武汉理工大学毕业设计（论文）动力锂电池组充放电性能测试及SOC评估
学院（系）：物流工程学院
专业班级：物流自动化专业0903班
学生姓名：张兵强
指导教师：朱宏辉
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作者签名：
年月日
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作者签名：年月日
导师签名：年月日
目录
摘要 (1)
Abstract (2)
第1章绪论 (3)
1.1 电动汽车概述 (3)
1.2 动力电池的发展状况 (5)
1.3 课题的研究目的和意义 (6)
1.4主要研究内容 (7)
第2 章锂电池组的特性分析 (8)
2.1磷酸铁锂电池 (8)
2.2工作原理 (8)
2.3电池性能参数 (10)
2.3.1电池容量 (11)
2.3.2电池电压 (12)
2.3.3内阻 (12)
2.3.4充放电倍率 (12)
2.3.5循环使用寿命 (13)
2.4电池性能的主要影响因素 (13)
2.5电池特点及充放电特性 (14)
2.5.1实验设备 (14)
2.5.2电池特点 (14)
2.5.3充电特性 (15)
2.5.4放电特性 (16)
第3章锂电池组SOC估算 (18)
3.1 SOC 定义 (18)
3.2 影响 SOC 的因素 (19)
3.2 常见 SOC 的估计方法 (20)
3.3.1 卡尔曼滤波原理 (21)
3.3.2标准卡尔曼滤波 (22)
3.3.3扩展卡尔曼滤波（EKF）算法 (23)
3.4卡尔曼滤波修正算法 (25)
3.4.1 扩展卡尔曼滤波复合模型 (25)
3.4.2卡尔曼滤波修正算法 (25)
第4章结论与展望 (28)
4.1本文结论 (28)
4.2展望 (28)
致谢 (29)
参考文献 (30)
摘要
随着石油能源的短缺和大气污染的加剧，开发节能环保型电动汽车已经成为现今汽车工业领域发展的主要趋势。作为电动汽车的动力来源和能量载体，电池自身制造工艺以及成组应用技术已成为推动电动汽车商业化的关键因数。因此，为了保证动力电池能够安全有效的工作，电动汽车必须配置特定的电池管理系统对动力电池组的状态进行控制和管理。对其进行各项性能测试及荷电状态（SOC）评估是电动汽车研发过程中的重要环节，而电池剩余电量SOC 估计一直是电池管理系统的核心，是反映电池运作状态的主要参数，为整车控制策略提供判断依据。磷酸铁锂电池由于自身的性能特点受到广泛关注和应用，是目前电池界竞相开发研究的热点。为了掌握电池组特性以及解决电池组的安全和延长使用寿命，有必要对电池组的性能作深入的研究。本文主要从磷酸铁锂电池组信号采集、电池组的充放电放电特性和状态估计方面开展研究。对电池组进行充放电特性分析。串联的14节电池组在不同倍率的恒流放电的试验，考察了放电电流大小对电池性能的影响。试验表明磷酸铁锂电池组放电过程中有一个很平稳的放电平台且在低SOC状态下有一定的大倍率放电能力；放电能量效率随SOC增大而增加，随放电倍率增大而减小；大倍率放电性能较其他电池好。利用开路电压法、Kalman 滤波法与安时计量法结合使用对电池组SOC进行状态估计。
关键词：锂电池组；荷电状态（SOC）；电动汽车
Abstract
Because of oil resources shortage and air quality degradation, electric vehicle with advantages of energy saving and environment protection has emerged as the main trend in automobile indust ry. As the major energy carrier and power source, battery’s manufacturing process and group application technology have been the key factors in promoting the commercial progress of electric vehicle. Therefore, in order to keep power battery work securely and effectively, electric vehicle must be equipped with a specific management system to control and supervise the function of battery. To various performance tests and the evaluation of the charged state of (SOC) is the important link in the process of the electric car research and developmen，The state of charge SOC estimation has always been the core component in battery management system, which is one of the main parameters to reflect the battery working states and can provide judgment basis to vehicle control strategy. LiFeP04 battery is attracted great attention and used in many fields for their performances characters，and is the hotspot in the field of battery．The characters of batteries in series is different from the isolated orles，so it is necessary to have an insight view of the battery group and obmin the clues to manage the batteries in order to solve the problem of the safety and prolong the longevity of the baaeries．In this dissertation，many attentions have been paid to the research about the battery group，such as the signal acquisition，the property of the electro-discharge consistency and evaluation of the statement．To analyze the process of electro—discharge and the traits of battery group，a group with fourteen 100Ah batteries will be tested under different SOC with different consistent electro-discharge，and effects caused by the change of．the discharging current for the characters of the batteries will be investigated，as well as the effects caused by the SOC will be studied．There exists a steady discharging platform for the discharging process of LiFeP04 batteries，for there will cause great change only at the start state and end state，moreover this system will have the capacity to have lligh—rate of electro—discharge under low SOC state．And the energy effectiveness of electro-discharge will increase by the argument of the SOC，Oil the other hand，it will decrease by the argument of the ratio of electro-discharge．If the capacity of this group suits the Peukert model，then the loss will become small，when the rate of electro—discharge is higll，and the performance of electro-discharge will be better than other batteries．Each battery in the LiFeP04 batteries is almost normal distribution whether with or without imposed current,so the consistency of the batteries Can be determined by the distribution of open circuit voltage and polarizing voltage．the battery’S SOC will be calculated by ampere．hour measurement and Kalman filter algorithm，and the quality of SOC of the baaery group will be analyzed on the basis of the concision run．ion of the consistent error constant．
