电动汽车动力电池检测与试验方案的研究.pdf

研究与开发
电动汽车动力电池检測与试验方案的研究
徐煌王式郭晓君
(1.福州大学电气工程与自动化学院,福州350108
2.福建省电力有限公司电力科学研究院,福州350007)
摘要动力电池目前仍然是电动车辆发展的技术瓶颈,了解动力电池的特性,对于电动汽车
的发展及应用十分重要。因此,本文综述了动力电池的检测与试验现状,介绍了实验室的动力电
池检测以及考虑实际工况的电动汽车动力电池特性试验方案,并提出了改进的动力电池实际工况
试验方案,为了解动力电池的工作特性提供有效的技术手段
关键词:电动汽车;动力电池;性能检测;工况试验
Electric Vehicle Power Battery Detection and Experimental Research
u Huang Wang Wu Guo Xiaojun
(1. College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108
2. Fujian Electric Power Research Institute, Fuzhou 350007)
Abstract Nowadays power battery is still evolving technology bottlenecks to electric vehicles. It
is very important for the development and application of electric vehicles is to understanding of the
power battery characteristics. Therefore, this paper reviews the status and tests of power battery
introduces the power battery testing in laboratoriesand and considers the test program of actual working
conditions of electric vehicle power battery characteristics. This paper also proposed an improved testing
program of power battery which test under the actual working conditions. It provide effective technical
means to understand the operating characteristics of the powert battery
Keywords: electric vehicle; power battery; performance measuring; conditions test
在全球能源危机与环境污染日益加重的今天,行工況下动力电池的性能状态,对动力电池特性的
电动汽车已成为未来汽车工业发展方向之一。电动试验现状做一个综合性的分析。
汽车作为一种绿色交通工具,具有“零排放”的优
点,是公认的一种节约能源和改善环境的有效途径
动力电池实验室检测
电动汽车作为新兴战略产业之一,是国家新能源发
近年来,由于锂离子动力电池寿命长,安全性
展战略的重要组成部分叫。
能好,成本低等优点,正越来越多地应用在电动汽
进入21世纪以来,电动汽车在经济性和汽车性车上,成为电动汽车的理想动力源。我国也已将在
能方面取得了很大的进步,车辆的需求也在日益壮电动车辆和混合动力车辆上使用锂离子动力电池列
大。目前,欧美、日本等发达国家和地区已经围绕入国家高技术研究发展计划和国家“十五”计划。
电动汽车的关键技术和示范运行进行大量研究和推因此本文主要针对锂离子动力电池进行检测与试
广。近10年米,我国电动汽车技术也取得了巨大的验。
进步。但是,动力电池依旧是电动汽车发展的瓶颈。
在实验室中,采用恒流恒压充电法以及恒流放
在实际应用中,动力电池组直接影响着电动汽车的电法对锂离子动力电池进行充放电试验。目前广泛
多项性能。因此,全面了解动力电池的特性,对于使用的是额定电压为3.7V的锂离子电池。文献[4]
电动汽车的发展及应用是非常重要的。
提出锂离子电池充满电时的终止充电电压与电池的
本文将从实验室动力电池的检测以及在实际运阳极材料有关,石墨的阳极材料为4.,2V,焦炭的阳
015年第1期
研究与开发
极材料为4.1V。锂离子电池的终止放电电压为2.5~
Bmc
电压
2.75V,电池终止充电电压和终止放电电压设定值直
4.0
Dー电流
接关系到电池的容量,如果把终止充电电压设定的
比较高,终止放电电压设定的比较低,电池的实际
≥2.5
容量会比标称容量要大,电动汽车的实际续航里程
20迎理
也会较长,但是长期这样做会影响到锂离子电池的
使用寿命,同时对电池安全性也有一定影响。
1.0
0.5
本文采用的锂离子电池,额定电压为3.7V,额
定容量为100A?h,终止充电电压为4.2V,终止放
020406080100120140160
电电压为2.75V。
图1锂离子电池基本充放电曲线
1.1锂离子动力电池基本充放电特性
2不同倍率下锂离子电池充放电特性
在恒温下,对额定容量为100A?h的锂离子电
1)不同充电倍率下的充电特性
池,以0.2C的倍率进行充放电试验25?。锂离子电
在恒温20℃情况下,文献[]对锂离子电池分别
池基本充放电曲线如图1所示。图中的上半部分为以0.2c、0.4c、08c的倍率进行恒流充电试验。
锂离子电池充放电的电压曲线,下半部分为锂离子
图2是不同充电率的恒流充电曲线,表1是不
电池充放电的电流曲线。
同充电率的充电参数。由图2可知随着充电电流的
锂离子电池充电从安全、可靠及兼顾充电效率增加,充电截止所需时间明显缩短,20A(0.2C)充
等方面考虑,通常采用两段式充电方法,恒流充电
电所用的时间约是80A(0.8C)的1倍。由表1可
和恒压充电。从电动汽车实际应用的角度,恒流时知,随着充电电流的增加,相应的充电时间遂渐的
间越长,充电时间越短,更有利于应用
减少,恒流可充入容量和充入能量也逐渐的减少。
试验时,首先采用0.2C的倍率对锂离子电池进
因此,在确保电池使用寿命及安全的前提下,并在
行恒流充电。此时,锂离子电池的电压变化如图1电池允许的充电电流内,适当提高充电电流,有助
中的AB段所示。可以看出,当以恒定20A的电流于减少整体的充电时间,这对于推动电动汽车的发
对锂离子电池进行充电时,锂离子电池两端的电压
展有着重要的意义。
在不断上升,当上升至B点,即到达终止充电电压
4.4
4.,2V时,恒流充电结朿。随后,开始转为采用恒压
4.2
充电法对锂离子电池继续充电。此时锂离子电池的
4.0
电流变化如图1中的HI段所示。可以看出,恒压充
电电流会随着充电的进行而不断下降。待充电电流
-0.8C
衄3.2
降到恒流充电电流的0.1倍,即到达截止电流2A时,