动力型磷酸铁锂电池的温度特性_李哲
磷酸铁锂电池温度曲线
磷酸铁锂电池的温度曲线反映了电池在不同温度条件下的性能变化。
以下为磷酸铁锂电池温度曲线的详细介绍：
1. 容量特性：磷酸铁锂电池的容量随着温度变化而变化。
在不同温度下，电池的容量呈现抛物线形状的曲线。
随着温度下降，电池容量变化率越来越大。
低温会对电池容量产生较大影响，导致电池容量迅速降低。
高温下，电池容量变化速度较慢，但仍需注意电池的容量特性。
2. 内阻特性：磷酸铁锂电池的内阻是衡量电池内部导电离子和电子传输难易程度的主要参数。
电池的内阻会随着温度变化而变化。
随着温度上升，电池充放电过程的欧姆内阻和极化内阻均会下降。
不同温度下，欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率。
低温下，欧姆内阻的变化率大于高温下的变化率。
3. 荷电状态和开路电压曲线：磷酸铁锂电池的荷电状态和开路电压曲线也会受到温度的影响。
低温下，电池的荷电状态开路电压曲线低于高温下的曲线。
磷酸铁锂电池最佳使用温度
磷酸铁锂电池最佳使用温度针对普通消费者：《磷酸铁锂电池最佳使用温度，你知道吗？》亲爱的朋友们，咱们现在很多电子设备都用了磷酸铁锂电池，比如说电动汽车、手机充电宝啥的。
那您知道这磷酸铁锂电池啥温度用着最好吗？其实啊，磷酸铁锂电池的最佳使用温度一般在 0 到 45 摄氏度之间。
比如说，您夏天把手机放在车里，车里面温度特别高，超过 45 度了，这电池性能就可能下降，甚至还可能出危险呢！我有个朋友，有次夏天出去旅游，把充电宝忘在车挡风玻璃那了，回来一用，发现充电特别慢，电池好像都不耐用了，这就是温度太高闹的。
所以啊，咱们可得注意，别让磷酸铁锂电池在温度不合适的环境里待太久，这样才能让咱们的设备用得更长久！《聊聊磷酸铁锂电池的最佳使用温度》朋友们，今天咱们来聊聊磷酸铁锂电池。
您可能好奇，这电池还有最佳使用温度？那当然啦！比如说，您冬天在外面用电动车，天气特别冷，低于 0 度了，您可能就会发现车跑的里程没那么长了。
我邻居大爷有次冬天骑电动车出门，回来就跟我抱怨，说这电咋不抗用，其实就是温度太低的缘故。
所以啊，为了咱们的电池能好好工作，尽量让它在合适的温度里待着。
《搞清楚磷酸铁锂电池的最佳使用温度，很重要！》朋友们，您知道吗？要想让咱们的磷酸铁锂电池用得好，就得搞清楚它的最佳使用温度。
这个最佳温度范围大概是 0 到 45 度。
想象一下，如果电池处在温度太高或者太低的环境里，就像咱们人在又热又闷或者又冷又冻的地方，能舒服吗？肯定不舒服，工作效率也高不了。
我自己就有过教训，有回夏天出去露营，手机一直在太阳底下晒着，后来发现电池耗电特别快，这就是温度惹的祸。
所以啊，咱们可得留意，别让电池受了“委屈”，在合适的温度里，它才能更好地为咱们服务！《知道磷酸铁锂电池最佳使用温度，让你的设备更耐用》朋友们，您是不是希望自己的电子设备电池能用得更久一点？那您就得了解一下磷酸铁锂电池的最佳使用温度。
一般来讲，0 到 45 度之间，这电池就像充满活力的小伙子，干啥都麻溜。
动力型磷酸铁锂电池的温度特性
第47卷第18期2011年9月机械工程学报JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERINGVol.47 No.18Sep. 2011DOI：10.3901/JME.2011.18.115动力型磷酸铁锂电池的温度特性*李哲韩雪冰卢兰光欧阳明高(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京 100084)摘要：动力型磷酸铁锂电池的特性与环境温度紧密相关。
电池的容量特性、内阻数值和荷电状态—开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数。
主要进行不同环境温度下电池的以上各性能试验，研究在不同的环境温度下电池的容量、内阻和开路电压的变化规律。
动力型磷酸铁锂电池的容量在低温下迅速降低，在高温下迅速上升，高温下的容量变化速度小于低温；随温度上升，充电和放电过程的欧姆内阻、极化内阻均下降，温度不同时电池的欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率，低温下欧姆内阻的变化率大于高温下的变化率；同时，低温下的荷电状态—开路电压曲线低于高温下的曲线，但总体上，曲线受温度的影响并不显著。
