动力电池充放电实验
动力电池充放电实验专题培训课件
锂离子动力电池的充放电性能
• 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。在此阶段必须进行有效控制，防止电 池过放电，避免对电池造成不可逆性损害。对于不同的锂 离子电池，区别主要有两点：
• ①第一阶段恒流值，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0.762
20 65.12 22.78 98.32 86.32 119
6 3.0
5.95
0.754
30 95.86 30.91 133.10 129.20 151 12 6.0
5.03
0.742
40 122.03 40.12 169.60 164.98 171 18 9.0
放电
充电
等 容 量 充 电 时 恒流 恒 流 充 单位容量 等 容 量
容 量 能 量 容 量 能 量 充 入 能 间/min 时间 电 容 量 平均充电 充 电 放
/A·h /W·h /A·h /W·h 量/W·h
/min /A·h 时间/min 电效率
10 32.85 13.32 57.40 43.10 58
14.94
60/(0.6C) 237 3.97 16.96 3212
16.16
80/(0.8C) 32 0.74 3.133 3129
14.15
图5-8 锂离子电池充电曲线
锂离子动力电池的充放电性能
• 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，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。
动力电池充放电实 验
议题
1 动力电池放电制度 2 动力电池的充放电性能（以锂离子电池为例） 3 动力电池充放电实验标准（以单体电池为例） 4 动力电池充放电实验目的及设备 5 动力电池充放电实验操作及过程
电动汽车动力电池及电池管理系统充放电实验报告
电动汽车动力电池及电池管理系统充放电实验报告一、实验目的：探究电动汽车动力电池的充放电过程，并了解电动汽车电池管理系统的工作原理。
二、实验原理：1.充电原理：电动汽车动力电池采用直流充电方式，将外部交流电转换成直流电，经过充电控制器将电能传输到电池中，实现对电力的补充。
2.放电原理：电动汽车动力电池在车辆运行时通过电子变流器将电能转换为直流电，供电给电动机运行。
三、实验仪器和材料：1.电动汽车动力电池组2.电池管理系统3.充电设备4.放电设备5.数字万用表6.示波器四、实验步骤：1.充电实验：a.连接充电设备和电动汽车动力电池组，确保接触良好。
b.开始充电，观察充电过程中电流和电压的变化，并记录数据。
c.当电动汽车动力电池组充满电时，停止充电，并记录充电时间。
2.放电实验：a.连接放电设备和电动汽车动力电池组，确保接触良好。
b.开始放电，观察放电过程中电流和电压的变化，并记录数据。
c.当电动汽车动力电池组放电完毕时，停止放电，并记录放电时间。
3.电池管理系统实验：a.连接电池管理系统和电动汽车动力电池组，确保接触良好。
b.检查电池管理系统的参数，并对其进行调整。
c.对电动汽车动力电池组进行充放电实验，并观察电池管理系统的工作情况和数据变化。
五、实验结果分析：根据充放电实验记录的数据，可以计算出电动汽车动力电池的充放电效率，评估电池的性能，并通过观察电池管理系统的工作情况，了解其对电池的保护和管理功能。
六、实验结论：通过电动汽车动力电池及电池管理系统的充放电实验，我们可以更深入地了解动力电池的工作原理和充放电过程，同时也认识到电池管理系统对动力电池的保护和管理的重要性。
此外，实验还可以为后续电动汽车动力电池的改进和研发提供参考数据和支持。
动力电池充放电效率测试方法及特性
电动汽车能量流研究需要考虑电池充放电效率的影响，然而目前针对不同充放电模式下的充放电效率研究并不充分，实验方法、测试系统与分析结果仍不具备普遍适用性。
因此，本文提出了一种电动汽车充放电效率表征方法和试验方法，并搭建了测试台架系统；在此基础上，针对某款电动汽车动力电池，定量研究了不同充电模式、放电工况下充放电效率的变化规律，从而为整车能量流研究提供了一种有效的动力电池充放电效率测试方法，接下来就为大家详细的讲解一下希望对大家有所帮助。
1 动力电池及其充放电效率动力电池是电动汽车的能量来源，锂离子电池以其高能量密度和功率密度、长循环寿命、低自放电率等优势，成为电动汽车的首选动力电池；其中，磷酸铁锂电池（LiFePO4）和三元锂离子电池（NCA、NMC）等具有更高的安全性能，因此广泛应用于电动汽车领域。
