
图1 某磷酸铁锂电池的充/放电SOC-电压曲线
图2为基于阻抗分解的电池等效电路图。其中,C1为理想电源,表示电池存储电荷的能力,其电压为U1,不受充放电状态的影响;R1为欧姆阻抗,R2为极化阻抗,R3为接触阻抗,V1为电池正负极间测量的电压值。结合该等效电路图对电池充放电过程中的电压变化进行分析。

图2基于阻抗分解的电池等效电路图
在电池处于静置状态时,此时测量的V1为电池的开路电压,极化电阻R2为0,且由于测量的电流极小,欧姆内阻与接触内阻产生的分压也极小,因此V1≈U1。
电池阻抗对产热的影响:
当电池通过电流时,其阻抗会将部分电能转化为热能消耗掉,就表现出电池的产热现象。电池包产热会造成电池的温度升高,一般电池的工作温度要求再20~45之间,过高或过低的温度会对电池的寿命造成影响。Q=I2*R*t,在正常的使用情况下,电池的阻抗变化较小,其产热量基本与电流大小的平方线性相关,下图为某电池包在电性能测试中分别使用1C与0.5C放电的温升曲线,变换电流大小是生产中电测可选的温度控制方式之一。
图3 某电池包电测温度曲线(环境温度20℃)
欧姆内阻与极化内阻导致电池内部产热,而电池与极片间的接触阻抗则导致电池外部产热。产热量与阻抗大小线性相关,由于接触不紧密的导致的大阻抗会产生大量热量,在电动汽车的实际使用中存在极大的安全隐患,严重的会导致电动汽车烧毁。因此,保证螺栓扭力达标,尽可能消除接触阻抗是PACK过程中的关键控制点之一。
总而言之,电池阻抗是电池的重要属性,了解其组成及影响对分析电池包性能异常具有较大的作用。电池阻抗数值大小也是非常值得锂电行业人士的重视。