Key words：Lithium battery pack；tate of charge (SOC)；electric vehicle
第1章绪论
1.1 电动汽车概述
随着生产力的发展和社会需求的增加，汽车已不再简单地视为传统意义上的代步运输工具，而正逐渐成为大多数人社会生活的重要组成部分。汽车的使用普及率和生产制造技术可以在一定程度上体现一个国家当前的现代化科技水平。同时，汽车全球保有量的不断上升也使得人类社会面临着能源短缺、气候变暖、空气质量水平下降等很多问题的挑战，而这些方面也间接地推动了汽车自身技术的发展，大批汽车技术研发人员正在不断努力地研究降低油耗的方法，开发新型能源的清洁汽车。因此，越来越多的人开始认识到电动汽车是降低环境污染、实现绿色环保汽车概念的重要途径，并且全球汽车产业也为达到这一目标投入了大量的人力、物力和财力。
电动汽车是以车载电源为主要动力，部分甚至全部地以电力方式驱动电机作为动力系统，并符合道路交通和安全法规的汽车。从能量来源角度来说，电动汽车主要分为：纯电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）和燃料电池汽车（FCEV）[1]。
纯电动汽车是指从汽车储能装置上获取全部电力来驱动电机的车辆。一般情况下，这种电动汽车是完全由电池提供动力的“零污染”汽车。它取代了内燃机的复杂传动系统和机械逆转设备，具有电机驱动噪声小、稳定性能高和可再生制动机制等优点。但是，目前的动力电池也存在比功率、比能量低，充电时间长等不利因素，这使得纯电动汽车的机动性和续航能力还无法与其他类型的电动汽车相比。此外，动力电池组庞大的体积和重量也在一定程度上限制了纯电动汽车的发展。
混合动力电动汽车是介于内燃机汽车和纯电动汽车之间的一种过渡车型，兼有电力驱动和传统内燃机驱动两套动力系统。在混合动力电动汽车中，电机能使动力系统按照整车的实际运行情况灵活调控，而发动机可以工作在综合性能最佳区域内，降低了汽车油耗与尾气排放量。所以，混合动力电动汽车既有燃油发动机动力性好、续航能力高的特点，又具备了电动机汽车噪声低、环境污染小的长处，但是混合动力系统对动力电池的性能要求特别高，电池组经常运作在复杂的行驶工况下，这就相应地增加电池管理系统的设计难度。
燃料电池汽车的电力系统是由燃料电池发动机、辅助电源、电流变换器、驱动电机以及整车控制系统等部分构成。与纯电动汽车一样，电机驱动也是燃料电池汽车的唯一驱动模式。但是，燃料电池不同于蓄电池，它实质上是一个发电装置而不是储能设备，其动力能源是通过氧气和氢气的非燃烧化学作用直接将化学能转变成电能。燃料电池在反应过程不会产生有害气体，从而在理论上实现了汽车尾气的零排放，并且能量转换效率比传统内燃机高2～3 倍。因此，在能源利用和环境保护方面，燃料电池汽车显然是一种理想车型。作为电动汽车的一种，燃料电池汽车要求电力驱动系统拥有可靠性好、
性能效率高、成本价格低的特点。然而，就目前科技水平而言，燃料电池反应堆技术以及氢气的制取和存储问题至今仍未得到有效的解决。此外，燃料电池汽车造价很高，仅电池的单项价格就达到20 万左右，很难做到大规模普遍使用。
从整体上来看，电动汽车在能源类型、尾气排放控制、能量使用率和噪声污染等方面都要优于常规燃油汽车，因此电动汽车成为世界各国研究及开发绿色环保汽车的主要趋势。目前，汽油机、柴油机效率分别仅为20%～30%和30%～45%，并且在行驶过程中汽车又存在着频繁停车、快速启动、高低档转换等问题，这些都会降低燃油最终平均能量利用率，进而导致一次不可再生能源的极大浪费[2]。但是，电动汽车能量主要是由蓄电池提供的，使用二次电力资源，摆脱了汽车对石油的依赖，使能源供给得到有效保障。向蓄电池充电的电能可以由煤炭、天然气、太阳能等能源转化得到。此外，电动汽车动力电池的充电过程一般都在晚上进行，可以合理地避开日常用电高峰，有利于电网均衡负荷，减小了电力资源的浪费。电机可以将80%以上的蓄电池能量转化为电动汽车的动力。另外，电动汽车在本质上是一种零排放汽车，一般不直接对外排放污染物，间接相关的污染主要还是产生于发电和电池方面。就发电来说，水力、风力、原子能发电都是非常清洁的，而火力发电的污染控制难度和有害气体排放量也远远低于燃油汽车。从电池角度上，蓄电池的生产、使用和回收技术也渐渐成熟，对环境的污染破坏程度相对较小。另外，电动汽车行驶声音比同类燃油车辆低5分贝以上，若大规模推广电动汽车可有效解决城市噪声污染问题。
虽然电动汽车作为一种新型的绿色环保汽车，在许多方面都远远优于传统燃油汽车，但是它自身也存在着缺点，需要进一步完善。首先，电动汽车的续驶里程短，车载能力小。电池能量密度低是电动汽车发展过程中存在的最大问题。常见动力电池比能量的范围为35～110W·h/kg，而汽油的低热值为44MJ/kg（1.2×104W·h/kg），是动力电池的110～340 倍，即使把电机工作效率高于发动机这一因数考虑在内，两者之间的差距依然很大。虽然混合动力电动汽车不存在续驶里程短的问题，但由于其结构复杂，加之可靠性、载重量等方面的不足，仍然难以与传统内燃机汽车相抗衡。其次，电动汽车制造成本较高。混合动力电动汽车价格明显高于同级别的燃油汽车。纯电动汽车的价格一般为同级燃油汽车的2～5 倍。虽然生产规模扩大后，价格会有一定幅度的下降，但依然难以达到燃油汽车的水平。最后，电动汽车必须配备相应的基础设施和解决氢的来源问题。为了克服动力电池组充电时间长（4～8h）的缺点，需要在停车场或车库建设类似于燃油汽车加油站的快速充电站[3]。同时，氢燃料电池汽车则需要解决氢的来源问题和建设加氢站等设施。总之，上述的这些因素都限制了电动汽车的发展。
日趋严格的环保法规引发了全球电动汽车走向产业化的热潮。随着国家相关政策的不断出台及调整，电动汽车在汽车行业中占据主导地位的趋势也变得越来越明显。
1.2 动力电池的发展状况
电池是各种电动汽车的主要能量载体和动力来源，也是电动汽车整车成本的重要组成部分。动力电池自身制造工艺的提高以及成组应用技术的发展是制约电动汽车市场化和商业化的关键性因素。
动力电池的性能参数包括能量密度、功率密度、能量利用率、充放电效率、自放电率以及循环使用寿命等方面。至今，在电动汽车上经常使用的动力电池有：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池[6]。作为车用动力电池，必须满足以下几个要素[4-6]：（1）体积小、重量轻、贮存能量密度高, 一次充电最大行程不低于100 Km；
（2）循环使用寿命长，电池容量衰减小，自放电率低；
（3）能量输出密度高，支持高倍率电流放电，启动时间快，加速和爬坡能力强；
（4）支持快速充放电，抗过充、过放能力好；
（5）电能燃料储存、处理、输送方便。
（6）价格低，经济性好，维修方便，保养费用低；
（7）环境适应性强，能在一定的温度、湿度下正常工作，低温放电电量衰减不大，抗振动冲击性能好；
（8）环保性好,无二次污染,可回收再生利用；
（9）安全性好，能够有效防止因泄露或短路引发的起火和爆炸。
电动汽车用动力蓄电池经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等多种类型的发展与探索后，目前研究的重点是锂离子电池。常用的几种动力蓄电池性能对比如表1.1 所示。
铅酸电池经过100 多年的发展，技术成熟，安全性好，成本也比镍氢电池和锂离子电池低很多；但铅酸电池比能量太低，导致一次充电的续驶里程太短，而且主要原材料铅对环境有污染，这些缺点严重制约了铅酸电池在电动汽车领域的应用。
镍镉电池具有很好的充放电特性，循环使用寿命较长，但由于电池记忆效应较大，重金属镉对环境污染严重，因此发展受到限制而没能得到推广使用。镍氢电池与铅酸电池、镍镉电池相比具有更高的比能量，快速充放电特性也较好，而且不含重金属，不会造成环境污染。但是镍氢电池不宜并联使用，难以通过并联增加容量，并且工作电压低(1.2V) ,为了获得高的电压需要将大量镍氢电池串联，由此引起电池一致性问题使镍氢电池在大容量、大功率应用场合(如纯电动客车等)受到一定的限制。
锂离子电池从20 世纪90 年代推出以来，因其具有工作电压高、比能量和比功率大、自放电率低、循环使用寿命长、无记忆效应、无环境污染等一系列优点，得到了迅速发展和应用。锂离子电池技术尤其是正极材料技术获得巨大突破，先后出现钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂等多种类型的锂离子电池[7]。钴酸锂电池由于含有稀有元素钴而价格昂贵，而且在充电和高温状态安全性较差，不适合在动力电池领域推广。锰酸锂电池具
有工作电压高、安全性好、成本低等优点，是目前比较常用的动力电池，但也存在高温不稳定性、循环性能较差等不足。磷酸铁锂电池是近几年来受到广泛关注的新型锂离子电池，与以往的锂离子电池相比，除了一些共同的优点外，在安全性与循环寿命等方面更有明显的优势，这些优势使得磷酸铁锂电池在大容量动力电池领域具有广阔的应用前景，是未来电动汽车动力蓄电池的主要选择对象。
表 1.1 常见动力电池性能参数比较
类型铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池
工作电压（V） 2 1.2 1.2 3.2~3.6
比能量(Wh·kg-1) 30～45 40～60 60～70 90～130
能量密度(Wh·L-1) 60～90 80～110 130～170 140～200
比功率(W·kg-1) 200～300 150～350 150～300 250～450
月自放电率<5% 15%～30% 25%～35% 2%～5% 循环寿命400～600 次600～1200 次600～1200 次800～1200 次记忆效应无较大较小无
成本(美元/kW·h) 75~150 100~200 230~500 120~200
优点原材料丰富，
价格低，技术
成熟
循环寿命长，
比能力较高
比能量、比功
率高，可高倍
率放电
比能量、比功
率高，电池电
压高
缺点能量密度太
低，循环寿命
短
镉污染严重，
存在记忆效应
成本较高，存
在记忆效应
一致性、安全
性差，价格高
1.3 课题的研究目的和意义
