直流阻抗(DCR)的测试和计算 |
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一、直流阻抗(DCR)测试目的 电池在组装成模组或PACK后,需要测试DCR值,测试的参数值主要评估焊接或连接端的阻抗值,但国外对DCR值应用更多是评估其放电功率或能量的能力。 下面介绍DCR几种测试方法。 二、几种DCR测试步骤和方法 (1)行业内DCR测试方法
图1 测试步骤 此种测试及计算方法简单,只对模组或PACK进行一定时间的充放电,然后计算DCR值,如 RDCR放电(I 1 ,t 1 )= |V 1 -V 2 |/ I 1 RDCR充电(I 2 ,t 2 )= |V 4-V 3 |/ I 2 其 ①I1为放电电流值大小,本测试一般电流在1.5C以上;I2为充电电流值 ②t 1 为放电持续时间,一般测试DCR时间在10s~30s; t2为充电持续时间 ③V1为开始放电的电压值,V2为结束放电的电压值; V3为开始充电的电压值,V4为充电结束的电压值 (2) IEC的DCR测试方法
图2 IEC测试方法 此IEC的直流阻抗测试方法,考虑了电池极化阻抗对电池DCR的影响,具体的评估计算方法如 RDCR放电 =|V 1 -V 2 |/(I 2 -I 1 ) 其中 ①I 1 为放电电流,规定为0.2C;I 2 为充电电流,规定为1C(具体电流厂家定义) ②t 1 为放电时间10s,t 2 为放电时间1s(持续时间厂家可定义) ③V 1 为放电10s结束时电压,V 2 为放电1s的结束电压 (3) GB/T国标DCR测试方法
图3 GB/T测试方法 国标对DCR测试给出了一定的指导,感觉像综合了行标和IEC的测试标准,如 RDCR放电(I 1 ,t 1 )=| V0 -V1 |/I1 其中 ①V 0 为静止结束放电开始的采样电压,V 1 为放电结束时电压 ②t 1 为放电持续时间 ③I 1 为放电电流值,规定是厂家允许的最大电流值I max ,实际在1.5C~3C 充电类同具体参照国标GB/T 31467 (1)充放电电流-时间曲线 (2)充放电过程电压-时间曲线
(3)计算方法
①DOD:放电深度 ②SOC:荷电状态或带电量 ③在电池包测试过程中,充电电流值用负表示,放电电流值用正表示(主要分析研究对象) 首先要说明下,DCR值与放电深度可以用来评估电池包或电动车的脉冲功率能力。 具体说明如下(更多详细内容可以参考freedomCAR测试手册) 三、计算放电深度函数的阻抗特性曲线 计算不同放电深度下的DCR值,一般测试取值R(DOD,I,t,T),其中 1)DOD取值10%DOD、20%DOD、30%DOD、50%DOD......,100%国防部 2)I取值为电池包厂家允许的最大电流I max 或0.75I max 3)t表示测试时间或脉冲测试时间,一般取值10s 4)T指测试时温度要求,一般取室温25℃±5℃ 具体测试
电压采样取值说明图
DCR计算公式 测试按照ΔV/ΔI计算后得到相应DOD%-R数据,如下图所示曲线图
DOD%-DCR曲线 四、功率能力计算 根据前部分计算得到的DOD%-R曲线关系,进一步计算得到功率能力 计算方法
DCR与功率关系式 其中: ①V max 和V min 指电池的最高电压和最低电压 ②R放电指,当时DOD下放电DCR值 ③R充电指,当时DOD下充电DCR值 进而得到功率放电能力与DOD关系,即DOD%-P曲线
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