动力电池重要参数定义及测量计算方法(2)

（2）内阻法

通过建立内阻与SOH之间的关系来进行SOH估算，大量研究表明电池内阻和SOH之前存在一定的对应关系。随着电池使用时间的增长，电池的内阻会随之增加，电池的可用电量同时会不断减少，通过这点来进行SOH估算。

这种方法也有缺点：大量研究表明，当电池容量下降到原来的70%—80%时电池的欧姆内阻才会发生显著变化，这与一般规定的80%可能有相当的差距。同时电池的内阻本来就是毫欧级别的数值，它的在线准确测量也是一个难点。 （3） 电化学阻抗法

这是一种较复杂的方法，通过对电池施加多个不同频率的正弦信号，然后根据模糊理论对已经采集的数据进行分析，从而获得此电池的特性，预测当前电池的性能。使用这种方法需要大量阻抗及阻抗谱相关理论，且需要较为昂贵的器材，故暂不推荐。 4.电池内阻R

电池的内阻很小，我们一般用毫欧（mΩ）的单位来定义它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下，内阻小的电池的大电流放电能力强，内阻大的电池放电能力弱。

电池的内阻包括欧姆内阻（RΩ）和电化学极化内阻（Re）。对于锂离子电池来说，电池的欧姆内阻（RΩ），主要有锂离子通过电解质时受到阻力所形成的电阻、隔膜电阻、电解质-电极界面的电阻和集电体（铜铝箔、电极）电阻等；电化学极化内阻（Re）包括锂离子嵌

入、脱嵌和离子扩散转移过程中的极化电阻、浓差极化电阻等。

欧姆内阻（RΩ）服从欧姆定律，电化学极化内阻（Re）不服从欧姆定律。不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池，由于内部化学特性的不一致，内阻也不一样。另外，无论是RΩ还是Re都会随着电池使用条件的不同而变化（随SOC、SOH、温度等变化）。

目前对电池内阻的测量主要有直流测试法与交流测试法两种，分别对应测得电池的交流内阻和直流内阻。由于电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值；而测交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值（主要为欧姆内阻）。

直流放电内阻测量法：根据物理公式R=ΔV/ΔI，测试设备让电池在短时间内通过一个较大的恒定直流电流（目前一般使用40A-80A的大电流），测量此时电池两端的电压变化，并按公式计算出当前的电池内阻。此法控制得当精确度可以控制在0.1%以内，但也有明显的不足：（1）只能测量大容量电池，小容量电池无法负荷如此大电流； （2）当电池通过大电流时，电池内部发生极化现象，产生极化内阻。故测量时间必须很短，否则测出的内阻值误差很大。

交流内阻测试一般使用专门的测试仪器，其方法原理如下：利用电池等效于一个有源电阻的特点， 给电池施加一个固定频率和固定电流大小的交流信号（目前一般使用1kHz频率、50mA小电流），然后对其电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。交流内阻测试法有如下特点：（1）可以测量几乎所有的电池，包括小容量电池，且对电池本身不会有太大损坏；

（2）精度可能受纹波/谐波电流干扰，对测量仪器电路的抗干扰能力要求高；（3）无法实时在线测量。 5.动力电池自放电率测试

电池的自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池存储的电量在一定环境条件下的保持能力（或内部的自发反应而引起的化学能损失）。一般来说，自放电主要受电池制造工艺、材料、储存条件的影响。

自放电=[（初始容量—搁置后容量）／（初始容量×搁置时间）]×100%

通常电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用。一般地说，常规电池要求储存温度范围为－20～45℃。电池充满电开路放置一段时间后，一定程度的自放电属于正常现象。锂离子电池的自放电率相对于其他类型电池来说还是微不足道的，且引起的容量损失大部分都可以恢复，这是由锂电池结构所决定的。但是在不适宜的环境温度下，锂电池的自放电率还是很惊人的，这会对电池的使用寿命产生很大影响。同时，单体电池自放电的不一致性是影响电池组一致性的重要因素，自放电差别大，使用过程中电池的不一致性会较快体现出来。 6.温度特性

动力电池的容量、充放电内阻与开路电压都受温度的影响。 （1） 环境温度对磷酸铁锂电池容量的影响很大，低温时容量迅速衰

减，在一定范围内温度升高时容量迅速增大，但其变化速率小

于低温时，超出某一范围后容量又随温度升高出现衰减。 （2） 环境温度对电池欧姆内阻和总内阻的影响很明显，一般地，温

度越低内阻越大，欧姆内阻比极化内阻对温度更敏感，欧姆内阻的变化对低温更敏感。

（3） 电池的SOC-OCV曲线在不同温度下的差异较小，温度越低，

SOC-OCV曲线越低。且低温下曲线的偏离速度更大。