图1
-10 ℃下0.8 C 充电实验数据
Fig. 1
Experimental data of 0.8 C charging at -10 ℃
图2
-10 ℃下0.7 C 充电实验数据
Fig. 2
Experimental data of 0.7 C charging at -10 ℃
图3
-10 ℃下0.6 C 充电实验数据
Fig. 3
Experimental data of 0.6 C charging at -10 ℃
图4
-10 ℃下0.5 C 充电实验数据
Fig. 4
Experimental data of 0.5 C charging at -10 ℃
图5
低温0.5 C 充电时电池的温度变化
Fig. 5
Temperature change of 0.5 C charging at low temperature
图6
低温0.5 C 充电容量
Fig. 6
Battery capacity of 0.5 C charging at low temperature
图7
0 ℃ 下1 C 充电实验数据
Fig. 7
Experimental data of 1 C charging at 0 ℃
图8
0 ℃ 下0.7 C 充电实验数据
Fig. 8
Experimental data of 0.7 C charging at 0 ℃
图9
0 ℃ 下0.6 C 充电实验数据
Fig. 9
Experimental data of 0.6 C charging at 0 ℃
图10
充电过程中电池电压变化
Fig. 10
Change of battery voltage in charging method
图12
充电过程中充电容量变化
Fig. 12
Change of capacity in charging method
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... 新能源汽车行业正处于大力发展的时期，由于对环境污染小、低噪音、低成本等优势，越来越多的消费者选择新能源汽车，我国目前也正在大力扶持此行业的发展[1 ] .2020年底，我国保有的新能源汽车数量达到492万辆，占总量的1.75%；与2019年相比，新增111万辆，增长率为29.18%[2 -3 ] .其中，纯电动汽车有400万辆，占总量的81.30%.近年来，新能源汽车增量显著，目前仍处于高速增长的阶段[4 ] . ...
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... 新能源汽车行业正处于大力发展的时期，由于对环境污染小、低噪音、低成本等优势，越来越多的消费者选择新能源汽车，我国目前也正在大力扶持此行业的发展[1 ] .2020年底，我国保有的新能源汽车数量达到492万辆，占总量的1.75%；与2019年相比，新增111万辆，增长率为29.18%[2 -3 ] .其中，纯电动汽车有400万辆，占总量的81.30%.近年来，新能源汽车增量显著，目前仍处于高速增长的阶段[4 ] . ...
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... 新能源汽车行业正处于大力发展的时期，由于对环境污染小、低噪音、低成本等优势，越来越多的消费者选择新能源汽车，我国目前也正在大力扶持此行业的发展[1 ] .2020年底，我国保有的新能源汽车数量达到492万辆，占总量的1.75%；与2019年相比，新增111万辆，增长率为29.18%[2 -3 ] .其中，纯电动汽车有400万辆，占总量的81.30%.近年来，新能源汽车增量显著，目前仍处于高速增长的阶段[4 ] . ...
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... 新能源汽车行业正处于大力发展的时期，由于对环境污染小、低噪音、低成本等优势，越来越多的消费者选择新能源汽车，我国目前也正在大力扶持此行业的发展[1 ] .2020年底，我国保有的新能源汽车数量达到492万辆，占总量的1.75%；与2019年相比，新增111万辆，增长率为29.18%[2 -3 ] .其中，纯电动汽车有400万辆，占总量的81.30%.近年来，新能源汽车增量显著，目前仍处于高速增长的阶段[4 ] . ...
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... 新能源汽车行业正处于大力发展的时期，由于对环境污染小、低噪音、低成本等优势，越来越多的消费者选择新能源汽车，我国目前也正在大力扶持此行业的发展[1 ] .2020年底，我国保有的新能源汽车数量达到492万辆，占总量的1.75%；与2019年相比，新增111万辆，增长率为29.18%[2 -3 ] .其中，纯电动汽车有400万辆，占总量的81.30%.近年来，新能源汽车增量显著，目前仍处于高速增长的阶段[4 ] . ...
