溫度對磷酸鐵鋰電池內阻特性的影響

磷酸鐵鋰電池內阻作為衡量電池內部導電離子和電子傳輸難易程度的主要參數，直接決定著電池的功率特性，因而對電動汽車的動力性有著重要影響。同時，內阻也決定著電池產熱量的大小。例如，經典的Bemardi電池產熱模型中，內阻是電池產熱量估算的關鍵參數之一。

電動汽車實際運行的環境溫度范圍較廣，在不同溫度和工作狀態下，電池內阻均不同。掌握電池內阻與溫度、SOC和充放電倍率等的內在關系，能夠更好地為電池產熱模型仿真和熱管理系統設計提供依據李哲等研究了動力型磷酸鐵鋰電池在10、25和40℃下的溫度特性，結果表明，隨溫度上升，電池充放電過程的歐姆內阻、極化內阻均下降，且不同溫度下歐姆內阻變化率高于極化內阻變化率，低溫下歐姆內阻變化率大于高溫下變化率。通過實驗研究了功率型錳酸鋰電池在不同環境溫度f一20～50℃)和SOC下內阻的變化規律，結果表明電池總內阻在低溫f0℃以下)和較小SOC下變化明顯。

考慮到電動汽車在冬天需要在低于0℃ 的環境下運行，因此對磷酸鐵鋰動力電池內阻的低溫特性進行充分研究是十分必要的，而目前有關0℃以下電池內阻特性的研究仍較少。本文通過混合脈沖功率特性法(HPPC)對40 Ah方形能量型磷酸鐵鋰動力電池的內阻進行了不同溫度下的測試實驗，詳細研究了電池在一20～40℃不同溫度下充放電過程中內阻隨SOC的變化規律，并對導致該規律的原因進行一定分析。

以方形40 Ah電動汽車用磷酸鐵鋰動力電池為研究對象，其中，正極材料為磷酸鐵鋰，未改性，作碳包覆；負極材料為高溫型中間相炭微球(MCMB1；電解液為鋰鹽電解質和有機溶劑，隔膜為聚丙烯／聚乙烯(PP／PE)；電池單體的參數如表1所示。電池充放電設備為Arbin EVTS動力電池測試系統。恒溫箱為SETH．Z-040L超低溫調濕實驗箱，為電池充放電實驗提供恒定的環境溫度。

磷酸鐵鋰動力電池參數：

尺寸／(mmxmmxmm) ：100x32xl80
最小放電電壓／V： 2.5
最大充電電壓／v ：3.8
最大充電電流／A：160
最大放電電流／A： 200(1min)
工作溫度(充電)／℃： 0～45
工作溫度(放電)／：-20~45
額定電壓／v： 3.2
額定容量／Ah ：40
質量／g ：1250