关键词：磷酸铁锂电池温度容量内阻开路电压中图分类号：U464Temperature Characteristics of Power LiFePO4 BatteriesLI Zhe HAN Xuebing LU Languang OUYANG Minggao(State Key Laboratory of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract：The characteristics of power LiFePO4 batteries are closely connected to ambient temperature. The capacity characteristic, resistance and state of charge-open circuit voltage (SOC-OCV) curve are important parameters to represent the performance of power batteries and to determine battery management system (BMS) design. The experiments in different ambient temperatures are carried out and the laws between temperature and capacity, resistance and OCV are studied. The capacity drops sharply under low temperature, and increases with a relatively slower rate than under low temperature when the temperature goes up. Ohmic and polarization resistances during charge and discharge process decrease when the temperature rises, and the change rate of ohmic resistance is higher than the polarization resistance, moreover, the change of ohmic resistance under low temperature is more significant than under high temperature. With the decrease of temperature, the SOC-OCV curve moves down, but generally, the curve is affected only slightly by the change of temperature.Key words：Power LiFePO4battery Ambient temperature Capacity Resistance Open circuit voltage(OCV)0 前言电池所处的温度受到许多因素的影响，如环境温度、电池本身的热力学参数以及电池组的装配和热管理方法等[1-5]。
磷酸铁锂电池温度范围
磷酸铁锂电池温度范围磷酸铁锂电池啊，它的温度范围可是个挺有趣又很重要的事儿呢。
磷酸铁锂电池就像一个对温度有自己小脾气的家伙。
它在工作的时候，可不是什么温度都能适应的。
你想啊，要是温度太低了，就好比人在大冬天被冻得瑟瑟发抖，身体机能都下降了一样，磷酸铁锂电池在低温环境下性能也会大打折扣。
一般来说，当温度低到-20℃的时候，它的性能就开始变得很糟糕了。
这个时候啊，电池的电量输出就像涓涓细流，不像在合适温度下那样畅快了。
电量释放变得缓慢，电池的整体性能就像一个病恹恹的人，使不上劲儿。
这时候你要是指望它能像在正常温度下那样给力，那不是痴人说梦吗？那高温呢？高温对磷酸铁锂电池来说也不是什么好事儿。
这就像人在大热天里被太阳烤着，难受得很。
当温度达到60℃或者更高的时候，磷酸铁锂电池就开始面临危险了。
电池内部就像一个小社会，各种化学反应在进行着，高温就像捣乱分子，把原本和谐的化学反应都搅乱了。
这种情况下，电池的寿命会受到严重影响，就像一棵小树苗在恶劣的环境下难以茁壮成长一样。
电池的安全性也会出现问题，这难道不让人担心吗？在比较理想的温度范围里呢，磷酸铁锂电池就像一个活力满满的小超人。
这个温度范围大概是在0℃到55℃之间。
在这个区间里，电池的性能稳定得很。
电量的输出就像运动员在赛场上冲刺一样有力。
电池内部的化学反应就像一场和谐的音乐会，各个部分配合得相当默契。
无论是给电动汽车提供动力，还是用在储能设备里，它都能很好地发挥自己的作用。
不同的应用场景对磷酸铁锂电池温度范围的要求也不太一样。
比如说在电动汽车里，汽车可能会面临各种各样的环境温度。
冬天在北方的冰天雪地里，温度可能会低到让磷酸铁锂电池难受的程度。