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... 新能源汽车行业正处于大力发展的时期，由于对环境污染小、低噪音、低成本等优势，越来越多的消费者选择新能源汽车，我国目前也正在大力扶持此行业的发展[1 ] .2020年底，我国保有的新能源汽车数量达到492万辆，占总量的1.75%；与2019年相比，新增111万辆，增长率为29.18%[2 -3 ] .其中，纯电动汽车有400万辆，占总量的81.30%.近年来，新能源汽车增量显著，目前仍处于高速增长的阶段[4 ] . ...
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... 新能源汽车行业正处于大力发展的时期，由于对环境污染小、低噪音、低成本等优势，越来越多的消费者选择新能源汽车，我国目前也正在大力扶持此行业的发展[1 ] .2020年底，我国保有的新能源汽车数量达到492万辆，占总量的1.75%；与2019年相比，新增111万辆，增长率为29.18%[2 -3 ] .其中，纯电动汽车有400万辆，占总量的81.30%.近年来，新能源汽车增量显著，目前仍处于高速增长的阶段[4 ] . ...
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... 锂离子电池具有能量高、体积小、循环倍率高、无记忆性等优点[5 ] ，成为新能源汽车的首选动力源.锂离子电池受温度变化的影响较为明显，在过高或过低的温度下，其会出现明显的内阻增大、容量衰减等问题[6 ] .文献[7 ]通过实验，验证了环境温度越低则电池内阻越大的结论，且温度低于一定程度的情况下，对电池充电会瞬间达到截止电压.锂电池的这种特性，使得新能源汽车在冬季寒冷的环境下充电时，会面临很多问题，这对新能源汽车在寒冷地区的推广也会造成很大阻碍. ...
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... 锂离子电池具有能量高、体积小、循环倍率高、无记忆性等优点[5 ] ，成为新能源汽车的首选动力源.锂离子电池受温度变化的影响较为明显，在过高或过低的温度下，其会出现明显的内阻增大、容量衰减等问题[6 ] .文献[7 ]通过实验，验证了环境温度越低则电池内阻越大的结论，且温度低于一定程度的情况下，对电池充电会瞬间达到截止电压.锂电池的这种特性，使得新能源汽车在冬季寒冷的环境下充电时，会面临很多问题，这对新能源汽车在寒冷地区的推广也会造成很大阻碍. ...
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... 锂离子电池具有能量高、体积小、循环倍率高、无记忆性等优点[5 ] ，成为新能源汽车的首选动力源.锂离子电池受温度变化的影响较为明显，在过高或过低的温度下，其会出现明显的内阻增大、容量衰减等问题[6 ] .文献[7 ]通过实验，验证了环境温度越低则电池内阻越大的结论，且温度低于一定程度的情况下，对电池充电会瞬间达到截止电压.锂电池的这种特性，使得新能源汽车在冬季寒冷的环境下充电时，会面临很多问题，这对新能源汽车在寒冷地区的推广也会造成很大阻碍. ...
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... 锂离子电池具有能量高、体积小、循环倍率高、无记忆性等优点[5 ] ，成为新能源汽车的首选动力源.锂离子电池受温度变化的影响较为明显，在过高或过低的温度下，其会出现明显的内阻增大、容量衰减等问题[6 ] .文献[7 ]通过实验，验证了环境温度越低则电池内阻越大的结论，且温度低于一定程度的情况下，对电池充电会瞬间达到截止电压.锂电池的这种特性，使得新能源汽车在冬季寒冷的环境下充电时，会面临很多问题，这对新能源汽车在寒冷地区的推广也会造成很大阻碍. ...
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... 锂离子电池具有能量高、体积小、循环倍率高、无记忆性等优点[5 ] ，成为新能源汽车的首选动力源.锂离子电池受温度变化的影响较为明显，在过高或过低的温度下，其会出现明显的内阻增大、容量衰减等问题[6 ] .文献[7 ]通过实验，验证了环境温度越低则电池内阻越大的结论，且温度低于一定程度的情况下，对电池充电会瞬间达到截止电压.锂电池的这种特性，使得新能源汽车在冬季寒冷的环境下充电时，会面临很多问题，这对新能源汽车在寒冷地区的推广也会造成很大阻碍. ...