随着环保和节能问题的日益突出，锂电池由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长，绿色环保等优点，逐渐成为动力电池的主流作为大容量动力电源，逐步在汽车、航天、船舶等领域都有了实际应用。然而汽车的出现却改变了世界，同时汽车工业发展所带来的对石油资源需求的急剧增加和对环境严重的负面影响日益引起人们的关注。人类社会和汽车产业的可持续发展，受到极大的威胁，研制开发高性能电动汽车及新能源汽车已成为当今世界汽车工业发展的必然趋势，动力电池组是电动汽车的重要组成部分，直接影响着电动汽车的启动、加速、续驶里程等多项性能，对其进行各项性能测试及荷电状态（SOC）评估是电动汽车研发过程中的重要环节，同时对缓解全球面临的气候危机和发展危机，加强环境保护具有特殊和深远的意义。
此外蓄电池是混合动力的能源之一，其性能和工作状态对整车的动力性和续驶里程
至关重要。为确保电池性能良好，延长电池使用寿命和优化匹配系统动力参数，必须对电池进行有效的管理，而其前提是采集电池的基本信号和全面掌握电池的特性。为此，国内外均投入大量的人力物力对电池性能开展广泛深入的研究。
同时锂电池有高效率输出、稳定性、极好的循环使用寿命、环保和有较大降价空间等特点，被广泛应用于混合动力汽车、电动助力车、电动自行车、电动工具、发电储能装置等各个领域，然而电池管理系统(BMS)作为电动汽车监管电池的重要部件，通过实时检测电池外特性并估算电池荷电状态，既能防止电池不合理的使用，从而保证电池使用的安全性和寿命，又能最大限度发挥电池的性能，提高电池容量和能量利用率[7]。目前，电池管理技术并没完全发展成熟，荷电状态(SOC)估算一直是BMS 研究的重点和难点。如同传统燃油汽车需要了解油箱剩余油量一样，电动汽车也需要估算电池的SOC 值来了解电池的剩余电量，但由于动力电池工作条件苛刻，电流波动剧烈，电池处于高度非线性状态，从而给电池的SOC 估算带来了较大的困难。
本课题是以14节磷酸铁锂池组为研究对象，通过设计的充放电试验，研究电池组充放电特性和对SOC估算方法，对掌握电池在串联情况下的特性，同时对提高电池组的循环使用、安全性和电池智能管理水平有非常重要的实际意义。
1.4主要研究内容
锂离子电池具有其他电池无法比拟的优点，已经广泛实用与船舶、电动汽车、航天等领域，但在使用过程中存在一些问题（大容量锂电池组充放电性能的研究，电池组SOC 的评估的精确性及电池组的均衡性能以及安全性能等）。因此本文主要对串联的14节大容量磷酸铁锂电池（100Ah）组对如下方面的研究：
(1)电池组的信号测量。电池的性能参数是分析和监控电池的基础。信号采集模块提高电池组的电压、电流及温度的测量精度。
（2）电池组充电特性分析。在0.2C电流下的电压的变化进行观察。
(3)电池组放电特性分析。通过选用14节串联电池组在不同倍率的恒流放电的实验，考察了放电电流大小对电池性能的影响。
(4)SOC估计。电池荷电状态(State ofCharge，简称SOC)是汽车能量控制的重要参数，SOC能直接反应电池组的剩余容量。
第2 章锂电池组的特性分析
2.1磷酸铁锂电池
一般情况下，锂离子动力电池的性能主要是由正负极材料决定的[8]，自1997年A．K．Padhi首次提出磷酸铁锂(LiFeP04)具有脱嵌锂功能以来，磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定。同时该材料无毒、无污染、能量密度高、价格费用低、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点，LiFeP04已成为锂离子电池正极材料的研究热点，成为汽车动力电池的首要选择。近年来，磷酸铁锂电池的成功开发应用是全球电池产业的一项重大突破，从根本上解决了电动汽车长期面临在电池方面的问题。所以，如何生产高效经济的磷酸铁锂电池已成为我国及世界上主要发达国家锂离子电池产业的主要研究方向。如图2.1单节磷酸铁锂电池。
图 2.1 磷酸铁锂电池
2.2工作原理
锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成，而磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。虽然磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料电子导电率和离子扩散率不高，但是其具有较高的理论容量(107mAh/g)，平稳的充放电电压平台，充放电过程中结构稳定。同时，该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点，目前在商业化中有广泛的应用。
锂离子电池内部活性物质是基于嵌入反应过程中可逆向结合 Li +的原理进行工作的，反应本身是一个局部规整过程，反应器件可以使 Li +逆向移出和插入到宿主材料中，而不引起宿主结构发生明显变化。在锂离子电池中正极材料一般都是采用具有层状结构或隧道结构的金属氧化物，而且负极材料石墨碳也拥有类似于石墨的层状结构。由此，电池活性物质与正负极材料一起构成了像“三明治”一样的物理结构[9]。LiFeP04属于正交晶系（Pmnb ），具有规整的橄榄石晶体结构，并且每个晶胞由四个LiFeP04单元组成。其晶胞参数为 a=0.6008nm 、b=1.0334nm 、c=0.4693nm ，晶胞体积为0.2914nm3。图 2.2 为磷酸铁锂的内部结构示意图，图2.3磷酸铁锂空间结构示意图。
磷酸铁锂聚合物电池实际上是一种利用锂离子浓度差的电池，Li +的脱逸和嵌入是在LiFeP04和 FePO 4两者之间进行。充电时，Li +从电池正极脱出，经过内部电解质嵌入到电池负极，使负极处于富锂状态、正极处于贫锂状态，同时电子补偿电荷通过外围电路传输到负极石墨碳中，从而确保了电荷之间的平衡。放电过程则恰好相反，Li +从电池负极脱出，经过内部电解液嵌入到电池正极中，使得正极处于富锂状态。所以，在正常充放电情况下，Li+在层状结构的碳负极和氧化物正极的层间嵌入与脱出，一般只会引起材料层面间距变化，不会导致晶体结构破坏，进而正负极材料的内部化学结构基本保持不变。从充放电过程的可逆性来看，磷酸铁锂聚合物电池反应是一种非常理想的电化学可逆反应。图2.4磷酸铁锂工作原理示意图，其反应机理可表示如下：
充电：444iFeP0-1FeP0-i -LiFeP0L x x xe xL ）（+
→-+ （2.1） 放电：444FeP0-1LiFeP0e ）（x x xe xLi PO F +
→++-+ （2.2） 磷酸铁锂电池在充放电过程中，锂离子的两个电极之间往返嵌入和脱出，被形象地称为摇椅电池[10]。
图 2.2 磷酸铁锂电池的内部结构
图2.3 磷酸铁锂空间结构示意图
图2.4 磷酸铁锂工作原理示意图
2.3电池性能参数
从电池使用角度来说，磷酸铁锂聚合物电池的性能参数主要包括：电池容量、电池电压、内阻、充放电倍率和循环使用寿命等方面[11]。单体电池的技术参数如表2.1。
表2.1100Ah磷酸铁锂电池的技术参数
额定容量100Ah 充电截止电压 3.7V
放电截止电压 2.4V 最大充电电流≤3C
最大放电电流（脉冲电流）恒流放电≤4C 脉冲式放电≤12C
标准充放放电电流0.3C
循环寿命(80DOD％) ≥2000次(70DOD％) ≥3000次
壳体耐热≤200℃
使用环境充电(Charge) 0℃～75℃放电(Discharge) -25℃～75℃
自放电率(月) ≤3％／月
单体电池重量3kg±0.1kg
电池尺寸（长×宽×高）120×60×220mm
2.3.1电池容量
电池容量是指在一定的放电条件下，电池可以释放出的电能，单位为安时(Ah)或(mAh)，可以细分为理论容量、额定容量、实际容量和剩余容量。
(1) 理论容量
理论容量指的是当电池内部全部活性物质都参与电化学反应后，利用法拉第定律计算得到的电池总容量。理论容量代表电池容量的最大极限值，电池实际放出的容量只是理论容量的一部分[12]。
(2) 额定容量
额定容量是指在规定的条件(如放电倍率、温度、截止电压等)下，电池所能放出的最低容量值。额定容量是衡量电池容量大小的主要指标，本文选用的磷酸铁锂电池额定容量为100Ah。
(3) 实际容量
实际容量是指在完全充满电后，电池在一定的放电条件下电池实际可放出的最大容量。实际容量数值上等于放电电流与放电时间的乘积，其值要小于理论容量。
（4) 剩余容量
剩余容量是指电池经过放电使用后，在室温25℃下以C/30 倍率恒流放电至截止电压所能得到的电池电量。
2.3.2电池电压
电池电压是指电池两极之间的电位差，主要细分为理论电压、额定电压、开路电压和工作电压等[13]。
(1) 理论电压
理论电压又称电动势(EMF)，是指电池内部达到热力学平衡时正、负极之间的电位差，是电池可输出电能的主要度量之一。大小是由电池内部电化学反应决定的，与电池外部形状、尺寸无关。在其他条件均相同的情况下，磷酸铁锂电池的电动势越高，可以对外输出的电能就越多。
(2) 额定电压
额定电压又称为标称电压，是指电池正常工作过程中所表现出的典型电压值，是选用不同种类电池的主要参考，磷酸铁锂电池的额定电压为3.3V 。
(3) 开路电压
开路电压(OCV)是指外电路没有电流流过或外电路电阻趋于无穷大时电池正、负极之间的电位差。由于磷酸铁锂电池在未达到热力学平衡时，电池内部极化现象没有完全消除，开路电压一般不等于电动势。
(4) 工作电压
工作电压又称端电压，是指当外电路有电流流过时电池正、负极之间的电位差。由于磷酸铁锂电池在充放电时必须克服欧姆内阻和极化内阻引起的导通阻力，所以在同一时刻工作电压一般不等于开路电压，放电过程中工作电压比开路电压低，而在充电过程中工作电压则比开路电压高。
2.3.3内阻
电池内阻表征了电流通过电池内部时所受到的阻力大小，磷酸铁锂电池的内阻可分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻阻值等于各电池组成部分的离子、电子导电阻力与接触电阻的总和，和电极结构、装配制造工艺有关。极化电阻是由电极反应引起的，与电极反应的电化学本质和电池材料有关，充放电倍率越大，正负电极的极化率就越高，相应的极化电阻也就越大。通常情况下，内阻越小，电池性能越好，本文实验所使用的磷酸铁锂聚合物电池内阻很小，低于2m?。
2.3.4充放电倍率
在充放电过程中，电池工作电流大小常用充放电倍率来表示，定义为： 额定容量
）充电电流（充放电倍率A （2.1） 充放电倍率是由电池充放电时间来衡量的，充放电时间越短，倍率就越高，充放电电流
也就越大[14]。例如，电池额定容量为100Ah，若以50A 恒流持续放电，那么放完全部电池电量就需要 2 小时，所以充放电倍率视为 2 小时率放电，用符号C/2 表示。2.3.5循环使用寿命
