BMS开发课程笔记-电池关键参数及定义

mizhongquan

前言

对于每一个刚开始接触电池系统的铁子来说，有一个不得不面对的槛：电池咋这么多参数，这些个参数都啥子意思啊。



本文简单介绍电池系统常用的参数及其含义，希望能对铁子们了解及学习电池系统有所帮助。文章中对于电池参数的定义大多来自BMS开发课程笔记，但对于部分有争议的参数采用了国标中的术语及定义。

文中部分参数及其用处在文章《BMS开发中都需要那些电芯数据》中有所涉及，有需要了解的铁子可自行查阅。



术语及定义

倍率

通常指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需的电流值，在数值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。倍率通常用来表征电池功率的能力，一般我们称1C放电的锂电池为标准电池，2C-10C放电的为小倍率电池，超过10C的为高倍率电池。

内阻

通常指电池在充放电时电流流过电池内部所受到的阻力，分为欧姆内阻和极化内阻。关于内阻欧姆内阻和极化内阻的来源，我放在电池结构的笔记里讲。

内阻是衡量电池性能的一个重要参数，在BMS开发中，常用于电池的功率特性及热特性估计。

额定容量

指电池充满电后，在室温条件下以1C 放电至规定的终止电压时所放出的容量。

实际容量

指电池充满电后，在一定条件下(温度、电流)所放出的实际电量。对于能量管理工程师来说，实际容量比额定容量更有参考价值。

电池实际容量主要受放电倍率、温度及老化的影响，所以在谈及电池实际容量时一定要指明放电条件。

开路电压

即OCV，指电池在非工作状态下，电池正负极之间的电位差。

在电池管理系统中，一般指在无电流且电池电压达到足够平衡状态时，正负极之间的电位差。从严谨角度考虑，一般称之为稳态开路电压。

端电压

电池端电压指电池在工作状态下或非平衡状态下正负极之间的电位差。

截止电压

即Cut-off Voltage，是指电池在放电(或充电)时，电压下降(或上升)到电池不宜再继续放电(充电)最低(或最高)工作电压值，简单来讲就是电池完全充放电时的电压。截止电压受温度及充电充放电时间的影响。

自放电

又称荷电保持能力，指电池在开路状态下，电池所储存的电量在一定条件(如特定温度、特定SOC)下的保持能力。

循环寿命

即Cycle Life，指电池在某一充放电制度下，容量(或内阻)下降(上升)到某一规定的值时，所经历的充放电次数，一般用cycles表示。

日历寿命

即Calendar Life，指电池在一定条件下静置，容量(或内阻)下降(上升)到某一规定的值时所经历的时间，一般用月或年表示。

CC-CV充电

CC表示恒电流，CV表示恒电压，CC-CV表示对电池先进行恒流充电达到某一电压后，保持恒压充电的方法。

荷电状态

即State of Charge(SOC)，在特定条件下，电池当前储存的电量占当前可用容量的百直龋?�%表示，SOC是表征电池状态最重要参数之一。

放电深度

即Depth of Discharge(DOD),指在特定工况下，电池放出的电量占当前可用容量的百分比，一般用%表示。DOD=100%-SOC。

健康状态

即State of Health(SOH)表征电池当前性能的指标，表示与新电池对比电池当前的性能所能达到的水平，即指电池当前的性能与正常设计指标的偏离程度。一般用容量或内阻的变化来表征。

功率状态

即State of Power(SOP)指在特定条件下，电池当前最大可充放电功率，用kW表示。SOP与电池当前温度、SOC、SOH一致性及期望功率持续时间有关，一般分为5s,10s及持续功率。

能量密度

指电池单位体积或单位质量所储存的能量，前者还称为体积密度，单位为Wh/L，后者还称之为质量密度，单位为Wh/kg。

单体的能量密度与PACK的能量密度有较大差异，这个差异也被定义为成组效率。

功率密度

指电池单位体积或单位质量所能释放或吸收的功率，前者的单位为W/L，后者单位为W/kg。

单体一致性

表征电池包内部各个电池单体差异性的指标，一般会利用电池端电压的差异、电池内阻差异、自放电率差异、容量差异等设计评价指标。