夏天在炎热的南方，温度又可能会高到威胁电池的地步。
这就像人在不同的环境里要穿不同的衣服一样，针对不同的温度环境，也要对磷酸铁锂电池采取不同的保护措施。
如果不这样做，那不是在拿电池的性能和寿命开玩笑吗？在储能系统里也是一样的道理。
磷酸铁锂电池 工作温度
磷酸铁锂电池工作温度稿子一嘿，亲爱的朋友们！今天咱们来聊聊磷酸铁锂电池的工作温度。
你知道吗？这磷酸铁锂电池对工作温度可挑剔着呢！一般来说，它在 0 到 55 摄氏度的环境里，那工作起来可欢快啦，就像咱们在舒适的春天里玩耍一样。
要是温度太低，比如说低于 0 摄氏度，这电池就有点“耍赖皮”啦，性能会下降不少，就好像人在寒冬里被冻得缩手缩脚，干活都不利索。
可要是温度太高，超过 55 摄氏度，那它也会“发脾气”，不仅电池寿命会缩短，还有可能出现安全问题，这多让人担心呀！所以呀，咱们在使用磷酸铁锂电池的时候，可得像照顾小宝宝一样，给它一个合适的温度环境。
比如说，在冬天，尽量别把带着它的设备长时间放在外面冻着；夏天呢，也别让它在烈日下暴晒。
这样，咱们的磷酸铁锂电池就能开开心心地为咱们服务，陪伴咱们更长时间啦！怎么样，是不是觉得这电池还挺有“脾气”的？稿子二哈喽呀，小伙伴们！今天咱们来唠唠磷酸铁锂电池的工作温度。
说起这工作温度，对磷酸铁锂电池可太重要啦！你想想，要是它工作的环境温度不合适，那得多难受呀。
要是温度低于 5 摄氏度，它就像被施了魔法，变得慢吞吞的，电量也不太耐用了。
这就好比咱们在冷天里，动作都变得迟缓了。
要是温度高于 35 摄氏度呢，它也会吃不消，热得“晕头转向”，甚至可能会影响到咱们使用的安全呢。
所以呀，咱们得时刻留意它的工作温度。
比如冬天的时候，把用它的设备放在温暖的地方；夏天的时候，别让它在闷热的环境里待太久。
咱们对它好，它才能好好为咱们工作，是不是这个理儿？咱们可不能亏待了这小家伙，不然它“闹脾气”可就不好啦！呢，了解磷酸铁锂电池的工作温度，才能让它更好地发挥作用，为咱们的生活带来更多的便利哟！。
温度对LiFePO4锂离子动力电池的影响
温度对LiFePO4锂离子动力电池的影响桂长清【摘要】磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池的性能受环境温度的影响较大,在环境温度低于0℃时,电池的内阻迅速增加,比能量和比功率迅速下降,电动汽车的起动性能受到影响.为了使电池组能正常运行,需要采取保温措施.由于LiFePO4锂离子电池的内阻较高,电池组运行时温度升高,为保证安全运行,要提供冷却系统.%The performance of lithium iron phosphate(LiFePO4) Li-ion battery was influenced obviously by ambient temperature. When ambient temperature was lower than 0 ℃, the internal resistance of the battery increased rapidly, the specific energy and specific power decreased rapidly, the start Performance of electrical vehicle would be effected. In order to make battery group operating normally,it was necessary to assemble a thermal barrier. The internal resistance of LiFePO4 Li-ion battery was higher, which would make internal temperature of battery group being higher during working. In order to guarantee the safety operating, the cooling system would be necessary.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2011(041)002【总页数】4页(P88-91)【关键词】动力电池;锂离子电池;放电容量;内阻;比能量;比功率【作者】桂长清【作者单位】中国船舶重工集团公司第712研究所,湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】TM912.9在装有锂离子电池组的电动汽车(EV)中,通常既要提供电池组的保温设施,又备有电池组的冷却系统。
各类动力电池热失控温度
各类动力电池热失控温度
