Lou T T[1]等采用8Ah三元材料動(dòng)力電池組測(cè)試研究，采用HPPC方法測(cè)試內(nèi)阻，對(duì)歐姆內(nèi)阻與電流、SOC及溫度的關(guān)系進(jìn)行了考察，得到了容量、溫度與內(nèi)阻關(guān)系曲線(xiàn)，不同溫度下的容量與歐姆內(nèi)阻的關(guān)系，為電池功率在線(xiàn)預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支持。

圖1HPPC簡(jiǎn)化等效電路(a)及脈沖測(cè)試工步(b)

圖1(a)中簡(jiǎn)化等效電路的關(guān)系式為：U=OCV-R×I，OCV為某個(gè)單體在當(dāng)前荷電狀態(tài)下的開(kāi)路電壓，R與I分別為某時(shí)刻該電池的內(nèi)阻和電流，HPPC測(cè)試曲線(xiàn)如圖1(b)所示，可得到歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻、放電功率、再生充電功率、電池最大充放電電流等信息，計(jì)算公式詳見(jiàn)公式(7)-(16)。

若電池工作電壓上下限為Umin≤U≤Umax，OCV為在特定SOC下的開(kāi)路電壓，可進(jìn)一步推出電池允許的最大放電電流為：

因此，也可推斷得到單體電池的充放電最大功率為

郭宏榆[2]等研究了8Ah錳酸鋰串聯(lián)電池組每個(gè)單體在不同溫度下的內(nèi)阻分布情況，結(jié)果顯示相同溫度下同批次電池的內(nèi)阻基本一致，單個(gè)電池內(nèi)阻特性可以代表整組電池的內(nèi)阻特性；在不同溫度下每隔10%SOC對(duì)電池進(jìn)行HPPC脈沖充放電測(cè)試，考察不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻、不同溫度下及30%～80%工作區(qū)間內(nèi)，各種溫度條件下，內(nèi)阻隨SOC變化慢，可對(duì)該區(qū)間內(nèi)阻變化忽略處理。溫度是影響電池內(nèi)阻的關(guān)鍵因素，可以忽略SOC對(duì)電池內(nèi)阻的影響。該文獻(xiàn)中采用最小二乘法擬合曲線(xiàn)，利用Matlab軟件計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了非線(xiàn)性最小二乘法擬合。擬合結(jié)果表明四階多項(xiàng)式可以反映電池內(nèi)阻和溫度之間的關(guān)系。

張方亮等[3]采用HPPC對(duì)磷酸鐵鋰電池歐姆內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)試，得到歐姆內(nèi)阻和放電倍率、SOC之間的關(guān)系，結(jié)論得出電池歐姆內(nèi)阻隨SOC的減小呈逐漸增大趨勢(shì)，但阻值最大變化量為0.5mΩ。林春景等[4]采用HPPC研究了不同溫度下的磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻特性，考察了環(huán)境溫度、SOC對(duì)電池充放電歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻和總電阻的影響，得出歐姆內(nèi)阻對(duì)溫度的敏感性比極化內(nèi)阻更高，歐姆內(nèi)阻增加的變化率逐漸增大，結(jié)論是在一定溫度下，極化內(nèi)阻比歐姆內(nèi)阻隨SOC變化更大，而在0.2℃～0.8℃范圍內(nèi)的電池充放電內(nèi)阻基本穩(wěn)定，可獲得更好的功率特性。溫度下降，磷酸鐵鋰電池的充放電內(nèi)阻均會(huì)增加，充電內(nèi)阻比放電內(nèi)阻更大，當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，內(nèi)阻增大高于10mΩ，因此磷酸鐵鋰電池充電環(huán)境溫度宜大于0℃[5]。

Joongpyo S等[6]采用三元軟包電池(鎳鈷鋁為正極，石墨為負(fù)極)研究了高功率鋰離子電池在長(zhǎng)期循環(huán)下的特性，考察電池不同放電深度下(100%與70%放電深度)的循環(huán)性能和脈沖能力。100%DOD電池的容量和功率衰減比70%DOD的電池衰減更快。電池循環(huán)后的總內(nèi)阻升高，電解質(zhì)的歐姆內(nèi)阻基本保持穩(wěn)定。每隔80個(gè)循環(huán)測(cè)試采用HPPC工步測(cè)試電池的內(nèi)阻，某一電池測(cè)試結(jié)果ASI值和脈沖功率能力變化如圖2所示，計(jì)算18s放電區(qū)域的內(nèi)阻(ASI)及放電脈沖功率，在480個(gè)循環(huán)后，電池只能于60%DOD時(shí)執(zhí)行HPPC測(cè)試，內(nèi)阻比新電池的內(nèi)阻增高了2.5倍，而放電功率比初始階段下降了30%。雖然較初始容量衰減了30%，但由于內(nèi)阻增加能量可衰減70%。采用電化學(xué)工作站對(duì)電池內(nèi)阻進(jìn)行了掃描測(cè)試，結(jié)果與HPPC的研究結(jié)果相符。

圖2 電池循環(huán)HPPC內(nèi)阻及功率測(cè)試結(jié)果

審核編輯 ：李倩