動(dòng)力電池低溫測試

動(dòng)力電池在使用過程中持續(xù)充放電會(huì)對電池溫度產(chǎn)生影響，電池溫度過高或過低都會(huì)影響電池系統(tǒng)的性能、壽命和安Q全性。因此，其對溫度的適應(yīng)性已成為制約其在電動(dòng)汽車上應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一，電池?zé)峁芾硪殉蔀楸ＷC電池性能、使用壽命和可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。

動(dòng)力電池的最佳工作溫度為15℃～45℃，實(shí)際工作溫度范圍為-30℃～60℃。在冬季運(yùn)行期間，電動(dòng)汽車的行駛里程通常會(huì)下降。造成這種情況的原因是動(dòng)力電池系統(tǒng)本身在冬季的放電容量低于常溫下的放電容量。如果同時(shí)開著汽車空調(diào)，電動(dòng)車在冬季運(yùn)行時(shí)續(xù)航里程嚴(yán)重不足。在低溫下，鋰離子本身的話性相對較低，電解質(zhì)大多處于固態(tài)或半固化狀態(tài)。當(dāng)鋰離子遷移時(shí)，電圖高，活性差導(dǎo)致放電性能差。

1、低溫試驗(yàn)

測試對象：電池模組，43.8V，37.0Ah

檢測設(shè)備：恒溫恒濕試驗(yàn)箱、充放電設(shè)備

試驗(yàn)方法：選取環(huán)境溫度為25℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃的5個(gè)溫度點(diǎn)，分別以1C、0.3C、0.5C的放電倍率進(jìn)行放電測試。根據(jù)整車試驗(yàn)得到的實(shí)際工況道路譜，將其轉(zhuǎn)換為工況電流，分別在25℃、0℃和-20℃環(huán)境溫度下進(jìn)行放電測試。記錄上述測試的溫度、容量、能量、電壓、電流等數(shù)據(jù)。

2、測試結(jié)果

2.1放電平臺(tái)

在不同的環(huán)境溫度下，電池的放電平臺(tái)隨著環(huán)境溫度的降低而降低。在-20℃時(shí)，放電平臺(tái)在放電初期迅速下降，達(dá)到“低谷”階段。這是因?yàn)樵诘蜏叵?，電解質(zhì)處于凝固或半凝固狀態(tài)，電解質(zhì)的電導(dǎo)率下降，導(dǎo)致放電平臺(tái)迅速下降。

隨著放電過程的進(jìn)行，放電平臺(tái)緩慢上升至高原階段。在此期間，隨著放電過程的進(jìn)行，電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量，使電解質(zhì)熔化，導(dǎo)電率提高，電子流動(dòng)阻力降低，放電平臺(tái)升高。在達(dá)到正常放電平臺(tái)后，放電趨勢與室溫下相同。雖然電池放電平臺(tái)的變化趨勢相同，但隨著環(huán)境溫度的降低，電壓平臺(tái)也隨之降低。

環(huán)境溫度越低，電壓平臺(tái)的“波谷”越低。對比三種放電倍率，可以看出，在0℃以上的放電平臺(tái)差異不大，而在0℃以下的放電平臺(tái)下降較多。與不同環(huán)境溫度相比，環(huán)境溫度越低，放電時(shí)間越短。

2.2電池表面溫度

比較了不同放電倍率和環(huán)境溫度下的溫差變化。在相同放電倍率下，環(huán)境溫度越低，溫升越大。這也表明，在低溫下，更多的能量用于電池加熱，導(dǎo)致更小的能量輸出。

在相同的環(huán)境溫度下，放電倍率越低，電池表面的溫升越小。這表明當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，應(yīng)使用較小的電流進(jìn)行放電。一個(gè)作用是保證電池能量的輸出效率還有一個(gè)是保證電池的使用壽命。

2.3放電容量

從測試結(jié)果可以看出，在相同的放電倍率下，隨著環(huán)境溫度的降低，放電容量逐漸降低。在環(huán)境溫度為-20℃時(shí)，0.3C放電釋放的能量zui低，為25℃時(shí)的86%。放電倍率越小、環(huán)境溫度越低，放電量越小。在環(huán)境溫度為25℃時(shí)，0.3C的放電容量略高，而在其他溫度點(diǎn)下，1C的放電容量更高。

3、結(jié)論

在低溫環(huán)境下，電池中鋰離子活性相對較低，電解質(zhì)流動(dòng)力大，導(dǎo)電率降低，放電容量降低，影響純電動(dòng)汽車的運(yùn)行。

（1）放電平臺(tái)會(huì)隨著環(huán)境溫度的降低而減小，在環(huán)境溫度低于0℃時(shí)會(huì)出現(xiàn)"低谷"。“低谷”后，放電平臺(tái)會(huì)緩慢上升，上升到一定程度時(shí)，放電平臺(tái)的變化趨勢與常溫下放電平臺(tái)的變化趨勢一致。

（2）隨著環(huán)境溫度的降低，放電時(shí)間越短，放出的電量越小。在相同溫度下，1C容量>0.5C容量>0.3C放電容量。

（3）隨著環(huán)境溫度的降低，溫升增加。在環(huán)境溫度為-20℃時(shí)，1C放電階段，電池溫度升高35℃，更多的能量用于電池加熱。降低了放電容量。

（4）在測試的溫度點(diǎn)中，環(huán)境溫度為-20℃時(shí)，0.3C時(shí)的放電容量*低。25℃時(shí)放電容量為86%。

（5）在工作條件下放電時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度為-20℃時(shí)，電池在0℃以下使用。這種操作條件對電池的壽命有重大影響。建議在低溫環(huán)境下對電池系統(tǒng)進(jìn)行絕緣、加熱等處理。

審核編輯：湯梓紅