不同类型的动力电池在热失控温度上有所不同。
以下是一些常见类型的动力电池以及它们的热失控温度：
1. 锂离子电池：大约150-250摄氏度，具体取决于不同型号和制造商。
2. 镍氢电池：大约150-200摄氏度。
3. 铅酸电池：大约150-250摄氏度，具体取决于不同型号和制造商。
4. 磷酸铁锂电池：大约200-300摄氏度。
需要注意的是，这些温度只是一般性的估计，具体的热失控温度还会受到电池的尺寸、设计、化学成分以及使用环境等因素的影响。
此外，热失控温度是指电池开始出现热失控的温度，而非其最高耐受温度。
对于使用动力电池的设备或车辆，通常会有温度监控和保护系统来防止电池因过热而发生热失控。
磷酸铁锂电池低温性能及放电容量预测研究
磷酸铁锂电池低温性能及放电容量预测研究张伟; 卿鑫慧; 王一军; 李曦; 罗炜【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2019(043)003【总页数】4页(P430-433)【关键词】磷酸铁锂电池; 放电容量; 欧姆内阻; BP神经网络【作者】张伟; 卿鑫慧; 王一军; 李曦; 罗炜【作者单位】中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410075; 中南大学软件学院湖南长沙410075【正文语种】中文【中图分类】TM912锂离子动力电池以其比功率高、能量密度大、寿命长、自放电率低、贮藏时间长、无污染和快速充电等优良特性逐渐替代铅酸电池、镉镍电池和氢镍电池，成为电动车辆主要的动力电池[1-2]。
电动车辆实际运行的条件复杂，温度范围较广，而锂离子电池的充放电性能与环境温度直接相关[3-5]，特别是低温对电池充放电性能的影响较大。
有研究表明，常用的电动车辆锂离子动力电池在-10℃时容量及工作电压明显降低，-20℃时性能明显恶化[6-7]。
李哲等[8]研究了动力型磷酸铁锂电池容量、内阻等的温度特性，结果表明环境温度对电池容量、内阻影响较大，高温下电池的容量变化速度小于低温，欧姆内阻比极化内阻对温度更敏感，且低温下欧姆内阻的变化率高于高温的变化。
在长江以北地区，冬天季节，电动汽车须在低于冰点温度条件下运行，电动车能源是磷酸铁锂电池组，研究该类电池低温特性使之适于低温使用成为必要。
目前主要研究集中在利用神经网络预测电池荷电状态(SOC)、剩余容量、容量衰减等方面[9-12]，过去已获得研究数据多为常温条件下数据，用此方法预测低温环境条件下电池放电容量数据不多。
本文测试了不同型号磷酸铁锂电池低温容量和欧姆内阻，对数据进行对比分析，探究其受温度影响的规律；建立BP神经网络模型，预测低温容量，与实测值互为参照，为完善低温容量在线预测模型提供基础数据。
1 实验1.1 受试样品和设备仪器受试样品：A组由20只600 mAh的14500磷酸铁锂电池组成；B组由20只4 200 mAh的32650磷酸铁锂电池组成。
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第47卷第18期2011年9月机械工程学报JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERINGVol.47 No.18Sep. 2011DOI：10.3901/JME.2011.18.115动力型磷酸铁锂电池的温度特性*李哲韩雪冰卢兰光欧阳明高(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京 100084)摘要：动力型磷酸铁锂电池的特性与环境温度紧密相关。
电池的容量特性、内阻数值和荷电状态—开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数。
主要进行不同环境温度下电池的以上各性能试验，研究在不同的环境温度下电池的容量、内阻和开路电压的变化规律。
动力型磷酸铁锂电池的容量在低温下迅速降低，在高温下迅速上升，高温下的容量变化速度小于低温；随温度上升，充电和放电过程的欧姆内阻、极化内阻均下降，温度不同时电池的欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率，低温下欧姆内阻的变化率大于高温下的变化率；同时，低温下的荷电状态—开路电压曲线低于高温下的曲线，但总体上，曲线受温度的影响并不显著。