图1 所示为锂离子电池的基本结构与工作原理示意图，其充放电过程是通过Li+在正负极柱之间嵌入和脱出实现的。
2 实验平台和测试方法实验平台结构包含试验箱、电池模拟器、12V 开关电源、冷却循环水机、上位机等试验仪器及设备。
其中，动力电池系统在实验过程中放置于试验箱内，由高压线连接至电池模拟器，通过控制电池模拟器的功率及电流方向，实现动力电池不同模式下的充放电；同时电池充放电数据通过CAN 总线进行通讯，并上传至上位机系统。
实验过程中，电池模拟器及电池管理系统BMS 实时检测动力电池组总电压、单体电压、电池组温度等参数并设置保护措施，从而保证实验过程电池处于安全工作状态。
3 实验及结果分析实验用动力电池系统采用三元电芯作为单体电池，整体模块标称能量为46kwh。
充放电过程中，设置系统总电压、单体电压、温度等参数的安全范围；一旦检测到参数超出上下限安全阈值，将电池模拟器输出电流设置为0，并切断电池模拟器与动力电池系统的连接。
实验过程中，分别采用2.6kw 慢充、6.6kw 定功率充电、快充、1/3C 标准充电（15.3kw）以及1C 充电（46kw）对电池包进行充电，并通过变功率、45kw、6.5kw 、14.9kw 以及28.4kw 等效模拟车辆NEDC 工况、1C 放电、60km/h 等速、90km/h 等速、120km/h 等5 种驾驶工况。
动力电池测试项目和测试标准
测试项目1.测试项目:循环特性(12℃*10Cycle):测试方式:电池在12±2℃的环境下以0、2C的电流进行充放电循环10次,再将电池在常温下标准充放电一次评价标准:解析结果:负极锂析出状态2.测试项目:电池倍率放电特性测试测试方式:池在室温下:①放电:CC 0、5C-下限电压;②休止10min;③充电CC/CV0、5C-上限电压 0、05C截止④休止5min;⑤放电 CC 0、2C-下线电压;⑥休止10min;⑦调整倍率至0、5C、1C、2C重复③~⑥步骤。
评价标准:放电容量,维持率3.测试项目:电池温度放电特性测试测试方式:电池在室温下以CC/CV 0、5C满充电至上限电压,0、05C截止; 然后分别在25℃、-20℃、-10℃、0℃、60℃的环境下放置2小时后进行0、2C放电至下限电压。
评价标准:放电容量,维持率4.测试项目:60℃/7天储存测试测试方式:将电池厚度测定后在室温下进行标准充电与放电,再进行满充电,接着将电池在60±2℃的环境中储存7天,最后在室温下放置2Hr后进行标准放电,记录储存前后放电容量,试验完成后进行尺寸外观检查。
评价标准:残存容量≥80%,外观无漏液。
参考项[恢复容量≥80%,内阻增加比例≤25%],厚度增加比例≤10%5.测试项目:常温/30天储存测试测试方式:将电池厚度测定后在室温下进行标准充电与放电,再进行满充电,接着将电池在常温的环境中储存30天,最后在室温下放置进行标准放电,记录储存前后放电容量,试验完成后进行尺寸、外观检查。
评价标准:残存容量≥90%。
参考项[恢复容量≥95%,内阻增加比例≤25%]6.测试项目:85℃*4H储存测试测试方式:将电池厚度测定后在室温下进行标准充电与放电,再进行满充电,接着将电池在常温的环境中储存30天,最后在室温下放置进行标准放电,记录储存前后放电容量,试验完成后进行尺寸、外观检查。
评价标准:残存容量≥90%。
单体电池pack实验报告
单体电池pack实验报告1. 引言单体电池pack作为电动汽车储能装置的核心组件之一，对整车性能和安全性具有重要影响。
本实验旨在对单体电池pack的性能进行测试与评估，为进一步优化设计提供依据。
2. 实验目的- 测试单体电池pack的充放电性能；- 评估单体电池pack的能量转换效率；- 研究单体电池pack在不同温度条件下的性能变化。
3. 实验方法3.1 实验仪器与设备- 单体电池pack测试平台：包括测试电路、温度控制系统等；- 数字万用表：用于测量电池的电压、电流等参数；- 温度计：用于测量电池pack表面的温度。
3.2 实验步骤1. 将单体电池pack平稳放置在测试平台上，连接测试电路；2. 设置充电电流为10A，开始对电池pack进行充电，记录充电时间和充电量；3. 断开充电电路，等待电池pack的电压稳定；4. 设置放电电流为5A，开始对电池pack进行放电，记录放电时间和放电量；5. 将单体电池pack放置在不同温度环境中，分别为20、30和40，重复步骤2-4，记录温度对电池pack性能的影响。
4. 实验结果与分析4.1 充放电性能测试结果根据实验步骤中的设置，我们得到了电池pack的充放电性能数据。
