1、國標(biāo)要求

有關(guān)單體電池和模塊的最新國標(biāo)要求：GB/T31486-2015 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗要求，其中關(guān)于電池模塊在高溫和低溫下的性能要求為：

在-202℃下，1C放電容量不低于初始容量70%；

在552℃下，1C放電容量不低于初始容量90%。

100%SOC存儲7天后，荷電保持率不低于初始容量85%，容量恢復(fù)應(yīng)不低于初始容量的90%。

2、溫度對鋰動力鋰電池荷電保持能力的影響

鋰動力鋰電池的自放電

在開路擱置時自放電，發(fā)生自放電會降低可輸出電量，使鋰動力鋰電池容量降低。

自放電的出現(xiàn)重要原因：因為電極在電解液中處于熱力學(xué)的不穩(wěn)定狀態(tài)，鋰動力鋰電池的兩極均產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)果。兩個電極中，負(fù)極的自放電是重要的，自放電的發(fā)生使得活性物質(zhì)被消耗掉，從而轉(zhuǎn)變成不能利用的熱能。

自放電的大�。阂宰苑烹娐蕘肀硎�，即按時間內(nèi)鋰動力鋰電池容量降低的百分?jǐn)?shù)來表示：

Y%，表示自放電率；

C1，表示閥控密封式鉛酸鋰動力鋰電池擱置前的容量；

C2，表示擱置后的容量；

T，擱置時間（以天、周、月、年表示）

自放電速率的大�。鹤苑烹娝俾实拇笮∮蓜恿W(xué)的因素決定。重要在于電極材料的本性、電解液的組成和濃度、表面狀態(tài)以及雜質(zhì)含量等，也在于與其擱置的環(huán)境（如溫度、濕度）等。

荷電保持能力：高溫條件下儲存，容量損失最大；反之低溫條件下儲存，損失最小。

鋰動力鋰電池的荷電保持能力強(qiáng)，工作溫度范圍寬。自放電受制造工藝，材料，儲存環(huán)境的影響，是衡量鋰動力鋰電池性能的重要參數(shù)之一。鋰動力鋰電池儲存溫度越低，自放電率也越低。

*應(yīng)注意：溫度過低、過高都可能造成鋰動力鋰電池?fù)p壞甚至導(dǎo)致無法使用。

3、溫度對鋰動力鋰電池壽命的影響

溫度對鋰動力鋰電池壽命的影響符合阿倫尼烏斯方程：溫度升高，反應(yīng)速度加快，溫度每升高10℃退化速度就新增1倍。

以同一款電芯為例：當(dāng)剩余容量為90%，溫度為25℃時輸出容量為300kWh；但是在35℃下的輸出容量僅為163kWh。溫度上升10℃，電芯的循環(huán)壽命就下降了近50%�？梢�，溫度對鋰動力鋰電池的循環(huán)壽命有很大影響。所以在使用過程中，應(yīng)防止電池長期在高溫下使用，尤其要防止在高溫條件下的高倍率的充放電循環(huán)。

△特普生BMS電池管理系統(tǒng)用溫度傳感器

鋰動力鋰電池低高溫特性

1、鋰動力鋰電池低溫特性

如圖1所示，與20℃相比，-20℃下容量衰減非常明顯；-30℃時容量損失更多，-40℃下容量連少了近乎一半。

從電化學(xué)角度分析：

在整個溫度范圍內(nèi)，溶液電阻與SEI膜電阻的變化不大，對鋰動力鋰電池低溫性能的影響較��；電荷傳遞電阻隨溫度下降而明顯上漲，且在整個溫度范圍內(nèi)，隨溫度變化都明顯大于溶液電阻和SEI膜電阻。

隨著溫度下降，電解液的離子電導(dǎo)率也隨之下降，SEI膜電阻和電化學(xué)反應(yīng)電阻隨之增大，從而導(dǎo)致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化均增大。

*放電曲線表現(xiàn)：

平均電壓和放電容量均隨溫度下降而下降。

在低溫充電過程中，鋰動力鋰電池的歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化將加大，導(dǎo)致金屬鋰沉積，使電解液分解，最終導(dǎo)致電極表面SEI膜增厚、SEI膜電阻新增。

