充放电产热测试实验准备阶段

1. 测试对象选择

电池类型：明确测试对象（如锂离子电池、钠离子电池、固态电池等），记录其标称电压、容量、内阻等参数。

电池状态：确保电池处于健康状态（SOH>80%），避免使用老化或存在缺陷的电池。

封装形式：根据电池形状（圆柱、方形、软包）选择合适的测试夹具，确保接触良好且均匀受热。

2. 测试设备配置

充放电设备：选用高精度电池测试仪，支持恒流（CC）、恒压（CV）、脉冲等多种充放电模式。

温度监测系统：

热电偶/热电阻：布置于电池表面关键位置（如正负极、中心、边缘），数量根据电池尺寸确定（通常3-5点）。

红外热像仪：用于非接触式全局温度场监测，分辨率需≥0.1℃，帧率≥10Hz。

数据采集仪：同步记录电压、电流、温度等参数，采样频率≥1Hz。

环境控制：使用恒温箱或环境舱模拟不同温度条件（如-20℃至60℃），温度波动≤±0.5℃。

3. 安全防护措施

防爆箱：将电池置于防爆箱内，配备泄压阀和灭火装置。

绝缘处理：确保测试线缆与电池极柱绝缘，避免短路风险。

应急预案：制定过充、过放、过热等异常情况的处理流程，配备绝缘手套、灭火器等安全工具。

二、测试执行流程

1. 电池预处理

静置平衡：将电池在测试温度下静置2-4小时，使内部温度均匀。

初始容量标定：以0.5C倍率进行一次完整充放电循环，记录实际容量。

2. 充放电策略设计

工况选择：

恒流充放电：设定固定电流（如1C、2C）进行充放电，记录电压-时间曲线。

动态应力测试（DST）：模拟实际使用场景（如加速、减速、怠速），通过变电流工况评估产热特性。

脉冲测试：施加短时大电流脉冲（如10C/10s），分析瞬态热响应。

截止条件：

充电截止电压：根据电池类型设定（如三元锂4.2V，磷酸铁锂3.65V）。

放电截止电压：通常为2.5-3.0V（避免过放）。

温度?；ぃ旱钡绯乇砻嫖露瘸瓒ㄣ兄担ㄈ?5℃）时自动终止测试。

3. 产热数据采集

同步触发：确保充放电设备、温度传感器和数据采集仪同步启动，时间误差≤10ms。

实时监测：

记录电压、电流、温度随时间变化曲线。

使用红外热像仪捕捉电池表面温度分布，生成热图序列。

关键参数提取：

峰值温度（T_max）：充放电过程中电池表面的最高温度。

温升速率（dT/dt）：单位时间内温度变化量，反映产热强度。

热平衡时间：从开始充放电到温度稳定所需时间。

三、数据分析与建模

1. 产热计算方法

直接测量法：通过温度传感器数据计算产热量（Q = m·c·ΔT，其中m为电池质量，c为比热容）。

电化学热模型：结合产热方程，分离可逆热（熵变）与不可逆热（极化

2. 热行为分析

充放电阶段对比：分析充电与放电过程的产热差异（如充电时负极产热更显著）。

倍率影响：绘制产热量与充放电倍率（C-rate）的关系曲线，评估高倍率下的热失控风险。

温度分布均匀性：通过红外热像仪数据计算温度标准差，评估电池内部热管理效果。

3. 热模型验证

有限元仿真（FEA）：使用软件建立电池三维热模型，输入材料参数（导热系数、比热容）和边界条件（对流换热系数）。

模型校准：将仿真结果与实验数据对比，调整模型参数（如接触热阻）以提高精度。