以一组实验数据为例，充电时间为2小时，充电量为20Ah，放电时间为1小时，放电量为15Ah。
根据这些数据，我们可以计算出电池pack的能量转化效率为75%（=放电量/充电量）。
4.2 温度对性能的影响对于不同温度条件下的电池pack性能测试，我们得到了如下结果：- 在20环境中，电池pack的充放电性能较为稳定，能量转化效率接近于理论值；- 在30环境中，电池pack的充电速度略有提高，但放电过程中能量转化效率略有下降；- 在40环境中，电池pack的充电速度进一步提高，但放电过程中能量转化效率下降较为明显。
根据以上结果可以看出，环境温度对电池pack的充放电性能和能量转化效率有一定的影响。
动力电池新国标产品检验试验标准
xxxxxxxxxxxxxxxxx产品检验实验标准文件编号：版本号：发行日期：编制：审核：审批：一、范围本标准适用于xxxxxxxxxxxxxxxx电动汽车动力蓄电池循环寿命、安全及电性能要求及其试验方法二、规范性引用文件1.GB/T31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》2.GB/T31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》3.GB/T31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》三、内容本标准共分为三篇：电动汽车用动力蓄电池循环寿命标准；电动汽车用动力蓄电池安全标准；电动汽车用动力蓄电池电性能标准第一篇：电动汽车用动力蓄电池循环寿命标准1 范围本标准规定了电动汽车用动力蓄电池的标准循环寿命的要求、试验方法、检验规则和工况循环寿命的试验方法和检验规则。
本标准适用于装在在电动汽车上的动力蓄电池（以下简称蓄电池）2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用时必不可少的。
凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》3 术语和定义GB/T231484-2015中界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1单体蓄电池直接将化学能转化为电能的基本单元装置，包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可充电3.2蓄电池模块将一个以上单体蓄电池按照串联、并联或串并联方式组合，且只有一对正负极输出端子，并作为电源使用的组合体。
3.3蓄电池包通常包括蓄电池模块、蓄电池管理模块（不包含BCU）、蓄电池箱以及相应附件，具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元3.4蓄电池系统一个或一个以上蓄电池包及相应附件（管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成等）构成的能量储存装置3.5额定容量室温下完全充电的蓄电池以1I1（A）电流放电，达到终止电压时所放出的容量（Ah）3.6额定能量室温下完全充电的蓄电池以1I1（A）电流放电，达到终止电压时所放出的能量（Wh）3.7初始容量新出厂的动力蓄电池，在室温下，完全充电后，以1I1（A）电流放电至公司规定的放电终止条件时所放出的容量（Ah）。
新能源动力电池实训报告总结
新能源动力电池实训报告总结一、引言新能源汽车是未来汽车发展的趋势，而动力电池则是新能源汽车的核心部件。
因此，对于学习新能源汽车技术的学生来说，动力电池实训是必不可少的一环。
本报告将介绍本人参加的新能源动力电池实训情况，并总结所学知识和体会。
二、实训内容1. 实训时间和地点本次实训为期一周，地点在学校实验室。
2. 实训内容（1）理论知识学习：包括电化学基础、锂离子电池原理、动力电池组成等。
（2）仪器设备使用：包括万用表、示波器、恒流源等。
（3）动力电池组装：根据要求组装三元锂离子电池。
（4）性能测试：对组装好的三元锂离子电池进行性能测试，包括充放电特性测试和循环寿命测试。
三、所学知识总结1. 了解了三元锂离子电池的组成和工作原理。
三元锂离子电池由正极材料、负极材料、隔膜和电解液组成。
其中正极材料为LiCoO2、LiMn2O4或LiFePO4，负极材料为石墨。
充电时，锂离子从正极材料中脱离，经过电解液和隔膜，到达负极材料中嵌入石墨。
放电时则相反。
2. 学会了动力电池组装的方法。
动力电池组装需要注意安全问题和操作规范。
首先要准确计算正负极材料的比例和数量，并将其混合均匀。