*放電曲線表現(xiàn)：

放電平臺和放電容量下降。

在低溫條件下，鋰動力鋰電池的化學(xué)反應(yīng)活性降低。同時，鋰離子遷移變慢，在負(fù)極表面的鋰離子還沒有嵌入到負(fù)極中就已經(jīng)先還原成金屬鋰，并且在負(fù)極表面沉淀析出形成鋰枝晶，這種情況容易刺穿隔膜，從而造成電池內(nèi)的短路，從而損壞電池，釀成安全事故。

2、鋰動力鋰電池高溫特性

在85℃下循環(huán)，鋰動力鋰電池的負(fù)極表面會出現(xiàn)固體電解質(zhì)并且被其覆蓋。當(dāng)120℃時，則會生成更多的固體電解質(zhì)，負(fù)極表面也自然會被更多的固體電解質(zhì)覆蓋，從而消耗更多的活性鋰離子，從而導(dǎo)致鋰動力鋰電池容量的下降。

鋰電池溫度傳感器選擇及布置

1、NTC熱敏電阻選用要點

采用NTC熱敏電阻采集鋰動力鋰電池模組內(nèi)的溫度時，應(yīng)考慮以下9點因素：

1.1 NTC熱敏外殼

NTC熱敏電阻的外殼應(yīng)光潔、色澤均勻、無裂縫、無變形、無嚴(yán)重劃傷，每批產(chǎn)品（含引出線）的顏色應(yīng)一致，無任何腐蝕。

1.2 溫度范圍

根據(jù)應(yīng)用的工作環(huán)境溫度選擇材質(zhì)不同的NTC熱敏電阻。NTC熱敏電阻一般由感溫頭(金屬或塑膠外殼)、端子、線材、連接器、環(huán)氧樹脂以及其他填充材料組成。

1.3 精度（誤差2℃內(nèi)）

在整個溫度檢測范圍內(nèi)，NTC熱敏電阻線性度好、特性符合整個參數(shù)范圍，同時也要考慮3點對溫度檢測精度的影響：

·阻值精度·B常數(shù)精度·熱擴(kuò)散常數(shù)C。

精度為重要的性能指標(biāo)，關(guān)系到整個測量系統(tǒng)的測量精度，是非常重要的環(huán)節(jié)，也因此精度越高價格也越貴。

決定NTC熱敏電阻精度的因素：

1、本身的誤差；

2、阻值、B值誤差越小，精度越高；

3、感溫頭與測溫對象的接觸方式。

直接接觸比間接接觸的測量精度高，另因NTC熱敏電阻的R-T曲線是非線性的，不可能保證在較寬泛的工作溫度范圍內(nèi)精度都相同。

因此，要有高測量精度，就要選擇工作場合的中心工作溫度點。因為離中心工作溫點越遠(yuǎn)，溫度點的精度誤差就越大。

1.4 NTC熱敏電阻響應(yīng)速度

在測量過程中NTC熱敏電阻的響應(yīng)速度快，達(dá)到最接近溫度時間要不超過10秒，否則在實用性上達(dá)不到效率的要求。不同的應(yīng)用環(huán)境要求的響應(yīng)速度快慢不一，而且不同材料也具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。

NTC熱敏電阻響應(yīng)速度影響因素:

1、芯片的熱時間常數(shù)：常數(shù)越小響應(yīng)速度快；

2、感溫頭外殼材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)：系數(shù)越高熱傳導(dǎo)性能更優(yōu)秀；

3、感溫頭的尺寸大�。撼叽缭叫醾鲗�(dǎo)時間越短，反應(yīng)速度越快；

4、感溫頭內(nèi)部填充的導(dǎo)熱膠：感溫頭內(nèi)填充了導(dǎo)熱系數(shù)高的導(dǎo)熱硅脂，會比沒填充或填充了導(dǎo)熱系數(shù)低的導(dǎo)熱硅脂反應(yīng)速度快。