电池循环使用寿命是指在合理的工作条件下，当电池额定容量下降到某一规定值（我国标准规定为额定值的80%）时[15]，电池所经历的充放电循环总次数。在每一次循环中，电池内部化学活性物质都会发生一次可逆化学反应，随着循环次数的增加，化学活性物质就会逐渐发生老化变质，从而降低了电池充放电效率。一般来说，电池循环使用次数与电池充放电方式、环境温度、放电深度、电池组均衡等因素紧密相关。2.4电池性能的主要影响因素
从磷酸铁锂电池的使用角度分析，影响性能的最主要的三个因素分别是电池的温度、电压和电流[16]。
(1) 温度对磷酸铁锂电池性能的影响
当电池温度较高时，电池活性增加，能量能够得到有效的输出，表现为电池的实际容量增大、充放电效率提高，但电池长时间处在高温环境下，正极晶格结构的稳定性逐渐变差，安全性和使用寿命会降低；当电池温度较低时，电池活性降低，能够输出的能量明显减少，表现为电池的实际容量减小、充放电效率下降，而且在低温环境下，电池内部Li+的脱嵌能力下降，尤其是嵌入能力下降明显，为了防止Li+的沉积造成安全隐患，在低温环境下必须减小电池的充放电电流。
(2) 电压对磷酸铁锂电池性能的影响
充电过程中，当电池工作电压长时间高于上限电压时，电池正极的Li+过量脱出，晶格结构将遭到破坏，同时负极周围积聚大量Li+，不能嵌入负极的Li+将沉积在负极周围，增加了内部短路的安全隐患；而在放电过程中，当电池工作电压长时间低于下限电压时，与电池负极材料相连的金属集流体开始分解[17]，严重过放电时甚至会造成内部短路或漏液，因此，在使用过程中必须对电池电压进行严格监控，确保处在正常工作范围内。
(3) 电流对磷酸铁锂电池性能的影响
由于电池存在一定的内阻，当电池长时间流过较大的电流时，电池温度会持续升高，如果不及时进行热管理，会严重影响电池的稳定性和使用寿命。此外，Li+在正、负极的脱嵌能力有限，与之相对应的是磷酸铁锂电池最大允许充放电电流[16]，而电流过大会导致极化电压升高，电池提到达到截止电压，影响电池的可用容量，如果电池长时间处在电流过大状态还会导致Li+的沉积，带来安全隐患，因此需要在电池使用过程中，控制充放电电流在合理范围内。
2.5电池特点及充放电特性
2.5.1实验设备
本次试验设备：电池信息采集模块、某动力磷酸铁锂电池组、充放电设备等。如图2.5所示电池组测试系统。
图2.5 电池组测试系统
2.5.2电池特点
虽然磷酸铁锂电池存在着振实密度低、电压平台小的缺点，但它在原材料来源、循环使用寿命、价格成本、环境保护、安全系数方面要远远好于其他类型电池。由于磷酸铁锂分子的化学结构非常稳定，即使电池在过充的情况下也不会产生游离氧，从而避免了与电解液发生反应，这使得它成为目前真正意义上的安全锂离子电池。并且，磷酸铁锂电池可以大电流充放电、工作温度范围宽广（-25℃～75℃），非常适合在电动汽车中使用。表2.2为磷酸铁锂电池与其他锂离子电池在参数性能上的比较。
表 2.2 几种锂离子电池正极材料的主要性能比较
正极材料比容量电位扩散系数密度循环性安全性LiCoO2140～160 3.7 2.6×10-8 5.01 好较差
LiMn2O4110～120 3.8 10-9 4.28良好
LiFePO4160～170 3.3 1.8×10-14 3.60好好
2.5.3充电特性
由于锂电池不具有水溶液电解质动力电池特有的过充保护机制，因此它的充电模式是由电池本身固有特性所决定的。一旦电池出现过充现象，不仅正极会因脱嵌过多锂离子而使内部结构发生不可逆变化，负极也可能会在电极表面析出金属锂，而且电池内部电解液也会发生分解反应，所以锂电池的充电特性和充电方式必须引起高度的重视。
理想充电器的充电过程依次分为预充电、快速充电、补足充电和涓流充电四个阶段[18]。对于长期不用的电池或新电池，一开始马上采用快速充电方式会大大缩短电池的使
用寿命。因此，这种电池应先进行预充电，即用小电流充电一段时间，使其满足相应的快速充电条件。快速充电则采用大电流充电的方式，在短时间内使电池迅速恢复电能。快速充电倍率一般在0.5C 以上，充电时间由电池类型和充电倍率共同确定。为了保证电池电量能够最大限度地接近100%，在快速充电结束时，还应增加一个补足充电的过程。补足充电的倍率定为0.1C 左右。当电池工作电压上升到充电截止电压时，充电器改变电流倍率转至涓流充电。涓流充电可以使电池温度降低并弥补由自放电引起的电量损耗，尽可能的让电池充满电。涓流充电倍率可根据电池的自放电特性选择，通常为C/50（本文为2A）。
图2.6表示的磷酸铁锂电池组在恒流恒压模式下的充电过程。本文采用恒流恒压充电模式对电池充电，充电过程中随着充电容量增加，电池组电压缓慢升高，当将要达到额定容量时，电压迅速上升，电池组平均充电电压为47V左右。当电池端电压低于放电截止电压时，应首先采用小电流（2A）预充电方式使端电压上升到放电截止电压。然后，电池先以恒流(20A)方式充电，使得电池电压逐步升高。当电池端电压达到充电截止电压时（单节电池3.7V），恒流充电方式则必须转变成恒压充电方式。在该充电阶段中，电池端电压将保持不变，而电流会慢慢下降。当电流大小低于涓流值时，即可停止对电池的充电，整个充电过程结束。恒流恒压模式是普通锂电池最为常用的充电方式。
图2.6 恒流恒压充电模式
2.5.4放电特性
磷酸铁锂电池放电是一个受环境温度、放电倍率等诸多因素影响的非线性动态过程。电池组以恒流进行连续放电，其工作电压会随着放电而降低，通常电池组在放电末期都有电压显著下降的现象，而且电池模块的过放电会引起模块性能不可逆的衰退，从而引起整个电池组性能和使用寿命的下降。为了保护电池，同批次的单体电池基本都设定一个合理的充放电终止电压，本次实验充电的的终止电压3.7V,放电终止电压2.4V。但在实际的使用过程中电池组放电电流倍率范围宽，电压变化大，所以在动力电池使用过程中，什么时候停止放电要根据电池的剩余容量、一致性和充放电终止电压等参数综合分析。
图2.7是14节磷酸铁锂电池（100Ah）串联成的电池组进行不同倍率的放电。从这些SOC 放电曲线中可以看出，电池工作电压在放电起始阶段下降比较缓慢，之后有一段较长的放电平台区，期间电池电压基本上保持不变。然而，在电池电量接近放完时，电池工作电压会开始急剧下降直至达到放电截止电压 2.4V。当大电流放电时，电池工作电压下降明显，平台区所占比例缩小，SOC 曲线斜率变大，放电时间减少。但是随着放电电流值的减小，电池电压下降速度会放慢，曲线幅度显得越来越平缓，并且放电时间变得越来越长。
图2.7 不同倍率下的SOC放电曲线
从这些SOC 放电曲线中可以看出，电池工作电压在放电起始阶段下降比较缓慢，之后有一段较长的放电平台区，期间电池电压基本上保持不变。然而，在电池电量接近放完时，电池工作电压会开始急剧下降直至达到放电截止电压 2.4V。当大电流放电时，电池工作电压下降明显，平台区所占比例缩小，SOC 曲线斜率变大，放电时间减少。但是随着放电电流值的减小，电池电压下降速度会放慢，曲线幅度显得越来越平缓，并
且放电时间变得越来越长。
蓄电池检查试验方案 一、目的 为延长蓄电池使用寿命，确保电源类设备处于最佳运行状态，需对蓄电池组进行充放电试验，为保证检查试验过程中的人员分工明确、安全风险可控、试验方法规范，特制定本方案。 二、组织与职责 （一）组织管理组 组长: 1.协调蓄电池检查试验的整体统筹与实施。 2.监管各小组的履职情况。 副组长： 1.配合组长监管蓄电池检查试验工作的开展与实施。 2.配合组长监管各小组的履职情况。 安全负责人： 1.全面监管蓄电池检查试验工作当中的票证、倒闸操作以及安全交底工作，一经发现违规行为，立即叫停改造工作。 技术负责人： 1.负责监管蓄电池检查试验期间运行方式调整。 2.负责蓄电池检查试验期间提供相关的技术支持。 （二）现场实施组 组长： 成员： 三、编写依据 1.GB 50172-1992电气安装工程蓄电池施工及验收规范 2.DL/T 5044-1995火力发电厂.变电所直流系统设计技术规程 3.DL/T 724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 四、工作范围 UPS、EPS、直流屏装置蓄电池组。 五、工作前的准备
1.方案学习 1.1组长负责对所有改造人员进行方案的学习培训，并进行签字确认。 1.2各小组组长负责对自己的成员进行方案的分解落实。 1.3安全负责人对所有人进行安全交底及措施的落实情况。 2.材料及工器具准备 六、工作项目及内容 1.按下表检查蓄电池型号及参数。 蓄电池型号及参数记录表
2.外观及接线检查 逐个目测检查蓄电池外观，不应有变形、污迹，蓄电池间连接可靠、无锈蚀。检查项目和结果满足下表要求。 蓄电池外观及接线检查项目确认表 3.蓄电池运行环境检查 蓄电池运行环境检查记录表
第八节铅蓄电池放电特性 一定放电电流,首先,物质的消耗,密度减少,电动势降低,引起输出端电压减少;另外,放电生成物增多,内电阻上升,引起内压降增多,也引致输出端电压进一步下降。 总之,放电过程中,除了内电阻是增大以外,其他的参数都将减少。 铅蓄电池的放电曲线不同放电电流时的放电曲线 图3-6铅蓄电池的放电曲线 （1）刚放电时, （消耗>补充） （电极上反应物之间接触面多,使反应过程充分进行,而且生成物不足阻碍反应进行,内阻压降基本不变。而进行反应的电极材料孔隙内、外的电解液密度差不多,硫酸分子扩散运动很慢,） 使之消耗量和扩散补充量不平衡,使进行反应的硫酸密度下降较快,故电动势和端电压都有较快的下降。 （2）随着反应深入到中期过程, （消耗=补充） 在反应的孔隙内、外的电解液密度的差值较大,促进补充硫酸的扩散运动速度加快,消耗的硫酸分子得以相应补充。密度减少变缓慢,电动势减少缓慢,内电阻变化也不明显,因此,端电压仍随电动势下降较慢。 （２）反应加深,进入放电后期时, （消耗>补充） 化学反应在孔隙内深处进行,硫酸扩散路径变长,生成物使硫酸扩散通道变窄,甚至被堵塞,处于硫酸消耗多于补充的不平衡状态,电动势下降较快,内阻及降不断增大,造成端电压下降加快,曲线变陡。 单体电池当放电电压达到D点时,就是放电的终止电压值。如果在低于终止放电电压值下继续放电的话,电池电压将迅速变为零。这种超量放电是不允许的,实践中,在终止放电电压值达到后的放电,蓄电池已经失去了保证向负载供电能力。一般D点电压值定为1.7伏,也就是额定负载下端电压下降到20伏,就应该给电池充电。 停止放电后,硫酸分子经一段时间扩散到电极孔隙内,会使该处电解液的密度回升,而且均匀分布,所以电动势值可回到1.99伏左右。 影响放电电压的放电条件： 第一,放电电流影响放电电压。 放电电流大小的改变,化学反应进行的程度不同。增大负载时,能量转换量大,化学反应要求更多、更快,硫酸消耗多,密度下降快,生成物多,内阻增大,影响扩散速度。因此,电动势和端电压下降就快了,达到终止放电的时间会缩短,所以放电电流越大,放电电压下降越快。可放电的时间越短。 （注意,放电电流较大状态下的放电终止电压值允许低一些。）