然后将混合好的正负极材料涂覆在铝箔或铜箔上，再将隔膜放置在上面。
最后卷起来并压缩成圆柱形即可。
3. 掌握了动力电池性能测试方法。
动力电池性能测试包括充放电特性测试和循环寿命测试。
充放电特性测试可以通过恒流恒压充放电实验来进行，主要测试参数有容量、能量密度、内阻等。
循环寿命测试则是对动力电池进行多次充放电循环，观察其容量衰减情况。
四、体会与收获通过本次实训，我不仅学到了新能源动力电池的理论知识和实际操作技能，还深刻体会到了安全意识和团队合作精神的重要性。
在实训中，我们需要严格按照操作规范进行，避免发生安全事故。
同时，组装动力电池需要团队合作，互相帮助才能完成任务。
五、结论本次新能源动力电池实训让我对动力电池有了更深入的了解，并掌握了相关的操作技能和测试方法。
动力电池测试项目和测试标准
测试项目1.测试项目：循环特性(12℃*10Cycle):测试方式：电池在12±2℃的环境下以0.2C的电流进行充放电循环10次，再将电池在常温下标准充放电一次评价标准：解析结果：负极锂析出状态2.测试项目：电池倍率放电特性测试测试方式：池在室温下：①放电：CC 0.5C-下限电压；②休止10min；③充电CC/CV0.5C-上限电压0.05C截止④休止5min；⑤放电CC 0.2C-下线电压；⑥休止10min；⑦调整倍率至0.5C、1C、2C重复③~⑥步骤。
评价标准：放电容量，维持率3.测试项目：电池温度放电特性测试测试方式：电池在室温下以CC/CV 0.5C满充电至上限电压，0.05C截止; 然后分别在25℃、-20℃、-10℃、0℃、60℃的环境下放置2小时后进行0.2C放电至下限电压。
评价标准：放电容量，维持率4.测试项目：60℃/7天储存测试测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在60±2℃的环境中储存7天，最后在室温下放置2Hr后进行标准放电，记录储存前后放电容量，试验完成后进行尺寸外观检查。
评价标准：残存容量≥80%,外观无漏液。
参考项[恢复容量≥80%，内阻增加比例≤25%]，厚度增加比例≤10%5.测试项目：常温/30天储存测试测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在常温的环境中储存30天，最后在室温下放置进行标准放电，记录储存前后放电容量，试验完成后进行尺寸、外观检查。
评价标准：残存容量≥90%。
参考项[恢复容量≥95%，内阻增加比例≤25%]6.测试项目：85℃*4H储存测试测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在常温的环境中储存30天，最后在室温下放置进行标准放电，记录储存前后放电容量，试验完成后进行尺寸、外观检查。
评价标准：残存容量≥90%。
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放电
充电
等 容 量 充 电 时 恒流 恒 流 充 单位容量 等 容 量
容 量 能 量 容 量 能 量 充 入 能 间/min 时间 电 容 量 平均充电 充 电 放
/A·h /W·h /A·h /W·h 量/W·h
/min /A·h 时间/min 电效率
10 32.85 13.32 57.40 43.10 58
动力电池充放电实验
议题
1 动力电池放电制度 2 动力电池的充放电性能（以锂离子电池为例） 3 动力电池充放电实验标准（以单体电池为例） 4 动力电池充放电实验目的及设备 5 动力电池充放电实验操作及过程
动力电池放电制度
• 放电制度就是电池放电时所规定的各种条件，主要包括放 电速率(电流)、终止电压和温度等。
• 通过电压、电流、温度传感器可进 行相应的参数测量以及实现动力电 池容量、能量、电池组一致性等评 价参数。
动力电池充放电性能检测设备
• 一般试验设备按照功率和电压等级分 类，来适应于不同电压等级和功率等 级的动力电池及电池组性能测试需要
• 例如，通用的电池单体测试设备，一 般选择工作电压范围0~5V，工作电流 范围0~100A，可满足多数车辆用动 力电池基本性能测试的基本要求。对 于大功率电池组的基本性能测试，电 压范围需要根据电池组的电压范围进 行选择，常用的通用测试设备要求在 电压范围0~500V，功率上限在 150~200kW。
• 例如，3倍率(3C)放电，其表示放电电流的数值是额定容 量数值的3倍，若电池的容量为15A·h，那么放电电流应为 3×15=45A
• 习惯上称放电率在 1/3C以下为低倍率，1/3 C～3C为中倍 率，3C以上则为高倍率。
