电池热管理仿真：如何获取电池比热容/测试方法

 比热容又称比热容量，简称比热，是单位质量物质的热容量，即使单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能，比热容是表示物质热性质的物理量。锂电池广泛应用于新能源汽车中，这些产品的性能和使用寿命与电池的工作温度有着密切的联系。当电池工作时会因自身发热引起温度升高，因此锂电池的比热容是锂电池性能和设计中极为重要的热物性参数之一。下面简单讲解动力电池测试的方法。

• 准备：

1. 用电子秤测量测试样品的重量单位kg。

2. 制造商应提供动力电池单体的充放电方式、工作温度等信息，并将信息填至表中。

3.  除非在某些具体测试项目中另有说明，测试工作在温度为RT，湿度为15%~90%环境下进行。当测试的目标温度改变时，在进行测试前测试样品需要完成环境适应过程：单体电池温度与目标环境温度差值不超过0.5℃可开始试验。

•    测试流程

电池单体比热容测试测试方法及要求如下：

①  准备若干个动力电池单体，并按照如下步骤进行比热容测试：

②  仪器校准和漂移测试：确保仪器已校准。如因环境温度变化较大或者试验结果偏差太大，需要对进行仪器重新校准和漂移测试。

③  取两块测试电池单体进行编号，测量试验样品的总质量，记作质量m（kg）；如是圆柱电芯，需取三支测试电芯进行编号，测量试验样品的总质量。

④  将加热膜夹在试验样品中间，确保加热电阻片产生的热量全部被试验样品吸收，然后用铝胶带对电池进行封装，如果是圆柱电芯，加热膜放在三个电芯中间，最大程度的包裹电芯，然后用绝缘胶带固定，在试验样品外表面的几何中心处粘贴温度传感器；如图1和图2。

图1 温度传感器位置示意图

     (a) 方形或软包电池                                             (b)圆柱形电池

图2 加热膜放置位置

⑤  连接加热电阻片与直流电源，将试验样品置于加速量热仪的绝热仓内铝制支架上，封闭绝热仓；

⑥  开启设备，保证试验样品处于绝热环境；设定加速量热仪参数：设定目标温度，温升速率为0.2℃/min，温升灵敏度为0.02℃/min，终止温度为55℃；开启程序，保证试验样品处于绝热环境；

⑦  绝热环境中，利用加热电阻片，对试验样品进行恒功率加热；

⑧  加热过程中加热内阻片的加热功率P（W）、试验样品的表面温度以及温升速率（℃/min）在数据和数据曲线记录在电脑中，测试结束后，选取数据中有效部分，根据 P=Cp*m*dT/dt 计算试验样品的不同温度下比热容值，试验过程中不同温度下比热容值的平均值即为动力电池单体的比热容Cp（J/kg·K）。数据记录入下表3：

表3 比热容测试数据

本实验50Ah三元电芯的测试结果为1033J/(kg·℃)