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... 电池温度降至-10 ℃时，锂电池内部电解液的电导率会急剧下降，SEI(Solid electrolyte interphase)膜阻抗和电荷转移阻抗也会不断增大，这些因素导致了锂电池低温性能显著下降[8 ] .改进负极材料虽然可以在一定程度上提升锂电池的低温充电性能，但是成本高且短时间难以大规模应用[9 ] .王泰华等[10 ] 基于低温充电数据，建立了锂电池的低温老化充电模型，并引入了遗传算法对充电策略进行了优化；文献[11 ]通过对锂离子电池的一阶RC等效电路模型进行分析，提出了一种适用于低温条件下的多阶段恒流充电方法.但是这些方法大多针对单体电池，未解决充电时电池系统内部存在温度及电压不一致的问题，故这些充电策略不能直接用于电池系统. ...
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... 电池温度降至-10 ℃时，锂电池内部电解液的电导率会急剧下降，SEI(Solid electrolyte interphase)膜阻抗和电荷转移阻抗也会不断增大，这些因素导致了锂电池低温性能显著下降[8 ] .改进负极材料虽然可以在一定程度上提升锂电池的低温充电性能，但是成本高且短时间难以大规模应用[9 ] .王泰华等[10 ] 基于低温充电数据，建立了锂电池的低温老化充电模型，并引入了遗传算法对充电策略进行了优化；文献[11 ]通过对锂离子电池的一阶RC等效电路模型进行分析，提出了一种适用于低温条件下的多阶段恒流充电方法.但是这些方法大多针对单体电池，未解决充电时电池系统内部存在温度及电压不一致的问题，故这些充电策略不能直接用于电池系统. ...
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... 电池温度降至-10 ℃时，锂电池内部电解液的电导率会急剧下降，SEI(Solid electrolyte interphase)膜阻抗和电荷转移阻抗也会不断增大，这些因素导致了锂电池低温性能显著下降[8 ] .改进负极材料虽然可以在一定程度上提升锂电池的低温充电性能，但是成本高且短时间难以大规模应用[9 ] .王泰华等[10 ] 基于低温充电数据，建立了锂电池的低温老化充电模型，并引入了遗传算法对充电策略进行了优化；文献[11 ]通过对锂离子电池的一阶RC等效电路模型进行分析，提出了一种适用于低温条件下的多阶段恒流充电方法.但是这些方法大多针对单体电池，未解决充电时电池系统内部存在温度及电压不一致的问题，故这些充电策略不能直接用于电池系统. ...
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... 电池温度降至-10 ℃时，锂电池内部电解液的电导率会急剧下降，SEI(Solid electrolyte interphase)膜阻抗和电荷转移阻抗也会不断增大，这些因素导致了锂电池低温性能显著下降[8 ] .改进负极材料虽然可以在一定程度上提升锂电池的低温充电性能，但是成本高且短时间难以大规模应用[9 ] .王泰华等[10 ] 基于低温充电数据，建立了锂电池的低温老化充电模型，并引入了遗传算法对充电策略进行了优化；文献[11 ]通过对锂离子电池的一阶RC等效电路模型进行分析，提出了一种适用于低温条件下的多阶段恒流充电方法.但是这些方法大多针对单体电池，未解决充电时电池系统内部存在温度及电压不一致的问题，故这些充电策略不能直接用于电池系统. ...
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... 电池温度降至-10 ℃时，锂电池内部电解液的电导率会急剧下降，SEI(Solid electrolyte interphase)膜阻抗和电荷转移阻抗也会不断增大，这些因素导致了锂电池低温性能显著下降[8 ] .改进负极材料虽然可以在一定程度上提升锂电池的低温充电性能，但是成本高且短时间难以大规模应用[9 ] .王泰华等[10 ] 基于低温充电数据，建立了锂电池的低温老化充电模型，并引入了遗传算法对充电策略进行了优化；文献[11 ]通过对锂离子电池的一阶RC等效电路模型进行分析，提出了一种适用于低温条件下的多阶段恒流充电方法.但是这些方法大多针对单体电池，未解决充电时电池系统内部存在温度及电压不一致的问题，故这些充电策略不能直接用于电池系统. ...
