目前，基于功率補(bǔ)償?shù)葴亓繜嵩淼牡葴亓繜醿x和基于絕熱追蹤原理的絕熱加速量熱儀是測(cè)量電池充放電產(chǎn)熱的主要儀器。如圖1所示，等溫量熱儀能夠控制電池溫度保持恒定，并利用電功率對(duì)電池產(chǎn)熱功率進(jìn)行等效補(bǔ)償；絕熱量熱儀能夠進(jìn)行電池溫度追蹤，獲得電池在充放電過程中的絕熱溫升曲線和比熱容數(shù)據(jù)，并計(jì)算產(chǎn)熱量。本文重點(diǎn)比較了兩種方法在量熱結(jié)果上的差別性。

圖1 (a)等溫量熱儀和(b)絕熱加速量熱儀檢測(cè)原理

方形電池（LFP，50Ah）*2

絕熱量熱電池起始溫度：30°C；

等溫量熱電池溫度：30°C、50°C；

電池充放電方式：恒壓恒流充電、恒流放電；

充放電倍率：0.33C、0.5C、1C；

比熱容溫升速率：0.2°C/min。

1. 電池比熱容實(shí)驗(yàn)

圖2 電池比熱容測(cè)量結(jié)果

利用差式功率補(bǔ)償原理，絕熱量熱儀可測(cè)定電池比熱容的數(shù)據(jù)，本文根據(jù)電池充放電過程的溫度變化范圍，測(cè)定該溫區(qū)內(nèi)的平均比熱容，用于計(jì)算電池放熱量，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

2. 18650電池量熱結(jié)果

30℃起始溫度下充放電產(chǎn)熱量的測(cè)量結(jié)果如表1所示，4種工步下等溫量熱值均高于絕熱。0.5C和1C下電池的絕熱溫升分別為15°C和30°C左右，在該范圍內(nèi)，溫度升高有利于降低電池極化內(nèi)阻，減少電池產(chǎn)熱。通過圖3也可以看出，絕熱法測(cè)定的功率曲線都介于30°C和50°C兩個(gè)溫度條件下測(cè)定的等溫量熱曲線之間。

表1 18650電池充放電產(chǎn)熱量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3. 方形電池量熱結(jié)果

圖4  0.33C倍率下方形電池在(a)充電和(b)放電過程產(chǎn)熱功率測(cè)量結(jié)果對(duì)比

表2 0.33C倍率下等溫與絕熱測(cè)定的產(chǎn)熱量對(duì)比

1.利用等溫量熱儀和絕熱量熱儀均能夠有效測(cè)定電池充放電產(chǎn)熱。兩種方法測(cè)定的熱功率變化趨勢(shì)具有較好的一致性，但由于兩者對(duì)電池的控溫方式不同，產(chǎn)熱量的結(jié)果存在差異性；

2.當(dāng)電池最高溫度未明顯超過正常使用溫度的情況下，利用絕熱法測(cè)定的產(chǎn)熱量會(huì)小于等溫法；

3.對(duì)于低倍率充電等導(dǎo)致電池出現(xiàn)明顯吸熱特征的工況，絕熱法測(cè)定的產(chǎn)熱量可能將大于等溫法。

參考文獻(xiàn)：

[1]Noboru Sato. [J]. Thermal behavior analysis of lithium-ion batteries for electric and hybrid vehicles. Journal of Power Sources, 99 (2001):70-77.