蓄电池放电试验方案 批准： 审核： 编写： 重庆大唐国际彭水水电开发有限公司设备部 二〇一二年七月二日
蓄电池放电试验方案 本次试验按DL/T724-2000-6.3.3阀控蓄电池核对性放电要求进行全核对性放电试验。 一、计划时间： 开关站直流Ⅰ组蓄电池充放电试验：2012年07月11日08：00至2012年07月14日23：00 开关站直流Ⅱ组蓄电池充放电试验：2012年07月15日08：00至2012年07月19日23：00 地下厂房直流Ⅰ组蓄电池充放电试验：2012年07月29日08：00至2012年08月01日23：00 地下厂房直流Ⅱ段充电装置试验：2012年08月02日08：00至2012年08月05日23：00 大坝直流充电装置试验：2012年08月11日08：00至2012年08月14日23：00 二、组织措施 现场指挥：李正家 成员：谭小华（工作负责人）、刘宏生、肖琳、肖力、陈灏、刘应西、韦黎敏、运行当班值 三、试验前准备工作 1、设备部 1)外观检查：蓄电池槽、盖、安全阀、极柱封口剂等的材料应具有 阻燃性，用目测检查蓄电池外观，蓄电池的外观不应有裂纹、变 形及污迹；
2)极性检测：用万用表检查蓄电池极性； 3)开路电压检查：蓄电池在环境温度5℃～３５℃的条件下完全充 电后静置至少24h，测量蓄电池的开路电压应符开路电压最大最小电压差值不大于； 4)蓄电池连接压降：蓄电池间的连接条电压降应不大于8mV； 5)内阻测试：制造厂提供的蓄电池内阻值应与实际测试的蓄电池内 阻值一致，允许偏差范围为±10%。 2、发电部 退出需放电试验的运行蓄电池组。 三、试验步骤 1、蓄电池核容试验： 1)以×10小时放电率电流对电池组充电，连续充电至少72小时， 直至3小时内充电电流基本稳定不变（电池组充满状态），静置1到2小时，电池组温度与周围温度基本一致后对电池组进行放电，放电电流为10小时放电率电流（120A），连续放电10小时（放电过程中调整负载，始终保持放电电流不变）或端电压达到终止电压或单个电池电压低于时，停止放电，记录连续放电时间，由此算出容量。 2)根据直流电源系统运行规范规定，若达不到额定容量的80%，此 组蓄电池为不合格。 3)根据附表格每小时进行一次数据测量和记录。在整组蓄电池合格 的情况下，如有单个蓄电池不合格，对不合格蓄电池进行更换后
铅酸蓄电池基本常识 1、什么是放电效率？ 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比，主要受放电倍率，环境温度，内阻等到因素影响，一般情况下，放电倍率越高，则放电效率越低。温度越低，放电效率越低。 2、何为电池的倍率放电？ 指放电时，放电电流（A）与额定容量（A?h）的倍率关系表示。 3、何为电池的小时率放电？ 按一定输出电流放完额定容量所需的小时数数，称为放电时率。 4、何为电池的能量密度？ 指电池的单位体积所含的电能。 5、铅酸电池使用什么标准？ 电池标准分国家标准、行业标准、企业标准三个级别。目前车用电池执行的是编号为JB/T 10262——2001的行业标准。 6、电动车铅酸电池是如何命名的？ 车用铅酸电池名称叫做6-DZM-X，其中的X为后缀，X可以是8、10、12，代表电池的容量。6DZM代表6组单格电池组合成一块12V电压的电动车专用阀控密封免维护电池，如果是胶体电池，其标示方法为6-DJM-X。 7、铅酸蓄电池容量标示方法是什么？ 应当以C2为准，即以0.5C2电流放电，当电压达到该电池的放电终止电压时的放电时间和电流的乘积应等于或接近额定容量值。比如：一块12V、12Ah 的电池，以5A电流放电，放电终止电压达到10.5V时，时间不能少于140min；
同样，一块12V、10Ah的电池，以5A电流放电到电压达到终止电压10.5V时，时间不能少于120min。其误差为0.1Ah 实际上行业标准规定：10Ah的电池，以5A电流放电到终止电压时间不得小于120min。企业产品实际达到的为130~137min。 8、什么是电池的过充电能力？ 行业标准规定，铅酸蓄电池以1.2A电流连续充电48h，实际容量不得低于额定容量的95%。 9、什么是电池的过放电能力？ 行业标准规定，铅酸蓄电池开始放电电流为12A±1.2A、以定阻抗方式连续放电2.0h，实际容量不得低于75% 10、什么是电池的低温保存特性？ 行业标准规定，铅酸蓄电池在-10℃±0.1℃的环境条件下存放10h，实际容量不能低于70%。 11、如何评价铅酸蓄电池的寿命？ 以容量75%的深度放电，寿命不应低于350次。 12、铅酸电池有那些优缺点？ （1）优点——价格低廉：铅酸电池的价格为其余类型电池价格的1/4~1/6。一次投资比较低，大多数用户能够承受。 （2）缺点——重量大、体积大、能量质量比低，娇气，对充放电要求严格。 13、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货？ 电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间储存后，允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的
铅酸蓄电池的性能检测 一、容量 电池容量是指在规定条件下测得的并由制造商宣称的电池容量值。实际上是在规定 温度下，以一定电流放电一定时间，当达到规定的终止电压时，所能给出的电量，用C 表示，以安时(Ah)为单位。 ⑴起动电池的容量 a. 额定储备容量，用Cr.n表示，其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 b. 实际储备容量，用Cr.e表示，其值应在第3次或之前的储备容量试验时，达到额定储备容量用Cr.n。 c. 20h率额定容量，用C20表示，其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 d. 实际容量，用Ce表示，其值应在第3次或之前的容量试验时，应不低于额定容量C20的95%。 ⑵牵引电池的容量 a. 额定容量，用C5表示，在30℃温度下放电5h，放电电流是C5/5(A)，放电至单体电压1.70V，所给出的电量(Ah)，其值应符合GB/T 7403.1-2008标准的规定。 b. 实际容量，用Ce表示，在规定条件下，电池所能放出的电量(Ah)，其值应在第1次容量试验时应不低于额定容量C5的85%。实际容量在前10次容量试验内至少有1次 达到额定容量。 ⑶内燃机车用排气式电池的容量 电池的额定容量以C5表示，其值应在第6次循环内达到电池标称容量值，应符合GB/T 7404.1-2008标准的规定。 ⑷内燃机车用阀控密封式电池的容量 电池的额定容量以C5表示，其值应在第6次循环内达到电池标称容量值，应符合GB/T 7404.2-2008标准的规定。
⑸铁路客车用电池的容量 a. 额定容量，用C10、C5、C1表示，其容量值在进行容量试验时要达到额定值，在3次试验中有1次合格为合格，应符合GB/T 13281-2008标准的规定。 b. 实际容量，用Ce表示，即在规定条件下测得的电池实际放电容量。 c. 低温容量，用Cd表示，电池在零下40℃环境中静置8h，以I10(A)电流放电至单体电压1.60V，计算其容量，低温容量Cd与常温容量C10、C5、C1的比值不少于0.4(＞40%)。 ⑹固定型防酸式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.90C10，第5次循环应达到C10；C1和1.0C容量分别在第7次、第9次循环达到额定值，应符合GB/T 13337.1-2008标准的规定。 ⑺固定型阀控密封式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.95C10，第3次循环应达到C10、C3、C1，应符合GB/T 19638.1-2008的规定。 ⑻小型阀控密封式电池的容量 C20容量应符合GB/T 19639.2-2008的规定。实际容量Ce在第5次充/放循环内应不低于C20。 ⑼电动道路车辆用电池的容量 a. 额定容量，用C3表示，第1次放电容量应不低于0.85C3，第10次放电容量或之前放电容量应达到C3，应符合GB/T 18332.1-2008的规定。 b. 低温容量，用Cd表示，电池在零下18℃环境中静置24h，以I3(A)电流放电至单体电压1.40V，其容量应不低于0.5C3。 ⑽电动助力车用密封式电池的容量 a. 额定容量，用C2表示，应在第3次循环内达到。 b. 实际容量，用Ca表示，应符合GB/T 22199-2008的规定。
一般决定锂电池使用寿命的是它的充电循环次数，所谓充电循环次数，是指锂电池从满电状态把电池电量放倒0，又充满的过程。无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池，如果采取浅放浅充的方式充放电，其使用寿命将会延长很多，三元锂电池的充电循环次数能很轻松地突破1000次。 往往说到锂电池循环次数这个问题，基本上都会和“充电周期”挂上关系，这两者其实可以说是同个意思，你可以说：电池循环次数是以周期来计算的，也可以反过来说锂电池充电周期是以循环次数来计算的，这两种说法都不为过。 什么是充电周期？一次充电周期指的是锂电池一次完整的充放电过程，也就是说当电池使用电量达到电池容量的100%，即完成了一个充电周期，但不一定通过一次充电就完成。这点是很多人的一个认知误区。 锂电池的寿命是500个充电周期。怎么才能算作是一个充放电周期呢？一个充电周期意味着锂电池的所有电量由满用到空，再由空充到满的过程，这并不等同于充一次电。所谓的500次，是指锂电池厂家在恒定的放电深度（80%）实现了625次左右的可充次数，达到了500个充电周期。再来个算式就更清楚了：625×80%＝500.（忽略锂电池容量减少等因素）。 实际中，由于生活中的各种影响，特别是充电时的放电深度不是恒定的，所以，“500个充电周期”只能算作是参考。进口三元锂电池充放电次数可达到约3000次左右，国产的大概也就是800-1000次。
