Eksperymentalne badanie wpływu temperatury ogniwa litowo-jonowego na pojemność i dokładność obliczeń stopnia naładowania

This publication presents and describes the method for testing cell capacity depending on temperature and load size. The research involved a cylindrical cell with a capacity of 3 Ah and high power density, used in the automotive industry. Cell capacity was tested at temperatures: -20°C, 25°C and 45°C, and cell capacity was tested at a load of 0.5 C, 1 C and 2 C. The author's research stand was also presented, that was made at the Department of Electromobility in the Automotive Industry Institute, where research was carried out. The test results were compared with the technical documentation of the cell in order to verify the capacity declared by the manufacturer. The article also proposes the use of the dependence of the capacity on the temperature of the cell in the algorithm that calculates the state of charge of the battery according to the Coulomb counting method. This will allow in extreme temperature conditions to increase the accuracy of the calculation of the state of charge (SOC) by 13%, taking into account the cell capacity drop caused by the temperature drop of the cell during the test.

W niniejszej publikacji przedstawiono i opisano metodę badania pojemności ogniwa w zależności od temperatury oraz wielkości obciążenia. Badaniu poddane zostało ogniwo cylindryczne o pojemności 3 Ah i wysokiej gęstości mocy, wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym. Badano pojemność ogniwa w temperaturach: -20°C, 25°C i 45°C oraz zbadano pojemność ogniwa przy obciążeniu prądem o natężeniu równym 0.5 C, 1 C oraz 2 C. Opisano także autorskie stanowisko badawcze zrealizowane w Zakładzie Elektromobilności w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji, na którym realizowane były badania. Wyniki badań porównane zostały z dokumentacją techniczną ogniwa w celu weryfikacji deklarowanej przez producenta pojemności. W artykule zaproponowano również zastosowanie zależności pojemności od temperatury ogniwa w algorytmie obliczającym stan naładowania baterii wg metody zliczania ładunku (ang.Coulomb counting). Pozwoli to w skrajnych warunkach temperaturowych zwiększyć dokładność obliczeń wartości stanu naładowania (SOC) o 13%, przy uwzględnieniu spadku pojemności ogniwa spowodowanego spadkiem temperatury ogniwa podczas badania.