动力电池放电制度
• 2）放电终止电压 • 终止电压值与电池材料直接相关，并受到电池结构、放电
3 1.5
5.8
0.762
20 65.12 22.78 98.32 86.32 119 6 3.0
5.95
0.754
30 95.86 30.91 133.10 129.20 151 12 6.0
5.03
0.742
40 122.03 40.12 169.60 164.98 171 18 9.0
• 时率也叫做小时率，例如，电池的额定容量为50 A·h，以 5A电流放电，则时率为50 A·h/5A=10h，称电池以10小时 率放电。
• 从计算方法可见，放电率所表示的时间越短，所用的放电 电流越大；放电率所表示的时间越长，所用的放电电流越 小。
动力电池放电制度
• 倍率实际上是指电池在规定的时间内放出其额定容量所输 出的电流值它在数值上等于额定容量的倍数。
14.94
60/(0.6C) 237 3.97 16.96 3212
16.16
80/(0.8C) 32 0.74 3.133 3129
14.15
图5-8 锂离子电池充电曲线
锂离子动力电池的充放电性能
• 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，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。
锂离子动力电池的充放电性能
• 1.充放电特性 • 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。第一阶段为恒流限压，第二 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5-7所示。图中曲线采用的充放电电流均为0.3C。
时间/s 量/A·h 量W/h 时间/s
电流/A
20/(0.2C) 3900 21.67 90.85 5763
14.24
30/(0.3C) 2420 20.17 84.93 4754
15.53
40/(0.4C) 729 8.11 34.482 4528
13.87
50/(0.5C) 700 9.8
41.68 3940Βιβλιοθήκη 锂离子电池基本充放电电压曲线
锂离子动力电池的充放电性能
• 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。在此阶段必须进行有效控制，防止电 池过放电，避免对电池造成不可逆性损害。对于不同的锂 离子电池，区别主要有两点：
• ①第一阶段恒流值，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0.2～0.3C 。
率、环境温度等多种因素影响。
• 一般来说，由于低温大电流放电时，电极的极化大，活性 物质不能充分利用，电池的电压下降较快。
• 低温或大电流(高倍率)放电时，终止电压可规定得低些。
• 小电流放电时，电极的极化小，活性物质能够得到充分利 用，终止电压可规定得高些。
动力电池充放电性能检测设备
• 电池充放电性能检测是最基本的性 能检测，一般由充放电单元和控制 程序单元组成，可以通过计算机远 程控制动力电池恒压、恒流或设定 功率曲线进行充放电。
• 对充电过程进行综合考虑，由于充电电流与内阻能耗成平 方关系，是影响内阻能耗的主要因素，所以充电电流大的 内阻能耗大。在实际电池应用中，应综合考虑充电时间和 效率，选择适中的充电电流。
锂离子动力电池的充放电性能
• 2)放电深度对充电特性的影响。
恒温20℃，额定容量100A·h，不同SOC，0.3C恒流限压充电结果：
• （1）放电电流 • 放电电流是指电池放电时的电流大小 • 放电电流的大小直接影响到电池的各项性能指标，因此，
介绍电池的容量或能量时，必须说明放电电流的大小，指 出放电的条件。 • 放电电流通常用放电率表示，放电率是指电池放电时的速 率，有时率或倍率两种表示形式。
动力电池放电制度
• 时率是以放电时间(h)表示的放电速率，即以一定的放电电 流放完额定容量所需的时间(h)，常用C/n来表示，其中， C为额定容量，n为一定的放电电流。
• ②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。
锂离子动力电池的充放电性能
• (1)充电特性的影响因素 • 1)充电电流对充电特性的影响。
• 额定容量100A·h，SOC=40％，恒温20℃ 不同充电率充电，参数结果:
电流/A 恒流 充入容 充 入 能 充入30A·h 充 入 30A ·h