正常用锂电池充电放电次数高达到2000次、锂电池有三元锂电池、铁锂电池、聚合物锂电池，各有差距。正常用铅酸电池各充电放电次数高达500次、如平液电池、富液电池、胶体电池等各有不同。 目前的新能源汽车上使用的动力电池主要是三元锂电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池这三种，无论是哪一种类型的电池，都存在着使用寿命，动力电池的寿命是按照循环使用次数来进行衡量的，充放电的次数越多，电池的使用寿命就会越少。对于动力电池电芯循环使用次数国家强制要求必须要在1000次以上，磷酸铁锂一般可以做到2000次，而三元锂电池一般也能1000次以上。 不同的电池有不同的循环使用寿命。通常三元锂动力电池的循环使用寿命在1500次到2000次左右。所以单纯的充电次数并不会影响到电池的寿命。动力电池的寿命只会根据循环次数来减少。充电次数并不能够直接决定动力锂电池的使用寿命，在一次充放电的循环中多次充电也只能算是电池损耗的一次循环使用。所以我们在使用电动汽车的时候，不需要担心充电次数多而影响到动力锂电池的使用寿命。 杭州固恒能源科技有限公司从事于新能源汽车后市场领域，是一家专注于动力电池的应用以及循环利用等方面的研发、生产、销售，并提供全套检测维护解决方案的企业。研发了一系列动力电池，机电，机电控制维保领域的相关产品，有效的降低了服务商的运营维护成本，延长了电池的使用寿命，我们致力于打造
蓄电池充放电方案 为了保障发供电安全，编写了蓄电池充放电方案; 一、测试前准备 1 测试必要的工具准备 测试所需工具包括：绝缘手套、绝缘靴、万用表、扳手、测试记录表、警示标示、手电筒。 2 环境检查 环境检查：房内应该凉爽、干燥，通风需运行正常。 3 电池检查 电池外观检查：检查外观是否清洁，有无液体或污渍，并做好设备间的清洁工作帮助对故障点的判断。 电池连接检查：对电池间的连接铜排是否紧固做检查，检查组间接线应无扭力及腐蚀。 二、蓄电池充、放电注意事项 1）蓄电池放电后应立即充电，如搁置时间长，即使再充电也不能恢复其原有容量。 2）在施工期间，值班人员应加强对设备的巡视，密切监视各断路器的运行状况 三、技术措施 1开工前有关人员应到现场进行勘察，制定施工方案，报经主管部门批准。根据施工方案和现场具体情况制定三措计划、施工计划(步骤)报主管部门批准后实施。 2开工前应准备好工具、仪表、仪器和辅助材料。
3开工前全体施工人员应认真阅读相关说明书，做到施工人员人人心中有数 4对蓄电池进行外观检查。 5壳体应无变形、裂纹、损伤，密封良好、外观清洁。 6蓄电池的正、负极柱必须极性正确，并应无变形。 7连接条、螺栓及螺母应齐全，无锈蚀。 8检查蓄电池是否有漏液现象。 四、测试方案 1 放电前，对所有操作人员进行交底，包括技术交底和安全交底。 2 在电池浮充状态下测量并记录电池的电压。(单只电池电压及总的端电压) 3 放电前，应测量并记录电池的单只电池电压。 4 放电开始前应测量蓄电池的端电压，放电时应测量电流，其电流波动不得超过规定值的1% 5对放电过程中的单个电瓶电压及时测量并记录，并在操作区域挂警示标示，每小时记录一次。 五、总结 虽然电池容量测试耗时耗力，却是检测电池性能最好最直接的方式，很多故障隐患都能在此过程中显现出来.
蓄电池的主要性能指标 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
1. 铅酸蓄电池的主要性能指标 （1）安全性能安全性能指标不合格的蓄电池是不可接受的，其中影响最大的是爆炸和漏液。爆炸和漏液的发生主要与蓄电池的内压、结构、工艺设计（比如安全阀失效）及应当禁止的不正确操作有关。 （2）额定容量为了蓄电池的容量，定义了蓄电池的额定容量。额定容量是蓄电池制造的时候，规定蓄电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的电量，其单位为Ah。使用条件不同，蓄电池能够放出的容量也不同。规定的蓄电池放电条件为：①蓄电池放电电流。一般所说的就是放电率，针对蓄电池放电电流的大小分别有时间率和电流率。放电时间率是指在一定的放电条件下放电到终止电压的时间长短。依据IEC标准，放电率分别为20小时率、10小时率、5小时率、3小时率、2小时率、1小时率、小时率等。蓄电池的额定容量用C来表示，以不同的放电率得到的蓄电池的容量会不同。 ②放电终止电压。放电电流不同，终止放电电压也不相同。随着放电的进行，蓄电池的端电压会逐步下降。在25℃条件下放电到能够再次反复充电使用的最低电压称为放电终止电压。放电率不同，放电终止电压也不相同。一般为10小时率放电的终止电压多数为单格，以2小时率方电的终止电压一般为单格。低于这个电压时，虽然可以放出稍微多一点的电量，但是容易形成再次充电的容量下降，所以除非特殊情况，不要放电到终止电压。 ③放电温度。需电池在低温时的放电容量小，高温时的容量大，为了统一放电容量就规定了放电温度。④蓄电池的实际容量。蓄电池的实际容量反应蓄电池实际存储电量的多少，单位用安时表示（Ah）表示。同样安时数越大，则蓄电池的容量就越大，电动自行车的续行里程就越远。在使
引言 铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得到了广泛的使用。但是，若使用不当，其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，而采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。 研究发现：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响较少。也就是说，绝大多数的蓄电池不是用坏的，而是“充坏”的。由此可见，一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。 1蓄电池充电理论基础 上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线，从而奠定了快速充电方法的研究方向[1，2]。 图1最佳充电曲线 由图1可以看出：初始充电电流很大，但是衰减很快。主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆积在正极板（正极板产生氧气），使电池内部压力加大，电池温度上升，同时缩小了正极板的面积，表现为内阻上升，出现所谓的极化现象。 蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下：
很显然，充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程，为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电，必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是，实践表明，蓄电池充电时，外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料，溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中，这种电动势超过热力学平衡值的现象，就是极化现象。 一般来说，产生极化现象有3个方面的原因。 1）欧姆极化充电过程中，正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力，称为欧姆内阻。为了克服这个内阻，外加电压就必须额外施加一定的电压，以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境，出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大，欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。 2）浓度极化电流流过蓄电池时，为维持正常的反应，最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充，生成物能及时离去。实际上，生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度，从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说，从电极表面到中部溶液，电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。 3）电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度，落后于电极上电子运动的速度造成的。例如：电池的负极放电前，电极表面带有负电荷，其附近溶液带有正电荷，两者处于平衡状态。放电时，立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少，而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me－e→Me＋，不能及时补充电极表面电子的减少，电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极，金属离子Me＋转入溶液，加速Me－e→Me＋反应进行。总有一个时刻，达到新的动态平衡。但与放电前相比，电极表面所带负电荷数目减少了，与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高，从而严重阻碍了正常的充电电流。同理，电池正极放电时，电极表面所带正电荷数目减少，电极电势变负。 这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。 2充电方法的研究 常规充电法
