阶段为恒流限压，第2阶段为恒压限流。锂离子电池充电的最高限压值根据正极材料

不同而有一定的差别。锂离子电池基本充放电电压曲线如图所示。图中曲线采用的充放电电流均为0.3C。对于不同的锂离子电池，区别主要有两点：第1阶段恒流值，根据电池正极材料和制造工艺不同，最佳值存在一定的差别，一般采用电流范围为0.2C～0.3C；不同锂离子电池在恒流时间上存在很大的差别，恒流可充入容量占总体容量的比例也存在很大差别，从电动汽车实际应用的角度看，恒流时间越长，充电时间越短，更有利于应用。

图1 锂离子电池基本充放电电压曲线

锂离子电池放电在中前期电压稳定，下降缓慢，但在放电后期电压下降迅速，如图1

中的C段所示。在此阶段必须进行有效的控制，防止电池过放电，避免对电池造成不可逆

性损害。

①充电电流对充电特性的影响。以额定容量100A·h某锂离子电池为例，在SOC=40%、恒温20℃的情况下，采用不同充电率充电，充电曲线如图2所示。

如充电曲线所示，随着充电电流的增加，恒流时间逐步减少，恒流可充人容量和能量也逐步减少。在实际电池组应用中，可以以锂离子电池允许的最大充电电流充电，达到限压后，再进行恒压充电，这样在减少充电时间的基础上，也保证了充电的安全性；另外，应综合考虑充电时间和效率，选择适中的充电电流，以减少内阻能耗。

图2 锂离子电池充电曲线

放电深度对充电特性的影响。在恒温环境温度20℃下，对额定容量100 A·h锂离子电池在不同SOC、以0.3C恒流限压进行充电。试验参数见表1，充电曲线如图3所示。在图3中，曲线从左到右放电容量依次增加。

表1 不同放电深度充电试验参数

图3 锂离子电池20℃、0.3C恒流充电曲线

从表1和图3可以得到如下三个结论：随放电深度的增加，充电所需时间增加，但平均每单位容量所需的充电时间减少，即充电时间的增加同放电深度不成正比增加；随放电深度的增加，恒流充电时间所占总充电时间比例增加，恒流充电容量占所需充入容量的比重增加；随放电深度的增加，等安时充放电效率有所降低，但降低幅度不大。

③充电温度对充电特性的影响。在不同环境温度下对锂离子电池进行充电，以某额定容量200A·h锂离子电池为例，采用恒流限压方式，记录充电截止条件是充电电流下限为1A 的充电参数，见表2。

表2 不同温度电池充电参数