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... 目前解决电池系统低温充电问题的主流解决方式是通过额外的加热系统使电池升温，使其恢复正常性能[12 ] .电池的外部加热方式主要分为空气加热、液体加热、相变材料加热和热电效应加热[13 ] .黄堪丰等[14 ] 利用涡流管制热技术对动力电池进行热管理控制，高压空气进入涡流管形成涡流，可对电池系统进行有效的预热或者冷却；罗玉涛等[15 ] 设计了一套以变压器油为介质的加热系统，电池平均温升速率约0.85 ℃/min，加热效果明显；Lei等[16 ] 提出了一种集成了热管、喷雾冷却和相变材料的电池热管理设计，在-10 ℃的环境温度下，与没有任何热管支持的电池相比，放电容量提升了39.5%；张祚铭等[17 ] 以电加热膜作为外部热源进行了仿真分析，对不同的布置方式进行了分析实验，得出了在电池系统侧面和底面同时布置加热膜时效果良好的结论.但无论采用何种外部加热方式，都需要增设辅助加热装置，并提供额外电量给辅助加热系统，所以这种方式不仅使得电池包结构变得复杂，而且还会增加用户的充电成本，同时增加了汽车生产成本[18 ] .本文提出了一种基于电池系统充电时自身发热特性的低温充电策略，通过实验验证了此种策略具有较好的充电效果，且电池系统回温明显. ...
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... 目前解决电池系统低温充电问题的主流解决方式是通过额外的加热系统使电池升温，使其恢复正常性能[12 ] .电池的外部加热方式主要分为空气加热、液体加热、相变材料加热和热电效应加热[13 ] .黄堪丰等[14 ] 利用涡流管制热技术对动力电池进行热管理控制，高压空气进入涡流管形成涡流，可对电池系统进行有效的预热或者冷却；罗玉涛等[15 ] 设计了一套以变压器油为介质的加热系统，电池平均温升速率约0.85 ℃/min，加热效果明显；Lei等[16 ] 提出了一种集成了热管、喷雾冷却和相变材料的电池热管理设计，在-10 ℃的环境温度下，与没有任何热管支持的电池相比，放电容量提升了39.5%；张祚铭等[17 ] 以电加热膜作为外部热源进行了仿真分析，对不同的布置方式进行了分析实验，得出了在电池系统侧面和底面同时布置加热膜时效果良好的结论.但无论采用何种外部加热方式，都需要增设辅助加热装置，并提供额外电量给辅助加热系统，所以这种方式不仅使得电池包结构变得复杂，而且还会增加用户的充电成本，同时增加了汽车生产成本[18 ] .本文提出了一种基于电池系统充电时自身发热特性的低温充电策略，通过实验验证了此种策略具有较好的充电效果，且电池系统回温明显. ...
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... 目前解决电池系统低温充电问题的主流解决方式是通过额外的加热系统使电池升温，使其恢复正常性能[12 ] .电池的外部加热方式主要分为空气加热、液体加热、相变材料加热和热电效应加热[13 ] .黄堪丰等[14 ] 利用涡流管制热技术对动力电池进行热管理控制，高压空气进入涡流管形成涡流，可对电池系统进行有效的预热或者冷却；罗玉涛等[15 ] 设计了一套以变压器油为介质的加热系统，电池平均温升速率约0.85 ℃/min，加热效果明显；Lei等[16 ] 提出了一种集成了热管、喷雾冷却和相变材料的电池热管理设计，在-10 ℃的环境温度下，与没有任何热管支持的电池相比，放电容量提升了39.5%；张祚铭等[17 ] 以电加热膜作为外部热源进行了仿真分析，对不同的布置方式进行了分析实验，得出了在电池系统侧面和底面同时布置加热膜时效果良好的结论.但无论采用何种外部加热方式，都需要增设辅助加热装置，并提供额外电量给辅助加热系统，所以这种方式不仅使得电池包结构变得复杂，而且还会增加用户的充电成本，同时增加了汽车生产成本[18 ] .本文提出了一种基于电池系统充电时自身发热特性的低温充电策略，通过实验验证了此种策略具有较好的充电效果，且电池系统回温明显. ...