铅酸蓄电池特性说明&&名词解释（本文内容为普通蓄能类铅蓄电池）一．STANDBY USE/CYCLING USE 浮充使用/循环使用 I nitial current :less than 1.75A：初始电流不超过1.75A。 一般充电时，电池在未接入回路时内阻可能很小，为保护电池充电电流不能太大。Standby use ：浮充使用：表示长时间持续充电，只有需要时才放电。如UPS。Cycling use ：循环使用：表示快速的充放电使用。如电动车，需要经常性充电。 以上仅为某一品牌电池铭字简解，不同品牌略有差异。二．放电电流/终止电压 放电是蓄电池的最基本功能。但过放电却能导致蓄电池性能急剧下降甚至永久性损坏。在寿命功效最大化的情况下，蓄电池放电应在0.05C—3C之间。汽车蓄电池等某些特殊用途的蓄电池，瞬间放电10倍C（C为25℃下标称容量）甚至以上，也只是瞬间而已。一般铅蓄电池的放电电流和终止电压具有“类负相关”关系。不同品牌的铅蓄电池，放电电流/终止电压略有不同，其极板材质、化学成分和制作工艺导致差异的存在。 超过某一放电电流下终止电压的下限额度就会发生过放电。若难免而发生了反复过放电情况，应及时充电甚至维护。 以下为某一品牌铅蓄电池放电电流/终止电压数据： 正常工作温度25℃下，
三．放电容量 不同放电率下蓄电池容量不同。 以下为某一品牌铅蓄电池不同放电电流下的放电容量。
结论得出：放电电流Ix越大，电池所能放出的容量Cx越小。 铅蓄电池标称容量一般是：20—25℃左右的时候，10小时的放电量，就是标称容量。进而可以得出，0.1C的放电量，可以放电10个小时。 四．其他注意事项 ①．温度. 铅蓄电池正常温度范围为15℃—50℃。温度过高过低，都会影响性能。建议长期使用温度20℃—40℃。对于60V以下蓄电池，温度补偿不明显，可以不予考虑。 ②．充电电流/功率. 铅蓄电池正常充电电流应小于0.25C。充电电压应小于14.5（快速循环充放电时，充电电压要小于15V）。充电电流=充电功率÷充电电压，欧姆定律成立。 ③．用电/存储/充电. 铅蓄电池不宜长期放置。不可避免的长期存放之前，应充电至满电荷。 置于25℃—35℃环境中朝上静放。 ④．浮管式水力发电机/风力发电/太阳能发电 浮管式水力发电机是重庆同利实业有限公司研发的绿色环保水力发电系统。 它直接通过流水发电，无需筑坝，无需巨大落差，无需强力冲击，流水即可发电，水流速度要求0.6m/s—3.5m/s。它适用于小溪流、水沟渠、江河、洋流和人工循环水系统等各种流水环境。它可用来建设水力发电站；也可以单台分布式发电。它用于景观、广告、应急、救援等可循环绿色用电；也可以给一个国家，一个地区，一个省份，一个城市，一个乡镇，一个村或单家独户提供用电。有关浮管式水力发电机请参阅重庆同利实业有限公司官方网站。 与风力发电和太阳能发电一样，浮管式水力发电机（系统）也可以配备蓄电池。这三种发电系统建议使用普通蓄能类蓄电池。
电动汽车能量流研究需要考虑电池充放电效率的影响，然而目前针对不同充放电模式下的充放电效率研究并不充分，实验方法、测试系统与分析结果仍不具备普遍适用性。因此，本文提出了一种电动汽车充放电效率表征方法和试验方法，并搭建了测试台架系统；在此基础上，针对某款电动汽车动力电池，定量研究了不同充电模式、放电工况下充放电效率的变化规律，从而为整车能量流研究提供了一种有效的动力电池充放电效率测试方法，接下来就为大家详细的讲解一下希望对大家有所帮助。 1 动力电池及其充放电效率 动力电池是电动汽车的能量来源，锂离子电池以其高能量密度和功率密度、长循环寿命、低自放电率等优势，成为电动汽车的首选动力电池；其中，磷酸铁锂电池（LiFePO4）和三元锂离子电池（NCA、NMC）等具有更高的安全性能，因此广泛应用于电动汽车领域。图1 所示为锂离子电池的基本结构与工作原理示意图，其充放电过程是通过Li+在正负极柱之间嵌入和脱出实现的。 2 实验平台和测试方法 实验平台结构包含试验箱、电池模拟器、12V 开关电源、冷却循环水机、上位机等试验仪器及设备。其中，动力电池系统在实验过程中放置于试验箱内，由高压线连接至电池模拟器，通过控制电池模拟器的功率及电流方向，实现动力电
池不同模式下的充放电；同时电池充放电数据通过CAN 总线进行通讯，并上传至上位机系统。实验过程中，电池模拟器及电池管理系统BMS 实时检测动力电池组总电压、单体电压、电池组温度等参数并设置保护措施，从而保证实验过程电池处于安全工作状态。 3 实验及结果分析 实验用动力电池系统采用三元电芯作为单体电池，整体模块标称能量为46kwh。充放电过程中，设置系统总电压、单体电压、温度等参数的安全范围；一旦检测到参数超出上下限安全阈值，将电池模拟器输出电流设置为0，并切断电池模拟器与动力电池系统的连接。 实验过程中，分别采用2.6kw 慢充、6.6kw 定功率充电、快充、1/3C 标准充电（15.3kw）以及1C 充电（46kw）对电池包进行充电，并通过变功率、45kw、6.5kw 、14.9kw 以及28.4kw 等效模拟车辆NEDC 工况、1C 放电、60km/h 等速、90km/h 等速、120km/h 等5 种驾驶工况。 杭州固恒能源科技有限公司从事于新能源汽车后市场领域，专注于动力电池的应用以及循环利用等方面的研发、生产、销售，并提供全套检测维护解决方案的高新技术企业。产品涉及动力电池检测与维护、数据监测与存储、电池模组级单体电池的高效分选以及成组、储能管理系统等设备领域，客户遍及国内各动力电池厂家，新能源汽车厂家、梯次利用回收企业以及储能应用等企业。
蓄电池充放电 阀控式蓄电池俗称“免维护蓄电池”被广泛应用于备用电源系统中，“免维护”仅指无需加水、加酸、换液，而日常的检测和维护工作仍是不可缺少的。因蓄电池在运行中欠充、过充、过放、环境温度过高等都会使蓄电池的性能劣化，所以只有对其进行核对性放电才能客观、准确地测出蓄电池的真实容量， 才能保证直流电源系统运行的可靠性。 步骤/方法 1.放电前，应提前对电池组做均充，以使电池组达到满充电状态，一般以 2．35V／单体充电12小时，静置12-24h。 2.记录电池组浮充总电压、单体浮充电压、负载电流、环境温度以及整流器 (或开关电源)的其它设置参数，同时检查所有的螺钉是否处于拧紧状态。 3.结合基站／交换局的实际情况，断开电池组和开关电源之间的连接，确认 假负载处于空载状态后，把假负载正确连接到电池组正负极上，15分钟后记录电池的开路电压。 4.根据情况需要，确定电池组的放电倍率，一般以3小时率或10小时率放 电(3小时率放电电流为0．25C10，10小时率放电电流为0．10C10)，在假负载上选择相匹配的负载档，对电池组进行放电。 5.在放电过程中，考虑到假负载上的电流表显示准确度不够，需用钳形电流 表对放电电流进行检测，根据钳形表的实际显示，对假负载进行调整，使电池组放电电流到要求的放电电流，等放电5分钟左右，开始记录电池组的总电压、单体电压、放电电流、环境温度以及连接条的温度等。
6.若是选择10小时率放电，应每1小时(3小时率放电，则每30分钟)测量 一次电池的放电总压、单体电压、放电电流等：在放电的后期应提高测量的频率，10小时率是在9小时后每30分钟测量一次；3小时率是在2小时后每15分钟测量一次。放电过程中，同时应重点监控环境温度、电池单体和连接条的温度，有没有出现异常情况，同时电池组中放电电压最低的单体电池。 7.对于新安装的电池组，放电结束条件是电池组放出容量达到额定容量要求 或电池组中有一个单体达到1．80V，而对于已经在线使用的电池组是以总压达到43．2V(48V电池系统)为放电结束。 8.对于放电过程中的情况，如在到放电终止时，电池组放出的容量经核算没 有达到所规定的额定容量，电池组的出厂容量可能存在问题，应及时联系相关厂家前来处理。 9.放电结束，先让假负载空载，接着再断开电池组与假负载的连接，把电池 与开关电源连接上，此时应注意已经放过电的电池组与整流器之间的压差较大，连接时可能会出打火现象，最好是先调低开关电源的浮充电压值，使开关电源的浮充电压值尽量接近电池组的开路电压，以减小火花。 10.若放电情况正常可观察和记录充电开始的情况，若放电情况不正常，应监 测电池组的充电情况，确保电池的正常充电。 注意事项：
蓄电池特点 （1）使用寿命长 高强度紧装配工艺，提高电池装配紧度，防止活物质脱落，提高电池使用寿命。 低酸比重电液，提高电池充电接受能力，增强电池深放电循环能力。 增多酸量设计，确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。 因此GFM系列蓄电池的正常浮充设计寿命可达15年以上(25℃) （2）高倍率放电性能优良 高强度紧装配工艺，电池内阻极小，大电流放电特性优良，比一般电池提高20[%]以上。 （3）自放电低 高纯度原料和特殊造工艺，自放电很小，室温储存半年以上也可无需补电。 （4）维护简单 特殊氧气吸收循环设计，克服了电池在充电过程中电解失水的现象，在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化，因此电池在使用过程中完全无需补水，维护简单。 （5）安全性高 电池内部装有特制安全阀，能有效隔离外部火花，不会引起电池内部发生爆炸。 （6）安装简捷 电池立式、侧卧、叠层安装均可，安装时占地面积小，灵活方便。 （7）洁净环保 电池使用时不会产生酸雾，对周围环境和配套设计无腐蚀，可直接将电池安装在办公室或配套设备房内，无需作防腐处理。 蓄电池的充放电特性 蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用，大约要延误数月的时间。以PA-NASONIC蓄电池为例，在30℃的环境温度下贮藏8个月，蓄
