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续航锂电常用参数与计算公式、中英对照( 二 )


续航锂电常用参数与计算公式、中英对照
本文插图

根据2016年发布的“节能与新能源汽车技术 ， 可以大概对动力电池发展趋势有一个概念 ， 如上图所示 ， 到2020年 ， 纯电动汽车电池单体比能量要达到350Wh/kg 。
功率密度（W/L&W/kg）
将能量除以时间 ， 便得到功率 ， 单位为W或kW 。 同样道理 ， 功率密度是指单位质量（有些地方也直接叫比功率）或单位体积电池输出的功率 ， 单位为W/kg或W/L 。 比功率是评价电池是否满足电动汽车加速性能的重要指标 。
比能量和比功率究竟有什么区别？
举个形象的例子：比能量高的动力电池就像龟兔赛跑里的乌龟 ， 耐力好 ， 可以长时间工作 ， 保证汽车续航里程长 。
比功率高的动力电池就像龟兔赛跑里的兔子 ， 速度快 ， 可以提供很高的瞬间电流 ， 保证汽车加速性能好 。
电池放电倍率（C）
放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量（Q）时所需要的电流值 ， 它在数值上等于电池额定容量的倍数 。 即充放电电流（A）/额定容量（Ah） ， 其单位一般为C(C-rate的简写) ， 如0.5C ， 1C ， 5C等 。
举个例子 ， 对于容量为24Ah电池来说：
用48A放电 ， 其放电倍率为2C ， 反过来讲 ， 2C放电 ， 放电电流为48A ， 0.5小时放电完毕;
用12A充电 ， 其充电倍率为0.5C ， 反过来讲 ， 0.5C充电 ， 充电电流为12A ， 2小时充电完毕;
电池的充放电倍率 ， 决定了我们可以以多快的速度 ， 将一定的能量存储到电池里面 ， 或者以多快的速度 ， 将电池里面的能量释放出来 。
荷电状态（%）
SOC ， 全称是StateofCharge ， 荷电状态 ， 也叫剩余电量 ， 代表的是电池放电后剩余容量与其完全充电状态的容量的比值 。
其取值范围为0~1 ， 当SOC=0时表示电池放电完全 ， 当SOC=1时表示电池完全充满 。 电池管理系统（BMS）就是主要通过管理SOC并进行估算来保证电池高效的工作 ， 所以它是电池管理的核心 。
目前SOC估算主要有开路电压法、安时计量法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等 ， 我们以后再详细解读 。
内阻
内阻是指电池在工作时 ， 电流流过电池内部受到的阻力 。
包括欧姆内阻和极化内阻 ， 其中：欧姆内阻包括电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的电阻；极化内阻包括电化学极化电阻和浓差极化电阻 。
用数据说话 ， 下图表示一电池放电曲线 ， X轴表示放电量 ， Y轴表示电池开路电压 ， 电池理想放电状态为黑色曲线 ， 红色曲线是考虑到电池内阻时的真实状态 。
续航锂电常用参数与计算公式、中英对照
本文插图

图示：Qmax为电池最大化学容量；Quse为电池实际容量；Rbat表示电池的内阻；EDV为放电终止电压；I为放电电流 。
从图中可以看出 ， 电池实际容量Quse<电池理论上的最大化学容量Qmax 。
由于电阻的存在 ， 电池的实际容量会降低 。 我们也可以看到 ， 电池实际容量Quse取决于两个因素：
放电电流 I 与电池内阻 R 的乘积 ， 以及放电终止电压EDV是多少 。
需要指出的是电池内阻Rbat会随着电池的使用而逐渐增大 。
内阻的单位一般是毫欧姆(mΩ) ， 内阻大的电池 ， 在充放电的时候 ， 内部功耗大 ， 发热严重 ， 会造成电池的加速老化和寿命衰减 ， 同时也会限制大倍率的充放电应用 。 所以 ， 内阻做的越小 ， 电池的寿命和倍率性能就会越好 。 通常电池内阻的测量方法有交流和直流测试法 。
电池自放电
指在开路静置过程中电压下降的现象 ， 又称电池的荷电保持能
一般而言 ， 电池自放电主要受制造工艺、材料、储存条件的影响 。


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