宏展Lab Companion:动力电池低温测试

动力电池在使用过程中持续充放电会对电池温度产生影响，电池温度过高或过低都会影响电池系统的性能、寿命和安全性。因此，其对温度的适应性已成为制约其在电动汽车上应用的关键因素之一，电池热管理已成为保证电池性能、使用寿命和可靠性的关键技术。

动力电池的最佳工作温度为15℃～45℃，实际工作温度范围为-30℃～60℃。在冬季运行期间，电动汽车的行驶里程通常会下降。造成这种情况的原因是动力电池系统本身在冬季的放电容量低于常温下的放电容量。如果同时开着汽车空调，电动车在冬季运行时续航里程严重不足。在低温下，锂离子本身的话性相对较低，电解质大多处于固态或半固化状态。当锂离子迁移时，电图高，活性差导致放电性能差。

1、低温试验

测试对象：电池模组，43.8V，37.0Ah

检测设备：恒温恒湿试验箱、充放电设备

试验方法：选取环境温度为25℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃的5个温度点，分别以1C、0.3C、0.5C的放电倍率进行放电测试。根据整车试验得到的实际工况道路谱，将其转换为工况电流，分别在25℃、0℃和-20℃环境温度下进行放电测试。记录上述测试的温度、容量、能量、电压、电流等数据。

2、测试结果

2.1放电平台

在不同的环境温度下，电池的放电平台随着环境温度的降低而降低。在-20℃时，放电平台在放电初期迅速下降，达到“低谷”阶段。这是因为在低温下，电解质处于凝固或半凝固状态，电解质的电导率下降，导致放电平台迅速下降。

随着放电过程的进行，放电平台缓慢上升至高原阶段。在此期间，随着放电过程的进行，电池内部产生热量，使电解质熔化，导电率提高，电子流动阻力降低，放电平台升高。在达到正常放电平台后，放电趋势与室温下相同。虽然电池放电平台的变化趋势相同，但随着环境温度的降低，电压平台也随之降低。

环境温度越低，电压平台的“波谷 ” 越低。对比三种放电倍率，可以看出，在0 ℃以上的放电平台差异不大，而在 0 ℃以下的放电平台下降较多。与不同环境温度相比，环境温度越低，放电时间越短。

2.2电池表面温度

比较了不同放电倍率和环境温度下的温差变化。在相同放电倍率下，环境温度越低，温升越大。这也表明，在低温下，更多的能量用于电池加热，导致更小的能量输出。

在相同的环境温度下，放电倍率越低，电池表面的温升越小。这表明当环境温度较低时，应使用较小的电流进行放电。一个作用是保证电池能量的输出效率还有一个是保证电池的使用寿命。

2.3放电容量

从测试结果可以看出，在相同的放电倍率下，随着环境温度的降低，放电容量逐渐降低。在环境温度为-20℃时，0.3C放电释放的能量最低，为25℃时的86%。放电倍率越小、环境温度越低，放电量越小。在环境温度为25℃时，0.3C的放电容量略高，而在其他温度点下，1C的放电容量更高。

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