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在评估电池性能时应该考虑什么？

2022-3-22 10:07:10

2707 电池

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在评估电池性能时，有几个重要的指标和考虑因素很重要:

电池、模块和组件级别: 在比较能量和功率密度时，重要的是要考虑数据是指单个电池还是指完整的电池组。对于一定的体积或重量，细胞总是具有最高的能量和功率。这是因为模块的额外结构，冷却系统，电气连接和包装只增加尺寸和重量，没有增加任何能源或电力。从电池或电池组水平出发时性能的损失将取决于诸如电池组的大小、电池组耐热、速度或充放电的能力以及昂贵的轻量化程度等因素。汽车上的电池组比飞机上的电池组重得多，尽管它们可能使用相同的电池。汽车包将优化电池寿命和成本，而飞机包将优化的重量。

能量密度: 电池每单位体积储存的能量，通常用 Wh/l 表示。例如，锂离子电池储存的能量约为690 Wh/l，而汽油储存的能量约为9500 Wh/l。

功率密度: 电池每单位体积所能提供的功率，通常以 w/l 为单位。这是密切相关的充电速度(c 级) ，因为功率流进或流出的电池是受影响的因素，如内部电阻和能力，散发或耐热。将功率密度表示为一个单一的数字有点误导，因为同样的电池可能会在短时间内产生远高于其持续输出功率的峰值功率。此外，在高功率水平操作电池可能需要额外的冷却或减少循环寿命。因此，实际运行功率密度是几个考虑因素之间的折衷。

比能量(或称重能量密度) : 电池每单位质量所储存的能量。商业电动汽车电池储存量约为260瓦/千克，但是在包装水平上，这个储存量约为150瓦/千克，或者对于高性能航空航天包装来说，储存量约为220瓦/千克。

比功率(或称重力功率密度) : 电池每单位质量所能提供的功率，通常以 w/kg 为单位。这与功率密度的考虑是一样的。商用锂离子电池的功率为340w/kg，而最先进的铝离子电池，也称为铝石墨烯，已经在实验室中展示了7000w/kg。

C-Rate: 这是每小时的充电率-一除以小时数充电的电池完全。当前的锂离子电池可以达到4c 的充电速度，相当于15分钟的充电时间，而0.1 c 的充电时间需要10个小时。有时也用来指以这种速率放电电池所需的电流。虽然最大的 c 级是一个属性的电池，实际的 c 级也取决于充电器的电源可用。

循环寿命: 一个电池在其性能降低到超过其有用水平之前能够完成的充放电循环次数。将循环寿命定义为一个单一的数字是一种简化，因为电池的寿命会慢慢降低。它不再可用的地方是特定于应用程序的，而且有点主观。此外，电池的退化速度取决于电池的使用方式，即更深的充放电循环、高 c 级电池以及过热——所有这些都会降低电池的寿命。在一般使用中，一个锂离子电池至少可以循环1000次。最先进的铝离子电池已经在实验室中展示了高达250,000次循环寿命。

充放电效率: 这是电池的能量效率。它是你得到的能量，除以你给电池充电的能量。在最佳条件下，锂离子电池的效率可达99% 以上。然而，在非常高的 c 级和/或工作温度下，它可以降低到90% 。如果在充电和放电之间有足够的时间发生明显的自放电，也会发生进一步的损失。对电池平均充放电效率的合理估计是95% 。

自放电率: 充满电的电池在没有使用的情况下失去能量的比率。当电池充满电或储存在较高温度时，自我放电更快。典型的锂离子电池每月自我放电百分之二到百分之三。

工作温度: 电池能有效运转的温度范围。在较高温度下工作的电池需要较少的冷却，从而使电池组更轻，循环寿命更长。低温操作可以消除冷启动加热的需要。

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juju宇哥 2022-3-24 17:54:05

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