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... 目前解决电池系统低温充电问题的主流解决方式是通过额外的加热系统使电池升温，使其恢复正常性能[12 ] .电池的外部加热方式主要分为空气加热、液体加热、相变材料加热和热电效应加热[13 ] .黄堪丰等[14 ] 利用涡流管制热技术对动力电池进行热管理控制，高压空气进入涡流管形成涡流，可对电池系统进行有效的预热或者冷却；罗玉涛等[15 ] 设计了一套以变压器油为介质的加热系统，电池平均温升速率约0.85 ℃/min，加热效果明显；Lei等[16 ] 提出了一种集成了热管、喷雾冷却和相变材料的电池热管理设计，在-10 ℃的环境温度下，与没有任何热管支持的电池相比，放电容量提升了39.5%；张祚铭等[17 ] 以电加热膜作为外部热源进行了仿真分析，对不同的布置方式进行了分析实验，得出了在电池系统侧面和底面同时布置加热膜时效果良好的结论.但无论采用何种外部加热方式，都需要增设辅助加热装置，并提供额外电量给辅助加热系统，所以这种方式不仅使得电池包结构变得复杂，而且还会增加用户的充电成本，同时增加了汽车生产成本[18 ] .本文提出了一种基于电池系统充电时自身发热特性的低温充电策略，通过实验验证了此种策略具有较好的充电效果，且电池系统回温明显. ...
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... 目前解决电池系统低温充电问题的主流解决方式是通过额外的加热系统使电池升温，使其恢复正常性能[12 ] .电池的外部加热方式主要分为空气加热、液体加热、相变材料加热和热电效应加热[13 ] .黄堪丰等[14 ] 利用涡流管制热技术对动力电池进行热管理控制，高压空气进入涡流管形成涡流，可对电池系统进行有效的预热或者冷却；罗玉涛等[15 ] 设计了一套以变压器油为介质的加热系统，电池平均温升速率约0.85 ℃/min，加热效果明显；Lei等[16 ] 提出了一种集成了热管、喷雾冷却和相变材料的电池热管理设计，在-10 ℃的环境温度下，与没有任何热管支持的电池相比，放电容量提升了39.5%；张祚铭等[17 ] 以电加热膜作为外部热源进行了仿真分析，对不同的布置方式进行了分析实验，得出了在电池系统侧面和底面同时布置加热膜时效果良好的结论.但无论采用何种外部加热方式，都需要增设辅助加热装置，并提供额外电量给辅助加热系统，所以这种方式不仅使得电池包结构变得复杂，而且还会增加用户的充电成本，同时增加了汽车生产成本[18 ] .本文提出了一种基于电池系统充电时自身发热特性的低温充电策略，通过实验验证了此种策略具有较好的充电效果，且电池系统回温明显. ...
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... 低温环境下，锂电池的活性降低，作为负极材料的石墨，其嵌锂能力也会有所下降[19 ] ，低温下电池电压的虚高也使得可充入电量大大减小.本实验先将电池系统在常温下以1.0 C电流放至空电，再分别进行了-10 ℃低温下的0.8 C、0.7 C、0.6 C、0.5 C电流充电实验，实验数据分别如图1 ～图4 所示. ...
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... 低温环境下，锂电池的活性降低，作为负极材料的石墨，其嵌锂能力也会有所下降[19 ] ，低温下电池电压的虚高也使得可充入电量大大减小.本实验先将电池系统在常温下以1.0 C电流放至空电，再分别进行了-10 ℃低温下的0.8 C、0.7 C、0.6 C、0.5 C电流充电实验，实验数据分别如图1 ～图4 所示. ...
