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DCR測試步驟,計算與應用

文章作者頭像
發布:liuxianglong 來源: 鋰電前沿
PostTime:25-4-2020 09:52
電池在組裝成模組或PACK時,需要測試DCR值,測試的參數值主要評估電池內阻一致性,模組焊接或連接端的阻抗值,以及應用于評估放電功率或能量的能力。

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一、直流阻抗(DCR)測試目的

電池在組裝成模組或PACK時,需要測試DCR值,測試的參數值主要評估電池內阻一致性,模組焊接或連接端的阻抗值,以及應用于評估放電功率或能量的能力。下面首先介紹DCR幾種測試方法。

二、幾種DCR測試步驟和方法

(1) 行業內DCR測試方法

圖1 測試步驟

此種測試及計算方法簡單,只對電池,或模組,或PACK進行一定時間的充放電,然后計算DCR值,如

RDCR放電 (I1,t1)= |V1-V2|/ I1

RDCR充電 (I2,t2)= |V4-V3|/ I2

其中

① I1為放電電流值大小,本測試一般電流在1。5C以上;I2為充電電流值

② t1為放電持續時間,一般測試DCR時間在10s~30s;t2為充電持續時間

③ V1為開始放電的電壓值,V2為結束放電的電壓值;V3為開始充電的電壓值,V4為充電結束的電壓值

(2) IEC的DCR測試方法

圖2 IEC測試方法

此IEC的直流阻抗測試方法,考慮了電池極化阻抗對電池DCR的影響,具體的評估計算方法如

RDCR放電 = |V1-V2|/( I2-I1)

其中

① I1為放電電流,規定為0.2C;I2為充電電流,規定為1C(具體電流廠家定義)

② t1為放電時間10s,t2為放電時間1s(持續時間廠家可定義)

③ V1為放電10s結束時電壓,V2為放電1s的結束電壓

(3) GB/T國標DCR測試方法

圖3 GB/T測試方法

國標對DCR測試給出了一定的指導,感覺像綜合了行標和IEC的測試標準,如

RDCR放電 (I1,t1)= |V0-V1|/ I1

其中

① V0為靜止結束放電開始的采樣電壓,V1為放電結束時電壓

② t1為放電持續時間

③ I1為放電電流值,規定是廠家允許的最大電流值Imax,實際在1。5C~3C

充電類同

具體參照國標GB/T 31467

(a)充放電電流-時間曲線

(b)充放電過程電壓-時間曲線

(c)計算方法

三、應用

參數定義

① DOD:放電深度

② SOC:荷電狀態或帶電量

③ 在電池包測試過程中,充電電流值用負表示,放電電流值用正表示(主要分析研究對象)

首先要說明下,DCR值與放電深度可以用來評估電池包或電動車的脈沖功率能力。具體說明如下(更多詳細內容可以參考freedomCAR測試手冊)

1、計算放電深度函數的阻抗特性曲線

計算不同放電深度下的DCR值,一般測試取值R(DOD,I,t,T),其中

1)DOD取值10%DOD、20%DOD、30%DOD、50%DOD……,100%DOD

2)I取值為電池包廠家允許的最大電流Imax或0.75Imax

3)t表示測試時間或脈沖測試時間,一般取值10s

4)T指測試時溫度要求,一般取室溫25℃±5℃

具體測試

電壓采樣取值說明圖

DCR計算公式

測試按照ΔV/ΔI計算后得到相應DOD%-R數據,如下圖所示曲線圖

DOD%-DCR曲線

2、功率能力計算

根據前部分計算得到的DOD%-R曲線關系,進一步計算得到功率能力

計算方法

DCR與功率關系式

其中:

①Vmax和Vmin指電池的上限截止電壓和下限截止電壓

②R放電指,當時DOD下放電DCR值

③R充電指,當時DOD下充電DCR值

進而得到功率放電能力與DOD關系,即DOD%-P曲線

DOD%-P曲線

全電壓范圍內的DCR和功率測試流程如下圖


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