為了降低對石油的依賴，促進節(jié)能減排，推動汽車產業(yè)跨越式發(fā)展和提升國際競爭力，我國將發(fā)展新能源汽車劃為交通領域的重大舉措之一。而動力電池系統(tǒng)作為硬件本體和控制系統(tǒng)結合極為緊密的系統(tǒng)，因此，新能源汽車的電池充放電評價測試及其解決方案成了各大汽車廠商和零部件供應商亟需面對的問題。那么，就讓我們來簡單探討一下動力電池的充放電測試需要注意的事項。

首先，讓我們先了解一下動力電池工作原理

顧名思義，動力電池是電動汽車的能量來源，鋰離子電池以其高能量密度和功率密度、長循環(huán)壽命、低自放電率等優(yōu)勢，成為電動汽車的首選動力電池；其中，磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）和三元鋰離子電池（NCA、NMC）等具有更高的安全性能，因此廣泛應用于電動汽車領域。圖1 所示為鋰離子電池的基本結構與工作原理示意圖，其充放電過程是通過Li+在正負極柱之間嵌入和脫出實現的。

其次，充放電效率及其影響因素的因素有哪些？

上述動力電池充放電過程中，由于電化學極化、濃度極化等電化學現象所導致的能量損耗，以及電池本身內阻、線路等存在的電能損耗，充電過程能量無法100%轉化為化學能存儲到電池中，放電過程存儲的能量也無法100%釋放給負載，充放電過程存在能量轉換效率問題。一般可以采用容量效率DODc 或者能量效率DODe 對充放電過程的能量轉換及利用進行評價，分別如式（1）、（2）所示：

公式中，DOD_c^ch、DOD_c^dis 分別表示充電容量效率和放電容量效率；C_ch、C_dis 分別表示實際輸入（輸出）容量；C_n 表示標稱容量；DOD_e^ch、DOD_e^dis 分別表示充電電能效率和放電電能效率；W_ch、W_dis分別表示實際輸入（輸出）電能；W_n 表示標稱電能。

電池充放電效率受溫度、充放電電流、截止電壓、荷電狀態(tài)SOC 等多種因素影響，工作中隨外界工況及所處狀態(tài)呈動態(tài)變化。其中，充放電電流作為反映車輛運行工況的主要參數，在實際過程中對充放電效率具有較為顯著的影響。因此，本文從整車使用角度出發(fā)，重點考慮充放電電流的影響，同時以能量效率DOD_e 作為表征參數，研究不同充放電模式下動力電池的充放電效率變化規(guī)律。

由于電池充放電過程的輸入輸出電能與電池SOC 相關，而目前仍然缺少一種準確獲取電池當前SOC 的有效方法，因此，實際的輸入輸出能量由動力電池故障閥值確定，通過采用故障閾值作為充滿或放空狀態(tài)邊界的方法，可以獲取從滿電狀態(tài)釋放至放空狀態(tài)的輸出總電量、以及從放空狀態(tài)充電至滿電狀態(tài)的輸入總電量，從而計算得到電池的充放電效率。

第三， 實驗平臺和測試方法

1.實驗平臺

實驗平臺下圖所示，Myway回饋型大容量充放電系統(tǒng)只需1臺即可實現電池的充電（電源動作），放電（電子負載動 作）的雙向電源。并且可以自由組合進行串聯(lián)或并聯(lián)，轉換效率高達93%以上。

機組內包含試驗箱、電池模擬器、12V 開關電源、冷卻循環(huán)水機、上位機等試驗儀器及設備。其中，動力電池系統(tǒng)在實驗過程中放置于試驗箱內，由高壓線連接至電池模擬器，通過控制電池模擬器的功率及電流方向，實現動力電池不同模式下的充放電；同時電池充放電數據通過CAN 總線進行通訊，并上傳至上位機系統(tǒng)。實驗過程中，電池模擬器及電池管理系統(tǒng)BMS 實時檢測動力電池組總電壓、單體電壓、電池組溫度等參數并設置保護措施，從而保證實驗過程電池處于安全工作狀態(tài)。

2.試驗方法

為分析不同充放電模式下動力電池充放電效率的變化規(guī)律，測試方法包括以下步驟：

（1）首先保持電池靜置，并調節(jié)試驗箱溫度，保證電池處于穩(wěn)定的標準充放電環(huán)境溫度；

（2）按照指定充電模式，將動力電池充電至截止條件；

（3）保持動力電池靜置，直至電壓、溫度達到穩(wěn)定狀態(tài)；

（4）按照指定放電模式，將動力電池放電至截止條件；

（5）再次保持動力電池靜置，直至電壓、溫度達到穩(wěn)定狀態(tài)；

（6）更換充放電模式，循環(huán)步驟2-5。

上述實驗步驟中，充電過程包括慢充、定功率充電、快充、標準充電以及1C 充電等五種模式；放電過程則根據不同行駛工況、將其轉換為等效功率對電池進行放電，包括NEDC 工況、1C 放電、60km/h 等速、90km/h 等速、120km/h等速等五種模式。

目前，上海臻精機械有限公司得到了日本Myway的大力支持，現已在華東、華南、西南等地區(qū)進行Myway電池包充放電測試系統(tǒng)的推廣，成功案例諸如：廣州增城中國汽車技術研究中心750V/±600A/160kW 2CH * 1式（可并聯(lián)），北京理工大學 電動車輛國家工程實驗室（上海中心）750V/±600A/160kW 2CH * 1式（可并聯(lián)）等。歡迎感興趣的朋友前來咨詢。

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