国表里已对电池包(零部件级)的极限处境充电开展商量,比方:文献商量了电动汽车锂离子电池低温充电的老化顺序;文献采用极限电流对铅酸电池充放电个性举办商量,提出铅酸电池的低温充电订正门径;文献商量了电池组低温处境下充电左右打算与验证。但整车布局庞大,对单体电池或电池包的商量并不行所有模仿整车级的充电功能的发挥。文献商量了锂离子动力电池低温功能,证据了无定型碳包敷负极复合资料能够完毕动力锂离子正在低温下充放;文献商量了崎岖温电动汽车用磷酸铁锂电池处事模子。
本文以电动汽车整车为商量对象,采用《EV-Test电动汽车测评收拾端正(2019版)》低温充电测试门径,对区别品牌区别型号车辆举办低温处境充电试验,纪录充电经过电压、电流、功率及充电报文数据,了解低温处境下电动汽车充电功能。本文将从充电时辰、充电能量、充电电流上升趋向、最大充电电流,以及通讯同意报文BCL、BCS、BMS电压电流与电池温度和SOC的相干这几个方面,举办低温充电功能的商量与了解。
通过处境仓模仿高温、高寒等处境,以及采用“三高”试验场确实工况,使用能量计量装配、波形纪录仪、CAN通讯收集装配、挫折模仿装配等,完毕各样极限处境下充电信号收集(电压、电流、功率、能量、报文等)。个中,调换充电摆设为7kW充电桩,直流充电摆设为120kW,额定电流250A的直流充电桩。处境仓为66m3的温度挫折试验箱。图1为试验平台简单图。
调换充电摆设规格:7kW调换充电摆设;直流充电摆设规格:不低于120kW的直流充电摆设;一切充电摆设均应适应GB/T34657.1-2017、GB/T34658-2017、GB/T20234.1-2015、GB/T20234.2-2015和GB/T20234.3-2015请求。试验前动力蓄电池放电。起初,试验车辆以30min最高车速的70%±5%的安宁车速行驶,使车辆的动力蓄电池放电。放电正在车速不行抵达30min最高车速的65%时收场。1)低温-10℃充电:车辆充电前应正在-10℃处境中浸车14~16h,并正在此处境下举办测试。对换换充电试验,先插入供电端插头,再插入车辆端插头,然后操作充电桩着手充电,检讨车辆的充电状况;车辆均应启动充电,充电经过中,若充电接口装备电子锁,电子锁止装配应坚持锁止。对直流充电试验,正在充电桩与电动汽车之间,以不小于1Hz的收集频率及时连接纪录充电经过中的电量,纪录充电至80%SOC(依照直流充电通讯报文)对应的充电时辰t1(单元以h显示,数值精准到小数点后两位)与充电电量E1。2)车辆充电前应正在(25±5)℃处境中浸车12h以上,并正在此处境下举办测试。正在充电桩与电动汽车之间,以不小于1Hz的收集频率及时连接纪录充电经过中的电量,纪录80%SOC对应的充电时辰t2(单元以h显示,数值精准到小数点后两位)和对应的充电电量E2。
图2为试验现场照片。本文对7款车型(1#~7#)依照第1章试验门径举办低温与常温处境下的全体样车与同雷同车的充电功能了解试验。使用能量计量装配收集充电摆设输出,及电动汽车充电输入电压、电流、功率等参数,盘算充电时辰和充电电量;使用波形纪录仪,纪录正在低温处境下调换充电启动波形;通过CAN通讯收集装配纪录充电全经过GB/T27930-2015通讯报文,对通讯报文举办解析打点,了解报文BCL、BCS、CCS电压电流与BCP电池最高、最低温度及SOC值的相干。车辆举办放电后,正在-10℃处境仓中浸车,抵达浸车时辰后,采用7kW调换充电桩举办试验。通过对每雷同车举办试验后,试验结果7辆样车都能够寻常启动充电。图3为某样车调换启动充电波形。
7辆样车的低温、常温充电时辰、充电能量数据睹表1。通过数据可知,低温处境下,大个别车辆(6/7)的充电时辰与室温比拟都有所弥补,1#样车的衰减比例最大,可达2.55。时辰衰减比例越小,低温充电时辰与常温充电时辰差异更小,充电功能更好;低温处境下充电电量比拟室温条目也有必然的衰减,6#样车电量衰减水准最高,衰减率为0.815。但4#和5#样车低温充电电量要高于常温充电电量,这是因为低温充电战略区别,此2辆样车电池预热泯灭了更众能量,导致低温充电电量高于常温充电电量。低温充电时辰衰减比例、电量衰减比例图睹图4。
通过CAN信号收集装配,可收集车桩充电通讯报文。依据GB/T27930-2015,可解析BCL电池充电需求、BCS电池充电总状况、CCS充电机充电状况、BSM动力蓄电池状况音讯,了解低温处境下电池需求电流与SOC、动力蓄电池的相干,比拟低温处境和常温处境下充电功能的区别。通讯报文对应蕴涵试验所需物理量统计表睹表3。
以4#样车为例,了解充电通讯同意报文。低温处境下BCL、BCS、CCS和能量计电压和电流弧线能够看出,BCS、CCS、能量计电压简直所有吻合。而BCS电流与能量计电流会有略微的分歧。即,动力蓄电池电流小于充电桩输出电流,充电一段时辰内BCS电流与能量计收集电流比拟睹表4,正在此时辰段内能量计电流高于BCS电流约6A。
通过图5也可知,当动力电池温度越亲热标称温度,充电电流也越大,尽也许缩短充电时辰,又要下降对动力电池的寿命损耗。
图6和图7不同是低温、常温处境下BCL电压电流与BSM最高、最低蓄电池温度的相干弧线图。了解两种处境下充电经过中动力蓄电池的温度,正在常温下,最高、最低动力电池温度基础相仿,而正在低温处境下,最高、最低动力电池温度有显然的差值,注脚正在低温处境充电经过中,动力电池包温度不屈衡;从需求电流趋向角度来看,正在常温条目下,需求电流随时辰低重,正在低温处境下,需求电流延续弥补。增加趋向的区别是由动力电池的温度和方今电池SOC值联合决计。
图8是低温、常温处境下BCS电压电流与电池SOC的相干弧线可知:正在低温、常温处境下,车辆抵达充电收场条目时(80%SOC),BCS的电压值相仿,都为392V;常温处境下充电电流跟着充电时辰而减小,与低温处境下充电电流趋向相反;常温处境下最高充电电流可达180A,而正在低温境况下,最高电流仅有94.1A。
本文以电动汽车整车为商量对象,对7辆样车举办低温处境充电试验,纪录充电经过电压、电流、功率及充电报文数据,了解低温处境下电动汽车充电功能。通过试验结果可知:
①从全体样车试验境况了解,正在低温处境下都能够寻常启动调换充电,大个别试验车辆充电电量和常温比拟有必然的衰减,充电时辰有必然的弥补;
②从同雷同车区别温度比拟试验境况了解,低温、常温处境下,充电电流上升趋向相反,电池输入电流小于能量计收集充电桩输出的电力,正在低温处境下电池温度不均,最大充电电流有所下降。
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