電動車存在的主要問題與電源密切相關。動力電池技術的發展一直沿著兩條線路進行： ①對原來電池的不斷改進； ②對新型電池的不斷研制，電動車輛和混合動力車輛用鋰離子動力電池已列入"十五"863 高科技計劃。

為了進一步了解鋰離子動力電池的充放電特性，評價其在電動車輛上的使用性能，對國內生產的一種鋰離子動力電池（高：4135mm ,直徑： 73mm ,體積： 1182cm3 ,質量319kg ,額定容量150Ah ,電壓為316 V） 使用DFCF1624 智能充放電機進行了一系列試驗。

1 試驗設計

兩只鋰電池串聯，并分別編號為A、B ,在試驗進程中測量各個單體電池的端電壓以及A 電池溫度。

1. 1 電池充電試驗設計

鋰離子動力電池充電按照技術要求，采用智能充電模式，并控制單體電池最高端電壓為4. 25 V ,最大充電電流限制為< 0. 3 C ;當充電電流< 3 A時，停止充電。

1. 2 電池放電試驗設計

根據電動車的實際使用要求，采用C/ 3 和C/ 5 的恒流放電，當電池的端電壓達到3 V時（電池的技術要求） ,停止放電。

2 試驗結果

2. 1 鋰離子動力電池充電特性

鋰離子動力電池的充電試驗測試結果見圖1 .

圖1 鋰離子動力電池充電特性

在圖1a 中電池端電壓在充電初始時刻有比較大的上升率，而隨著充電過程的不斷進行，電池端電壓逐漸趨于平穩。由圖1b 可以看出，鋰離子動力電池在智能模式充電方式下，充電電流在開始時迅速達到比較大的值， 而后幾乎線性下降， 在420 min時，電池基本已經到達滿充狀態。電池在充電始末溫升在3 ℃之內（環境溫度為15 ℃） ,說明在智能模式充電的方式下鋰離子動力電池的電流接受能力良好，充電效率較高。

2. 2 鋰離子動力電池放電特性

鋰離子動力電池的放電試驗測試結果見圖2 .

圖2 鋰離子動力電池放電特性

由圖2a 和圖2b 可以看出，鋰離子動力電池恒流放電情況下的工作電壓變化分3 段：在放電初始階段，電池工作電壓下降迅速，最大可達1. 5 V/ h以上；而后進入線形下降區，也就是鋰離子電池動力電池的工作階段，持續工作時間隨放電率的不同而有所不同，電壓下降速率也會因為放電率的不同而變化；在放電接近終止時，電池工作電壓又開始急劇下降，下降速率迅速上升，如果沒有很好的防護措施，有可能損壞電池。

由圖2b 可知，鋰離子動力電池的工作電壓變化與放電深度存在著密切關系，在放電深度20 % ≤DOD ≤85 %內存在近似的線形關系，由此通過檢測電池電壓特性可以準確預測電池電量狀態。同時，由圖2c 可知，電池釋放的能量與放電深度之間也是成正比例關系，而且幾乎與電池放電率沒有關系，所以，在使用過程中，借助電池的放電深度就可以準確計算電池剩余能量，從而計算出車輛的剩余續駛里程。

第1 次放電采用30 A 恒流放電，放電電量171 Ah ,放電能量649. 762 Wh , 體積比能量377. 82 Wh/ L .第2 次放電采用50 A恒流放電，放電電量173. 16 Ah ,放電能量647. 385 Wh ,體積比能量376. 53 Wh/ L .30 A放電在80 %的放電深度時，電池釋放能量為463 Wh ,質量比能量為118. 72 Wh/ kg ;50 A放電在放電深度達到80 %時，電池釋放能量為460 Wh ,質量比能量為117. 95 Wh/ kg ,鋰離子動力電池比較高的體積比能量和質量比能量能夠降低動力電池質量占電動車整車質量的百分比，從而提高電動車的續駛能力，并解決動力電池在電動車上的布置問題。

由于鋰離子動力電池對的溫度變化比較敏感，在試驗過程中，對鋰離子電池表面的溫升進行檢測，結果如圖2d 所示。在恒流放電模式下，鋰離子動力電池表面溫度以線形關系上升。

在環境溫度為15 ℃的條件下，30 A放電的溫升速率為2. 5 ℃/ h左右，50 A放電的溫升速率為4. 9 ℃/ h左右。為了保證鋰離子動力電池在電動車上的安全使用，應該注意設置電池的溫度監測功能，并注意電池箱的通風散熱設計。

2. 3 鋰離子動力電池的一致性評價

由于電動車輛要使用多塊電池以串聯或并聯形式組合做動力源，電池的一致性對動力電池在電動車上的使用十分關鍵。

任選兩塊鋰離子動力電池單體串聯組成電池組并分別以30 A 和50 A 放電，電池單體的充放電端電壓變化如圖3 所示。

圖3 鋰離子動力電池充放電一致性分析

由圖3a 可以看出，兩塊電池單體在整個的充電過程中，電池端電壓變化幅度都比較小，表現出良好的一致性。由圖3b 可知，直到放電到15 %的荷電狀態，不同放電率下的電池單體端電壓變化幅度都比較小，說明電池的一致性比較好，但當電池達到低的荷電狀態時，電池一致性能就會迅速變壞，說明鋰離子動力電池單體間在深放電的情況下一致性變差，這一點在使用過程中應該加以注意。

3 結 論

a. 智能充電能夠提高鋰離子動力電池充電效率；

b. 鋰離子動力電池的工作電壓變化與電池的放電深度在0. 20 ≤DOD ≤0. 85 范圍內存在線形關系，可通過檢測電池電壓特性來準確預測電池電量狀態；

c. 鋰離子動力電池的存儲能量（剩余能量） 與電池的放電深度成正比關系，可以通過DOD 來預測電動車續駛里程；

d. 智能充電模式下，鋰離子動力電池表面溫升不大；在恒流放電模式下，電池表面溫度線形上升；

e. 鋰離子動力電池單體間在荷電狀態SOC ≤15 %時，電池一致性比較差。