本項目所采用的電池為某公司純電動物流車所用的方型磷酸鐵鋰電池，電池實物如圖2.2，其具體幾何尺寸如圖2.3，其出廠參數(shù)表如表2.3所示。參照圖2.3，將尺寸279mm方向定為Y軸方向，垂直于Y軸表面稱為上、下表面，將尺寸182 mm方向取名為x軸方向，垂直于x軸的表面取名為左、右表面，將66mm尺寸方向定為z軸方向，垂直于z軸的表面取名為前、后表面。

該型號電池由以下幾個零件組成:塑料外殼、蓋板、安全閥蓋、正負(fù)極柱及其正六角螺母螺帽平墊圈、內(nèi)核。鋰離子動力電池在充放電過程中，不同位置溫度不同。本節(jié)實驗是為了獲得此電池在不同的充放電電流下，其表面的溫度分布情況，為之后的電池單體熱模型的建立提供對比的參考。實驗利用浙江金艾聯(lián)溫度巡檢儀采集電池表面的溫度，在電池單體的正極柱、負(fù)極柱和單體電池的前后表面中心處，具體位置如圖2.4所示。布置完溫度傳感器后，將電池放置于恒溫實驗箱內(nèi)，箱體內(nèi)溫度設(shè)定為30℃,濕度設(shè)置為42 070。電池表面溫升實驗以67A對鋰電池單體進(jìn)行恒流充電，以不同倍率的電流進(jìn)行恒流放電，單個充電或放電實驗之間必須間隔3個小時以保證電池整體溫度回復(fù)為30 ℃。放電實驗過程如下:

(1)先進(jìn)行2次67A恒流充放電，以激活電池。再對電池進(jìn)行67A的恒流充電，使其達(dá)到3.6_5V的截止電壓，然后用3.6V的電壓進(jìn)行恒壓充電，電流為6A時充電停止以標(biāo)定鋰動力電池的容量狀態(tài)。

(2)充電完成后將鋰動力電池放置在恒溫實驗箱，設(shè)置恒溫實驗箱溫度為30 ℃擱置3個小時。

(3)進(jìn)行67A恒流放電，電池電壓為2.6V時停止放電。

(4)將電池靜置半個小時后進(jìn)行67A恒流充電，電池電壓達(dá)到3.6_5V停止，用3.6V的電壓進(jìn)行恒壓充電，電流為6A時充電停止。

(5)將電池在恒溫箱實驗箱內(nèi)靜置3個小時。

(6)進(jìn)行133A恒流放電，電池電壓達(dá)到2.6V時停止放電。

C7)將電池靜置半個小時后進(jìn)行67A恒流充電，電池電壓達(dá)到3.6_5V停止，用3.6V的電壓進(jìn)行恒壓充電，電流為6A時充電停止。

(8)將電池在恒溫箱實驗箱內(nèi)靜置3個小時。

(9)進(jìn)行200A恒流放電，電池電壓達(dá)到2.6V時停止放電，實驗結(jié)束。

如圖2.4所示，將鋰動力電池正極柱處的溫度傳感器標(biāo)號為1，負(fù)極柱處的溫度傳感器標(biāo)號為2，前、左面中心處的溫度傳感器標(biāo)號分別為3, 4。測試實驗用金艾聯(lián)溫度巡檢儀感應(yīng)測點(diǎn)的溫度值，存入U盤后對結(jié)果進(jìn)行后處理。

67A放電電池表面溫度變化如圖2.5所示，測點(diǎn)1溫度最高為49.5 ℃，由于在鋰動力電池正負(fù)極柱處大電流集結(jié)，所以溫度上升較快。在前面一段時間內(nèi)，測點(diǎn)3和測點(diǎn)4即鋰動力電池表面的溫度變化比較慢，后面時間段溫度變化越來越快，最后放電結(jié)束時左面中心溫度達(dá)到37.6 ℃，其原因在于當(dāng)電池單體SOC較大時，歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻都比較小，當(dāng)SOC低于一定值(通常小于0.4 )時，隨著SOC的下降，動力電池極化內(nèi)阻迅速增大，極化內(nèi)阻會產(chǎn)生大量熱量集聚，加快了鋰動力電池溫度的上升速度。測點(diǎn)3的溫度值一直略高于測點(diǎn)4，因為測點(diǎn)4所在的面自然對流散熱面積最大，散熱能力強(qiáng)于測點(diǎn)3所在的左面。

133A和200 A恒流放電試驗下電池的發(fā)熱情況如圖2.6和2.7所示。從圖2.6和圖2.7的溫升曲線可知，133A放電最終測點(diǎn)1溫度最高為63.7 ℃ , 200A放電最終測點(diǎn)1溫度最高為108℃,鋰動力電池的極柱處溫度升高很快，這是由于極柱材料具有較大的阻抗，放電時電流經(jīng)過時，極柱產(chǎn)生很大熱量;鋰動力電池前面的電池面中心的溫度與左面的電池面中心的溫度相比一直非常接近，從2.4.1節(jié)可以看出原因是鋰動力電池y方向的導(dǎo)熱系數(shù)和z方向的導(dǎo)熱系數(shù)相同。放電倍率越大，所有測點(diǎn)的溫升速度提升的也就越明顯。