电池的残存容量仅为出厂时的一半，因此对于新购买的与配套的蓄电池，一般要进行一次较长时间的充电，这叫做初充电。蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电，蓄电池在放电终了后可进行再充电，这叫正常充电。目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗，浮充充电工作方式接线简单，对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化，用这种方式充电，可以缩短充电时间。 1.充电电压 由于UPS蓄电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长蓄电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，蓄电池充满后即转为浮充状态。 对于端电压为12V的蓄电池，正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。 浮充电压过低，蓄电池充不满，浮充电压过高，会造成过电压充电。当浮充电压超过14V时，即认为是过电压充电。严禁对蓄电池组过电压充电，因为过电压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而逸出，使电解液浓度增大，导致蓄电池寿命缩短，甚至损坏。 2.充电电流 蓄电池充电电流一般以C来表示，C的实际值与蓄电池容量有关。举例来讲，如果是100Ah的蓄电池:C为100A。松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。 理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式，即在充电初期采用较大的电流，充电一定时间后，改为较小的电流，至充电末期改用更小的电流。充电电流的设计一般为0.1C，当充电电流超过0.3C时可认为是过电流充电。避免用快速充电器充电，否则会使蓄电池处于“瞬时过电流充电”和“瞬时过电压充电”状态，造成蓄电池可供使用电量下降甚至损坏蓄电池。过电流充电会导致蓄电池极板弯曲，活性物质脱落，造成蓄电池供电容量下降，严重时会损坏蓄电池。 3.充电方式 铅酸蓄电池放电产物是硫酸铅，若不及时转化掉，会使蓄电池处于充电不足状态，从而降低蓄电池放电容量和缩短蓄电池使用寿命。因此，必须使蓄电池组处于充足电状态。对不同情况，可分浮充和均充。 (1)浮充充电。在线式蓄电池组是长期并联在充电器和负载线路上，作为 后备电源的工作方式。一般情况下，都采用浮充充电，单体蓄电池电压控
针对锂离子电池过充电、过放电问题过充电：锂离子电池过充时，电池电压随极化增大而迅速上升，会引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，存在爆炸、燃烧等隐患。 过放电：电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，电池过放电可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，电解液分解，负极锂沉积，电阻增大，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。 解决措施： 1、改变正极材料：目前钴酸锂正极活性材料在小电芯方面是很成熟的体 系，但是充满电后，仍旧有大量的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上形成枝晶（使其晶面的半高宽变大，导致某一方向的晶粒尺寸变小，晶体结构的改变导致碳材料出现裂纹，进而破坏负极表面的 SEI 膜并促进 SEI 膜的修复，SEI 膜的过度生长消耗活性锂，因此造成了电池的不可逆容量衰减。如图1所示）这是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果。甚至在正常充放电过程中，也有可能会有的产生多余的锂离子游离到负极形成枝晶（由于石墨的嵌脱锂电位较低，接近锂的还原电位，因此在某些条件下负极容易出现锂沉积，锂沉积会消耗活性锂，产生不可逆容量损失）。因此寻求高能量密度、高安全、环保和价格便宜的电极材料是动力电池发展的关键。目前国家选择的安全正极材料有锰酸锂、磷酸铁锂等。 （锰酸锂LiMnO 4 分子结构上面可以保证在满电状态，正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中，从根本上避免了枝晶的产生。同时锰酸锂稳固的结构使其氧化性能远远低于钻酸锂，分解温度超过钴酸锂10O℃，即使由于外力发生内部短路、外部短路、过充电时，也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。 磷酸铁锂(LiFePO 4)及其充电(脱锂)后形成FePO 4 的热稳定性非常好，其在 210～410℃的温度范围内所放出的热量仅为210J／g：而普遍使用的LiCoO2的充电态
蓄电池充放电试验步骤 直流系统蓄电池充放电试验 MK-11-65AH/220V 型直流电源 一、 1、断开直流系统蓄电池充电开关。 2、拆除蓄电池充电开关接线，并用绝缘胶带做好标记。 3、将放电试验仪器与蓄电池出充电关连接。 4、合上蓄电池充电开关，调节放电试验仪器将电流控制在10A以内 5、每隔半小时记录电流、每块电池的电压及温度。 6、当电池电压降到10、5V时停止放电试验。 7、试验过程中随时检查电池，若温度或电压出现明显变化将其隔离后再进行试验。 8、当故障蓄电池达到整组蓄电池的20%时，更换整组蓄电池。 记录各只蓄电池的端电压、温度，进行下面步骤: (1)选择放电电流为10小时放电率的电流，在直流屏上合上放电柜的小开关，观察放电柜电流表显示值应小于10小时率放电电流，然后调节放电电阻，使放电电流为10小时放电率电流为止。此时，观察毫伏表所反映的电流与放电柜的电流一致，当明显不一致时，应检查接线是否有误，如果只存在一定误差，应以毫伏表的读数为准; (2)维持该放电电流，初始阶段每两小时记录一次每只电池的端电压、温度，观察电池是否出现酸液外溢、外壳裂损等异常现象。———————————————————————————————————————————————
但当放电至电池电压普遍降至10.9V左右时，应每小时记录一次。在放电末期，当电池电压普遍降至10.87V左右时，电池电压下降很快，应密切注意电池的端电压，防止过放电; (3) 在放电过程中，如果有个别电池过早降至终止电压10.8V或其它异常现象要对其进行隔离，方法是先断开放电小开关，中止放电，再将异常电池与前后电池的连接板断开，使异常电池与蓄电池组隔离，然后用已准备好的长2m、截面积为50mm2的短接线将异常电池前后的电池连接，使蓄电池组重新构成回路，这样就将异常电池隔离。之后在直流屏上合上接放电柜的放电小开关3QF，继续放电。注意应该先断开异常电池与前后电池间的连接板，再将其前后电池连接，否则将使电池正负极直接短路，造成损坏电池、伤害人身的事故; (4)蓄电池的放电终止电压为10.8V，当电池电压普遍降为10.8V时，并使电压不合标准的电池数控制在3% 以内，断开直流屏上放电柜小开关3QF,停止放电,观察各电池是否有异常，如果有，应该分析原因并解决问题。 (5) 放电完毕，检查各只蓄电池电压、温度、电池绝缘等是否正常，并计算出放电容量; 1) 电池容量的计算方法为: C25=Ct/[1+0.008(t-25?)] 式中:C25——换算为25?时的容量，Ah Ct——电解液平均温度为t?时的容量，Ah T——电解液的平均温度，? ——————————————————————————————————————————————— 上式只适用于电解液温度在10-40?范围内;
测试项目 1.测试项目：循环特性(12℃*10Cycle): 测试方式：电池在12±2℃的环境下以0.2C的电流进行充放电循环10次，再将电池在常温下标准充放电一次 评价标准：解析结果：负极锂析出状态 2.测试项目：电池倍率放电特性测试 测试方式：池在室温下：①放电：CC 0.5C-下限电压；②休止10min；③充电CC/CV0.5C-上限电压0.05C截止④休止5min；⑤放电CC 0.2C-下线 电压；⑥休止10min；⑦调整倍率至0.5C、1C、2C重复③~⑥步骤。 评价标准：放电容量，维持率 3.测试项目：电池温度放电特性测试 测试方式：电池在室温下以CC/CV 0.5C满充电至上限电压，0.05C截止; 然后分别在25℃、-20℃、-10℃、0℃、60℃的环境下放置2小时后进行0.2C放电 至下限电压。 评价标准：放电容量，维持率 4.测试项目：60℃/7天储存测试 测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在60±2℃的环境中储存7天，最后在室温下放置2Hr后进行标准放电， 记录储存前后放电容量，试验完成后进行尺寸外观检查。 评价标准：残存容量≥80%,外观无漏液。参考项[恢复容量≥80%，内阻增加比例≤25%]，厚度增加比例≤10% 5.测试项目：常温/30天储存测试
测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在常温的环境中储存30天，最后在室温下放置进行标准放电，记录储存 前后放电容量，试验完成后进行尺寸、外观检查。 评价标准：残存容量≥90%。参考项[恢复容量≥95%，内阻增加比例≤25%] 6.测试项目：85℃*4H储存测试 测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在常温的环境中储存30天，最后在室温下放置进行标准放电，记录储存 前后放电容量，试验完成后进行尺寸、外观检查。 评价标准：残存容量≥90%。参考项[恢复容量≥95%，内阻增加比例≤25%] 7.测试项目：高温高湿测试 测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在60±2℃/95%RH的环境中储存7Day，最后在室温下放置进行0.2C残存 放电及0.2C回复放电,试验完成后进行尺寸外观检查。 评价标准：回复容量≥80%，外观无漏液、表面无损害。参考项[内阻增加比例≤40%] 8.测试项目：循环（0.5C)特性测试 测试方式：电池在室温下先进行标准充电，之后测定电池厚度，再将电池在室温下以0.5C 的电流进行充放电循环500次，充放电之间休止30min；试验完成后进行厚 度检查。 评价标准：放电容量维持率：第1次=100%，第500次≥80%Cmin；厚度增加比例≤11%(Thickness Max)。 9.测试项目：过充电（3C-4.6V)测试 测试方式：室温下将完全放电电池以CC CV方式3C充电至4.6V，充电电流至20mA时或充电时间至8H后结束，试验完成2H后进行外观检查。 评价标准：电池无破裂、起火、冒烟、爆炸且电池最高温度≤150℃。 10.测试项目：过充电（1C-4.8V)测试 测试方式：室温下将完全放电电池以CC CV方式1C充电至4.8V，充电电流至20mA时或充电时间至8H后结束，试验完成2H后进行外观检查。 评价标准：电池无破裂、起火、冒烟、爆炸且电池最高温度≤150℃。 11.测试项目：电池过放电测试 测试方式：室温下将待测电池以0.2C的电流恒流放电至3.0V，后以CCCV 1C-充电截止电压反向充电90min结束试验完成2H后进行外观检查。 评价标准：电池无破裂、起火、冒烟、爆炸且电池最高温度≤150℃。