教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性（教学课件）- 《电动汽车动力蓄电池与管理系统》同步精品课堂

教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 《电动汽车动力蓄电池及管理系统》 教学目标 1.理解锂离子电池主要技术参数：标称容量、标称电压、充电条件、放电截止电压、循环寿命、工作温度等的意义。 2.通过锂离子电池放电曲线分析，理解锂离子电池的放电特性。 3.通过锂离子电池充电曲线分析，理解锂离子电池的充电特性。 4.学会电池容量的测算，理解电池的循环寿命、能量密度等性能的相关知识。 教学重、难点 1.理解锂离子电池的放电特性。 2.理解锂离子电池的充电特性。 教学导入方法 通过锂离子电池的包常见参数标注的意义解释导入教学。 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 教学主要内容目录 一、锂离子电池的主要技术参数 二、电池充、放电特性曲线 三、锂离子电池的放电特性曲线分析 四、锂离子电池的充电特性曲线分析 五、电池容量的测算 六、电池的循环寿命 七、电池的能量密度 八、思考题 一、锂离子电池的主要技术参数 电池在充电或放电过程中，电池的电压、电流、容量等变化规律常被称为电池的充、放电特性，是电池使用及管理的重要依据。 某电池厂商提供的电池主要参数 锂离子电池主要技术参数包括： 标称容量、标称电压、充电条件、放电截止电压、循环寿命、工作温度等，电池厂商在产品说明中会提供这些技术参数。 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 二、电池充、放电特性曲线 电池的充、放电过程中，电池电压、电池容量的变化与充、放电的电流大小（倍率）最为密切，同时也受到环境温度的影响。 研究不同充、放电倍率，不同温度下电池电压与容量的关系，并以平面曲线形式表现，称为电池的充、放电曲线。 电池生产厂商一般会为提供电池的充、放电特性曲线，为电池的使用提供依据。 某电池厂商提供的电池特性曲线 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 三、锂离子电池的放电特性曲线分析 以某款额定容量为120Ah磷酸铁锂电池为例： 放电条件： 放电倍率：1C 放电电流：120A 某款额定容量为120Ah磷酸铁锂电池1C放电特性曲线 锂离子电池在放电过程中，以电池电压为纵座标，以释放的电池容量为横座标，形成的曲线，称为放电特性曲线。 由于锂离子电池放电特性与放电倍率及温度密切相关，因此，必须注明放电倍率与温度条件。 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 （一）放电第一阶段——初始阶段 1.无论电池电压多高，一旦放电开始，电压迅速降为平台电压。 2.初始阶段释放容量较小。 放电特性初始阶段 特点： 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 （二）放电第二阶段——工作阶段 放电特性初始阶段 1.放电过程电池电压基本维持在平台电压（3.2V上下）。 2.随着电池容量释放，电池电压缓慢下降。 3.电池电压下降为3.0V左右时，额定容量基本放完。 特点： 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 （三）放电第三阶段——过渡放电阶段 1.释放了额定容量后继续放电，电压急剧下降，但可放出的容量很小。 2.属于过渡放电，将导致电池的可逆性变差。 特点： 放电特性初始阶段 控制策略： 对于磷酸铁锂电池，放电电压低于2.8V时应该停止放电，称为放电终止。 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 （四）放电截止电压 电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压，称为放电截止电压。 不同类型的电池，以及对电池的容量和寿命的要求不同，电池生产厂商对电池的放电截止电压规定值也不同。 控制电池的工作电压不低于放电截止电压，是电池管理系统的重要内容之一。 额定电压为3.2V的磷酸铁锂电池的放电截止电压一般设置为： 2.5—2.8V。 额定电压为3.7V的三元锂电池的放电截止电压一般设置为：2.8—3.0V。 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 以一款18650磷酸铁锂电池为例： 额定容量：1100mAh 不同放电倍率的特性曲线： 放电倍率0.5C ——黑色线 放电倍率1C ——红色线 放电倍率2C ——绿色线 放电倍率5C ——棕色线 放电倍率10C ——粉色线 （五）放电特性与放电倍率关系 测定不同放电倍率的特性曲线 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 测定不同放电倍率的特性曲线 1.无论放电倍率是多少，放电过程都能维持比较平稳的电压 2.放电倍率越大，放电平稳电压值越低，如： 0.5C放电（黑色线），电压约为3.2—3.3V。 10C放电（粉色线）， 电压约为2.7V。 3.放出容量为900mAh左右时，电压都会急剧下降。 分析结论： 教学项目十三 锂离子电池的充、放电特性 测定不同放电倍率的特性曲线 4.若管理系统将放电