3.2　电池特性参数

1.容量（C）

电池容量是指在电池完全放完电之前，它能够提供的电荷量。电池容量的国际单位是库伦（C），常用单位为安时（A·h），其中1（A·h）＝3 600C。例如，一个20（A·h）的电池能够持续提供1 A的电流20 h或2 A的电流10 h的电荷量，理论上还可以提供20 A的电流1 h。一般来说，电池的容量依赖于放电率。

电池的放电率可以表示为两种形式:C放电率或nC放电率，nC放电率时，经过1/nh，电池放完电。例如C/2放电率时，电池能放电2h；5C放电率时，电池能放电0.2h。对2（A·h）容量的电池来说，C/5放电率时，电流为400 mA；5C放电率时，电流为10 A。

2.存储能量（E）

电池中存储的能量取决于电池电压和存储的电荷量，其国际制单位是瓦时（W·h）。假设电池电压为常数，则有E＝V×C，式中，V是电压；C是容量（A·h）。电池的容量随放电率改变而变化，相应地，放电电流会影响电压。因此，电池储存的能量不是恒定不变的，而是两个变量即电压和电池容量的函数。

3.荷电状态（SOC）

电动汽车的一个关键参数就是电池的SOC。SOC用来测量电池剩余电量。一般地，SOC被保持在20%～95%。

关于电池电荷，人们经常错误地认为，当电池“没有电”时，电压从12 V降到0 V（12 V的电池）。实际上，电池的电压在12.6 V降到大约10.5 V时，SOC从100%降到0。一般建议，SOC的值不要低于40%，此时对应的电压为11.9 V。所有电池都有SOC-电压曲线，它既可以从制造商的数据中查到，也可以通过实验得到。图3-4所示的是铅酸电池的SOC-电压曲线。对于锂离子电池来说，曲线可能会非常平坦，特别是当SOC在40%～80%变化时。

图3-4　12V电池的SOC-电压曲线

4.放电深度（DOD）

放电深度（DOD）是电池所放电量占电池容量的百分比。

一般来说，电池的DOD不能过低，至少要放出80%的电才被看作深度放电。特别需要注意的是，电池电压不能降到0V，否则电池将会永久性损坏。所以，电池中定义了截止电压，电池的端电压不能低于这个截止电压。电池电压为截止电压时，放电深度为100%。

5.比能量

比能量是电池单位质量能够存储的电能。它的国际制单位是瓦时每千克［（W·h）/kg］。已知电池储存的能量和比能量，用能量除以比能量可以很容易得到电池的质量。此外，由于储存能量随放电率而变化，所以比能量不是一个固定值。表3-1是大部分能量源的比能量。

6.能量密度

能量密度是电池每立方米能够存储的电能，用电池存储的能量除以电池的体积来计算，其国际制单位是瓦时每立方米［（W·h）/m3］。

表3-1　不同能量源的比能量

7.比功率和功率密度

比功率是电池每千克能提供的功率。它取决于电池的负载，所以是高速变化和无规律的，其国际制单位是瓦每千克（W/kg）。比功率表征的是电池提供功率的能力。比功率越高，电池的供能和吸收能量就越快。体积比功率又称为功率密度或体积功率密度，表明了电池每单位体积能提供的功率（能量传递的变化率）。如果电池有高的比能量和低的比功率，则意味着电池储存了很多能量，但是能量放出的速度很慢。Ragone图可以用来描述某一电池比功率和比能量的关系。

8.深度循环次数和电池寿命

EV/HEV的电池可以经历几百次的低至80%深度的充放电循环。电池类型和设计不同，其深度充放电循环次数也不同。同时，使用模式也可以影响电池在失效前能够维持的深度循环次数。美国先进电池联盟（United States Advanced Battery Consortium，USABC）的中期目标是使EV电池的深度循环次数达到600次。因为深度循环次数影响电池寿命，所以这项指标非常重要。通常来说，在EV和HEV的控制策略中，应当尽量减少电池的深度放电次数，用以限制车辆的使用成本。

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安时（或电荷）效率

安时效率是电池放电期间的输出电荷量与电池恢复到之前电荷水平所需的电荷量之比。实际上，由于这两个值不会相等，则安时效率的最大极限值为100%。一般安时效率的变化范围为65%～90%，它取决于很多因素如电池类型、温度和电荷率。