关键词：磷酸铁锂电池温度容量内阻开路电压中图分类号：U464Temperature Characteristics of Power LiFePO4 BatteriesLI Zhe HAN Xuebing LU Languang OUYANG Minggao(State Key Laboratory of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract：The characteristics of power LiFePO4 batteries are closely connected to ambient temperature. The capacity characteristic, resistance and state of charge-open circuit voltage (SOC-OCV) curve are important parameters to represent the performance of power batteries and to determine battery management system (BMS) design. The experiments in different ambient temperatures are carried out and the laws between temperature and capacity, resistance and OCV are studied. The capacity drops sharply under low temperature, and increases with a relatively slower rate than under low temperature when the temperature goes up. Ohmic and polarization resistances during charge and discharge process decrease when the temperature rises, and the change rate of ohmic resistance is higher than the polarization resistance, moreover, the change of ohmic resistance under low temperature is more significant than under high temperature. With the decrease of temperature, the SOC-OCV curve moves down, but generally, the curve is affected only slightly by the change of temperature.Key words：Power LiFePO4battery Ambient temperature Capacity Resistance Open circuit voltage(OCV)0 前言电池所处的温度受到许多因素的影响，如环境温度、电池本身的热力学参数以及电池组的装配和热管理方法等[1-5]。
同时，电池的容量特性、内阻数值和开路电压曲线是反映电池基本性能的重要指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数：电池容量大小的变化规律[6]影响电池的寿命管理和荷电状态估算。
电池内阻的数值影响动力电池的功率特* 台达电力电子科教发展计划重点资助项目(20093000329)。
20100901收到初稿，20110320收到修改稿 性，如式(1)、(2)所示，同时也影响电池热管理系统对电池产热量的分析，如式(3)所示。
动力电池最大电流与功率分别为minmaxtU UIR−= (1)max min maxP U I= (2) 式中，I max为电池的最大放电电流，U为电池的开路电压，U min为电池的放电截止电压，R t为电池在放电过程中的总内阻，P max为电池的最大放电功率。
电池的产热情况与电流和电池内阻有关，如式(3)所示机 械 工 程 学 报 第47卷第18期1162g t Q I R = (3)式中，Q g 为电池的产热率，I 为流经电池的电流，R t 为电池的总内阻。
而电池的开路电压(Open circuit voltage ，OCV)曲线可以用于电池荷电状态(State of charge ，SOC)的校准，图1是某磷酸铁锂电池的SOC-OCV 曲线，可以利用这一曲线用OCV 的数值对SOC 进行校 正[7]，该校正对提高电池SOC 估算的准确性有着重要意义。
因此，了解以上三个电池特性在不同环境温度下的改变规律，可以更好地了解电池性能、设计管理系统[8-9]。