1.5 自加熱

在一定范圍內(nèi)，電阻的選值要考慮到其自加熱，否則其自發(fā)熱會影響到溫度的測量。同時，NTC熱敏電阻應(yīng)具有很好的可靠性，即面對冷熱沖擊性能依然優(yōu)越，熱時間常數(shù)小，響應(yīng)速度快。

1.6 穩(wěn)定性

穩(wěn)定性即NTC熱敏電阻使用一段時間后，其性能保持長期不變的能力。影響長期穩(wěn)定性的因素除芯片的穩(wěn)定性、可靠性，以及傳感器本身和結(jié)構(gòu)外，還有使用的環(huán)境。NTC熱敏電阻具有優(yōu)秀的穩(wěn)定性，就必須具備優(yōu)秀的環(huán)境適應(yīng)能力。

NTC熱敏電阻穩(wěn)定性選擇要素：

1、選用可靠的NTC熱敏電阻。

2、選用結(jié)構(gòu)合理NTC熱敏電阻，并有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度。

3、針對不同的使用場景，選用不同的填充材質(zhì)。

1.7 壽命

不少于6年（含儲存期限2年）。

1.8 環(huán)境沖擊狀態(tài)

在-55℃～70℃環(huán)境下進(jìn)行3次沖擊，NTC溫度傳感器應(yīng)當(dāng)無機(jī)械損傷和任何松脫情況。

1.9 絕緣電阻

大于10M/500V。

2、NTC熱敏電阻布置

動力鋰電池模組由多個電芯組成，正常運作時電芯的溫度是均勻的，而在出現(xiàn)異常情況下，不同的動力鋰電池模組電芯的溫度會出現(xiàn)較大溫差。監(jiān)控整個動力鋰電池模組的溫度，通常以3～4個采集點實現(xiàn)。采集的溫度數(shù)據(jù)輸入管理單元后，由管理單元推算出整個動力鋰電池模組管理單元的溫度情況，在設(shè)計動力鋰電池模組溫度采集點時，采用的溫度采集的方法有：

2.1 直接采集電芯溫度

把NTC熱敏電阻布置在模組電芯的表面。在動力鋰電池模組電芯的特性比較均勻時，NTC熱敏電阻在模組電芯表面上布置時采取粘貼方法。

2.2 間接通集電芯溫度

在模組的兩個端板處，在端板上嵌入NTC熱敏電阻，這樣能準(zhǔn)確的感知到頭尾兩片動力鋰電池電芯的溫度。根據(jù)采集的溫度推算出整個動力鋰電池模組電芯的溫度，這也是比較典型的辦法。

2.3 采集動力鋰電池電芯互聯(lián)板上端的溫度

將NTC熱敏電阻嵌入到電芯的內(nèi)部互聯(lián)板內(nèi)，準(zhǔn)確的感知動力鋰電池電芯的最高溫度。

2.4 采集動力鋰電池模組母線溫度

在動力鋰電池模組母線上設(shè)有凹槽，溫度傳感器固定于所述凹槽中，凹槽內(nèi)設(shè)有用于固定溫度傳感器的固定膠。

2.5 采集動力鋰電池模組蓋板表面的溫度

將NTC熱敏電阻直接粘貼在動力鋰電池模組蓋板上。在NTC熱敏電阻與動力鋰電池母線排、電芯互聯(lián)板連接或與動力鋰電池模組電芯表面、蓋板表面上粘合時，要考慮操作工藝對NTC熱敏電阻的影響。在固定過程中若操作不當(dāng)，可能會造成斷線、短路或引線涂層斷裂。

特普生，成立于2011年，是國家高新技術(shù)、專精特新企業(yè)。主要研制NTC芯片、熱敏電阻、溫度傳感器、儲能線束、儲能CCS集成采集母排等溫度采集產(chǎn)品系列。以服務(wù)為立足之本、以技術(shù)實現(xiàn)客戶價值的特普生，競爭力優(yōu)勢明顯：自主研制NTC芯片及熱敏電阻，實現(xiàn)國內(nèi)最小封裝尺寸及最高溫控精度；專利百項，保留不公開技術(shù)2項；為客戶提供溫度控制產(chǎn)品的一站式服務(wù)。

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