锂离子电池直流内阻测试研究
内阻的测试包括交流内阻与直流内阻。对于单体电池，一般以交流内阻来进行评价，即通常称为欧姆内阻。但对于大型电池组应用，如电动车用电源系统来说，由于测试设备等方面的限制，不能或不方便来直接进行交流内阻的测试，一般通过直流内阻来评价电池组的特性。在实际应用中，也多用直流内阻来评价电池的健康度，进行寿命预测，以及进行系统 SOC、输出/输入能力等的估计。在生产中，可以用来检测故障电池如微短路等现象。（1）美国《FreedomCAR 电池测试手册》中的 HPPC 测试方法：测试持续时间为10s，施加的放电电流为 5C 或更高，充电电流为放电电流的 0.75。具体电流的选择根据电池的特性来制定；（2）日本JEVSD713 2003 的测试方法，原来主要针对 Ni/MH 电池，后也应用于锂离子电池，首先建立 0～100％ SOC 下电池的电流一电压特性曲线，分别以 1C、2C、5C、10C 的电流对设定 SOC 下的电池进行交替充电或放电，充电或放电时间分别为10s，计算电池的直流内阻；（3）我国“863”计划电动汽车重大专项《HEV 用高功率锂离子动力蓄电池性能测试规范》中提出的测试方法，测试持续时间为 5s，充电测试电流为 3C，放电测试电流为 9C；放电电流：5C或者生产商规定的最大放电倍率的25％放电电流；1. 满充电池，休眠5分钟，1C电流进行放完电；进行3次完整的容量测试；2. 满充电池，按照1C放电到10％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；3. 满充电池，按照1C放电到20％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；4. 满充电池，按照1C放电到30％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；5. 满充电池，按照1C放电到40％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；6. 满充电池，按照1C放电到50％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；7. 满充电池，按照1C放电到60％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；8. 满充电池，按照1C放电到70％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；9. 满充电池，按照1C放电到80％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；10. 满充电池，按照1C放电到90％DOD，休眠1小时，然后以5C放电10S，休眠30S，充电10S；2. 根据每次深度放电后的脉冲放电和充电数据，计算充电和放电的DCR；3. 根据每次放电深度的DCR和OCV计算Pdis；4. 充电和放电的Pdis VS DOD 曲线图；OCV VS DOD；充电和放电的Rdis VS DOD曲线图；5. 1个脉冲循环的Current VS Time 图。测试对象：某100Ah磷酸铁锂方形电芯，参数如下表1;测试设备：MACCOR 5V200A(12CH) BEV循环存储DCR测试由于此款电芯最大放电电流为3C，为安全起见，本次测试最大放电电流为2C，且分别测试电芯0.2C,0.5C,0.85C,1C,2C的充放电直流内阻。为提高测试数据的准确性，采用两个电芯进行同时测试，将电芯贴上热电偶，并连接好线路，将电芯放入测试温箱，温度设置为25℃。满充电池，休眠5分钟，1C电流进行放完电；进行3次完整的容量测试，测试结果显示3次容量误差＜2%，满足要求。分别测试电芯0.2C,0.5C,0.85C,1C,2C的直流内阻，根据每次深度放电后的脉冲放电和充电数据，计算充电和放电的DCR。Vmin电池放电截止电压，Voc每次深度放电后的电压，Rdis每次深度放电的DCR;充电和放电的Pdis VS DOD 曲线图；OCV VS DOD，充电和放电的Rdis VS DOD曲线图（以1C为例进行简单分析）从图1和图2中可以看出，电芯在充电时，直流内阻的变化较小。放电时，直流内阻随SOC逐渐增大而减小。
从图3和图4中可以看出，电芯的电压在70%~100%SOC以及30%~60%SOC时，较为稳定，在10%~30%SOC以及60%~70%SOC呈现变化斜率较大的情况。从图5和图6中可以看出，电芯在充电时的功率变化不大，在区间1200~1600W之间波动，放电时，随着SOC的逐渐减小，放电功率也逐渐减小。从图7和图8中可以看出，在10%~30%SOC时，电芯的充电直流内阻略小于放电的直流内阻，大于30%SOC时，电芯的充电直流内阻大于放电的直流内阻，且在50%~70%SOC之间，直流内阻的变化较小1. 电芯的电压在70%~100%SOC以及30%~60%SOC时，较为稳定，在10%~30%SOC以及60%~70%SOC呈现变化斜率较大的情况，与电芯的电压特性相符；
2. 电芯在充电时的功率变化不大，放电时，随着SOC的逐渐减小，放电功率也逐渐减小；
3. 在10%~30%SOC时，电芯的充电直流内阻略小于放电的直流内阻，大于30%SOC时，电芯的充电直流内阻略大于放电的直流内阻；
4. 50%~70%SOC之间，直流内阻的变化较为平稳。