图1 某磷酸铁锂电池的SOC-OCV 曲线1 试验对象以 3.2 V/11 A ·h 磷酸铁锂动力电池单体 (天津产)为试验对象，采用DIGATRON 牌EVT500-500-80 kw-IGBT 电池试验台(德国产)和某国产高低温试验箱，分别进行了不同环境温度下电池容量、电池充放电内阻和电池开路电压曲线的 测试。
2 环境温度对电池容量的影响将充满电的电池分别置于不同的环境温度中放电，讨论放出的容量与环境温度的关系。
充电方法为，将电池以1/3 C 恒流充电至电压到达3.65 V ，改为恒压充电直至电流下降到1 A ，停止充电。
放电方法为，在环境温度中静置1 h ，再以1/3 C 恒流放电直到电压下降到2 V 为止，计算放出的容量。
将同一型号的6块磷酸铁锂电池分别置于 -40 ℃、−20 ℃、0 ℃、30 ℃、50 ℃、60 ℃下进行放电过程，电池放出的容量如图2所示。
图2 LiFePO 4锂离子电池容量随环境温度的变化可知，低温下，电池容量衰减得极快，而在常温左右，容量随着温度升高而增长，其速率相对低温下较慢。
-40 ℃时，电池的容量仅为标称值的1/3，而在0 ℃到60 ℃，电池的容量从标称容量的80%升至110%。
将电池的容量变化与温度进行拟合，得到 2 5.06974exp(/55.90333)14.037290.99784C R θ=−×−+⎧⎪⎨=⎪⎩ 式中，C 是电池容量，θ是温度，2R 是该拟合的相关系数。
3 环境温度对电池内阻的影响测量电池内阻采用混合脉冲功率特性阶跃 法[10]，试验步骤如下。
(1) 将电池放电至空。
(2) 静置1 h ，测量开路电压OCV ，记录数据(OCV 数据供步骤(4)中使用，下同)。
(3) 用1/3 C(即3.67 A)充电电流为电池充电，调整SOC 值至0.025，在这个过程中，记录电池充电前10 s 中的电池电压变化，通过这些电压值和式(4)～(7)，计算得到电池在SOC 值为0状态下的充电内阻，包括欧姆内阻和总内阻的数值。
(4) 用1/3 C(即3.67 A)充电电流将电池充电，调整SOC 值分别至0.05、0.075、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0附近，重复第(2)、(3)步骤，即得到不同SOC 情况下电池的充电内阻和开路电压OCV 。
另外，在SOC 较大时，尤其是在 10 ℃这一较低温度下，电池的内阻非常大，此时需要将电池的充电电流降至1/5 C ，以保证能够充入电量并保护电池安全。
(5) 完成充电电阻测量后，用1/3 C(即3.67 A)电流放电，分别调整电池的SOC 值至0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.075、0.05、0.025、0，同(2)、(3)步骤中方法，即得到不同SOC 情况下，2011年9月 李 哲等：动力型磷酸铁锂电池的温度特性117电池的放电内阻和开路电压OCV 。
另外，在SOC 较小时，尤其是在10 ℃这一较低温度下，电池的内阻非常大，需要将电池的放电电流降至1/5 C ，以保证必需的放电持续时间和电池安全。
这一步骤的示意图如图3、4所示。
图3 电池的充电内阻测量方法示意图图4 电池的放电内阻测量方法示意图电池的充电欧姆内阻co R 、充电总内阻c t R 、放电欧姆内阻doR 和放电总内阻d t R 的计算公式分 别为cc 21oc c U U U R I I Δ−==Δ (4)d d 54o d d U U U R I I Δ−==Δ (5)c c 31t c c U U U R I I Δ−==Δ (6)64U U U R I I −Δ==Δdd tdd (7)式中，c U Δ、d U Δ为充电和放电阶跃输入前后电池的端电压变化量，c I Δ、d I Δ为充电和放电阶跃输入前后电池流经的电流变化量，U 1、U 2、U 3、U 4、U 5、U 6分别为点1、2、3、4、5、6对应的电池端电压，c I 、d I 为电池的充电和放电电流。
获得电池的欧姆内阻和总内阻后，通过总内阻减去欧姆内阻得到电池的极化内阻，在本文中，极化内阻指浓差极化内阻和电化学极化内阻的加和。
在10 ℃，25 ℃和40 ℃三种不同温度下分别测算电池充放电的欧姆内阻、极化内阻和总内阻，测算结果如图5～10所示。
图5 三种温度下各SOC 值对应的电池充电欧姆内阻曲线图6 三种温度下各SOC 值对应的电池放电欧姆内阻曲线图7 三种温度下各SOC 值对应的电池充电极化内阻曲线机 械 工 程 学 报 第47卷第18期118图8 三种温度下各SOC 值对应的电池放电极化内阻曲线图9 三种温度下各SOC 值对应的电池充电总内阻曲线图10 三种温度下各SOC 值对应的电池放电总内阻曲线(1) 在较宽的SOC 区间内，如SOC 值处于0.3～1.0时，同一温度下电池的内阻基本上不变，无论是欧姆内阻、极化内阻还是总内阻。