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动力电池充放电效率测试方法及特性

电动汽车能量流酌量需求探究电池充放电成果的影响,然而目前针对差异充放电形式下的充放电成果酌量并不充盈,实践要领、测试体例与阐发结果仍不具备一般实用性。

电动汽车能量流酌量需求探究电池充放电成果的影响,然而目前针对差异充放电形式下的充放电成果酌量并不充盈,实践要领、测试体例与阐发结果仍不具备一般实用性。是以,本文提出了一种电动汽车充放电成果表征要领和试验要领,并搭筑了测试台架体例;正在此根基上,针对某款电动汽车动力电池,定量酌量了差异充电形式、放电工况下充放电成果的蜕变纪律,从而为整车能量流酌量供给了一种有用的动力电池充放电成果测试要领。

动力电池是电动汽车的能量出处,锂离子电池以其高能量密度和功率密度、长轮回寿命、低自放电率等上风,成为电动汽车的首选动力电池;此中,磷酸铁锂电池(LiFePO4)和三元锂离子电池(NCA、NMC)等具有更高的太平职能,是以平常操纵于电动汽车范围。图1 所示为锂离子电池的根基布局与任务道理示妄思,其充放电流程是通过Li+正在正负极柱之间嵌入和脱出达成的。

上述动力电池充放电流程中,因为电化学极化、浓度极化等电化学景色所导致的能量损耗,以及电池自身内阻、线途等存正在的电能损耗,充电流程能量无法100%转化为化学能存储到电池中,放电流程存储的能量也无法100%开释给负载,充放电流程存正在能量转换成果题目。普通能够采用容量成果DODc或者能量成果DODe

式中,DODcch、DODcdis区别显露充电容量成果和放电容量成果;Cch、Cdis区别显露实质输入(输出)容量;Cn显露标称容量;DODech、DODedis区别显露充电电能成果和放电电能成果;Wch、Wdis区别显露实质输入(输出)电能;Wn显露标称电能。

电池充放电成果受温度、充放电电流、截止电压、荷电形态SOC 等众种成分影响,任务中随外界工况及所处形态呈动态蜕变。此中,充放电电活动作反应车辆运转工况的重要参数,正在实质流程中对充放电成果具有较为明显的影响。是以,本文从整车操纵角度开拔,要点探究充放电电流的影响,同时以能量成果DODe动作表征参数,酌量差异充放电形式下动力电池的充放电成果蜕变纪律。

因为电池充放电流程的输入输出电能与电池SOC 相干,而目前依然短少一种确实获取电池暂时SOC 的有用要领,是以,实质的输入输出能量由动力电池挫折阀值确定,通过采用挫折阈值动作充满或放空形态范围的要领,能够获取从满电形态开释至放空形态的输出总电量、以及从放空形态充电至满电形态的输入总电量,从而估量取得电池的充放电成果。

实践平台布局示妄思如图2 所示,蕴涵试验箱、电池模仿器、12V 开合电源、冷却轮回水机、上位机等试验仪器及配置。此中,动力电池体例正在实践流程中安置于试验箱内,由高压线相联至电池模仿器,通过担任电池模仿器的功率及电流倾向,达成动力电池差异形式下的充放电;同时电池充放电数据通过CAN 总线实行通信,并上传至上位机体例。实践流程中,电池模仿器及电池约束体例BMS 及时检测动力电池组总电压、单体电压、电池组温度等参数并设立守卫举措,从而保说明验流程电池处于太平任务形态。

上述实践环节中,充电流程包含慢充、定功率充电、疾充、尺度充电以及1C 充电等五种形式;放电流程则遵照差异行驶工况、将其转换为等效功率对电池实行放电,包含NEDC 工况、1C 放电、60km/h 等速、90km/h 等速、120km/h等速等五种形式。

3 实践及结果阐发3.1 实践设立参数实践用动力电池体例采用三元电芯动作单体电池,完全模块标称能量为46kwh。充放电流程中,设立体例总电压、单体电压、温度等参数的太平周围;一朝检测到参数高出上下限太平阈值,将电池模仿器输出电流设立为0,并堵截电池模仿器与动力电池体例的相联。实践流程中,区别采用2.6kw 慢充、6.6kw 定功率充电、疾充、1/3C 尺度充电(15.3kw)以及1C 充电(46kw)对电池包实行充电,并通过变功率、45kw、6.5kw 、14.9kw 以及28.4kw 等效模仿车辆NEDC 工况、1C 放电、60km/h 等速、90km/h 等速、120km/h 等5 种驾驶工况。

遵照上述实践流程,能够取得差异充电形式、差异放电形式下充入和放出的总电量,其结果如表1 所示。

电池充放电成果DODe可由放出的总电量与充入的总电量做比值实行估量,是以能够取得差异工况下的充放电成果如图3 所示。从图3 能够看出:无论正在何种放电工况下,跟着充电功率的不绝增添,充放电成果吐露降落的趋向。以NEDC 工况为例做进一步阐发,若采用慢充式样对动力电池实行充电,其充放电成果可达97.44%;而采用疾足够行充电时,其充放电倍率降落至94.58%,充放电成果约降落了4%操纵。对NEDC 工况下充放电成果实行拟合,其结果如图4所示,能够看出,充放电成果跟着充电功率根基呈线性降落的蜕变纪律,其线)近似显露。

另一方面,放电功率也是影响动力电池充放电成果的紧要成分,探究以尺度充电形式将电池充电至满充形态的条目,其充放电成果如图5 所示。从图5 可知:若以60km/h 等速工况实行放电实践,电池可开释约47.43kwh 的电能,其充放电成果可达97.74%,当行驶速率擢升至120km/h 时,充放电成果为96.06%;而正在1C 大功率放电工况下,电池仅开释约45.16kwh 的电能,充放电成果降落至94.95%,充放电成果约降落5.1%。探究电池初始充入电能的差错,估量可知,比拟60km/h 等速工况,1C 放电工况的充放电成果仍降落了4.9%。遵照图6 可知:充放电成果与放电功率之间也存正在线性降落的联系,正在尺度充电形式下,其线性拟合联系式可近似表达如式(4)所示。

电动汽车整车能量流测试中,动力电池的充放电成果不成粗心。本文要点探究了电流参数对充放电成果的影响,并以能量成果动作表征参数,酌量了差异充电形式和放电工况下动力电池的充放电纪律,定量取得了充放电成果与随电流的蜕变联系,可为动力电池充放电成果测试尺度、测试要领及测试平台打算供给较好的参考意思。

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作者: sheep

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