混合动力电动汽车用蓄电池不一致的影响分析
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影响动力电池一致性的因素分析以及6大解决措施编者按锂离子电池一致性是指:用于成组的单体电池的初期性能指标的一致,包括:容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等。
以上因数的不一致,将直接影响运行中输出电参数的差异。
锂离子电池目前在新能源汽车、智能电网等领域中大规模应用情况在逐年增加,但目前电池参数的不一致性是影响电池组使用寿命的关键因素,虽然热管理水平的提升在某种程度上保证了电池组的安全运行,但对于提升电池的一致性水平仍然是大规模使用锂电池的重要技术影响因素。
通过对一个10串10并电池组的模拟,阐明了电池组内的温度分布对其性能与循环寿命的影响。
平均温度越低,温度不均匀程度越高,电池组内单电池放电深度的不一致性越高;平均温度越高,温度不均匀程度越高,电池组循环寿命越短。
值得注意的是,不均匀的温度分布会导致并联支路间电流分配不均,从而恶化单电池老化速率的一致性。
锂离子电池一致性是指:用于成组的单体电池的初期性能指标的一致,包括:容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等。
以上因数的不一致,将直接影响运行中输出电参数的差异。
锂离子电池组的不一致性或电池组的离散现象就是指同一规格型号的单体蓄电池组成电池组后, 其电压、荷电量、容量、衰退率、内阻及其随时间变化率、寿命、温度影响、自放电率及其随时间变化率。
单体电池在制造出来后,本身存在一定性能差异。
初始的不一致度随着电池在使用过程中连续的充放电循环而累计,导致各单体电池状态(SOC、电压等)产生更大的差异;电池组内的使用环境对于各单体电池也不尽相同。
这就导致了单体电池的不一致度在使用过程中逐步放大,从而在某些情况下使某些单体电池性能加速衰减,并最终引发电池组过早失效。
不一致性原因从时间顺序划分,电池组中单体电池的不一致性主要体现在两方面:制造过。
taycan高压蓄电池能量平衡过低Taycan高压蓄电池能量平衡过低随着电动汽车的普及和发展,高压蓄电池的能量平衡问题逐渐引起人们的关注。
Taycan作为保时捷推出的一款电动车型,同样面临着这个问题。
本文将从Taycan高压蓄电池的能量平衡过低的原因、影响以及解决方法等方面进行探讨。
我们来了解一下Taycan高压蓄电池能量平衡过低的原因。
高压蓄电池是电动汽车的重要组成部分,用于存储电能以供电动机驱动汽车运行。
然而,由于各种因素的影响,高压蓄电池内部可能会出现能量分布不均衡的情况,即能量平衡过低。
这主要有以下几个原因:高压蓄电池的寿命有限,随着使用时间的增加,蓄电池的容量会逐渐减少。
当蓄电池容量不一致时,就会导致能量平衡过低的问题。
充电和放电过程中的不均衡也是导致能量平衡过低的重要原因。
在充电过程中,由于充电电流的分布不均匀,部分电池受到过度充电,而其他电池则充电不足。
同样,在放电过程中,电池的能量消耗也会不均衡,导致能量平衡过低。
高温环境下的运行也会对高压蓄电池的能量平衡产生影响。
在高温环境下,电池内部的化学反应速率加快,可能导致部分电池容量损失较大,从而造成能量平衡过低。
那么,T aycan高压蓄电池能量平衡过低会带来哪些影响呢?能量平衡过低会降低电动汽车的续航里程。
当高压蓄电池能量分布不均衡时,一些电池的能量很快耗尽,而其他电池仍然具有较多的能量。
这就导致了续航里程的缩短,影响了电动汽车的使用。
能量平衡过低还会影响电动汽车的性能表现。
当高压蓄电池能量分布不均衡时,电动汽车的动力输出也会不稳定,加速性能可能会受到影响,从而影响驾驶体验。
那么,如何解决Taycan高压蓄电池能量平衡过低的问题呢?保养高压蓄电池是关键。
定期检查高压蓄电池的容量和电压情况,及时发现和更换容量较低的电池,以保证能量分布的均衡。
优化充电和放电过程。
通过优化充电电流和放电策略,使得高压蓄电池能量的充放电过程更加均衡,减少能量平衡过低的问题。
新旧蓄电池混用的弊端不同型号的蓄电池混合使用,或者是同型号的新旧蓄电池混合使用危害是很大的。
不同的蓄电池因为内部电解质的不同,相应的内阻和电势都会不同。
混合使用他们的时候,如果是串接,可能导致内阻小,电势低的电池过度放点,一下耗尽存量,并且产生内部电流超过允许值,迅速老化、报废。
这时候蓄电池组中的新蓄电池也会受到拖累,产生连锁反应。
如果是并接,会产生蓄电池组内部环流,一方面对外输出减弱,另一方面可能引起电池本身的发热甚至爆炸。
即使应急使用,也不要将内部电解质不同的蓄电池混合。
比如充电电池和碱性电池混合使用就很危险。
新旧蓄电池混用的弊端。
蓄电池用旧了,由于一系列化学原因,电动势会稍有下降,内阻会明显增加,这样的蓄电池若与新电池混用,弊端很多。
现以一节新蓄电池(E1=1.5V, r=1Ω)与一节旧电池(E2=1.4V,r2=5Ω)混用,给一只3V/3W灯供电为例作一分析:若两节蓄电池串联供电时。
R1=3Ω(灯负载电阻)单用一节新蓄电池供电时,电流为I1,I1=0.375A新旧蓄电池串联供电时电流为I2,I2=0.322A,说明混用蓄电池小,此时落在旧蓄电池内阻上的电压降为Vr2,Vr2=r2•I2=5×0.322=1.61V>E2,它说明旧电池对电路的贡献小于它的消耗,这就是新旧电池串用灯,往往灯亮度更暗的原因。
用两节蓄电池并联供电见依据基尔霍夫定律有:I1=(r1+RL)+I2RL=E1I2=(r2+RL)+I1RL=E2则:4I1+3I2=1.53I1+8I2=1.4可得:I1=0.339A I2=0.048AIL=I1+I2=0.387A以上数据说明,新旧蓄电池并联供电时,旧蓄电池提供的电流很小很小,通过灯的电流比单用新蓄电池相差很小(0.387A-0.375A=0.012A),更为严重的是,一旦停止对外供电,即断开电键K,二电池自成回路,新电池将向旧电池供电,其电流为I。
I=0.017A,即将有20mA的等效自放电电流,按蓄电池容量为3A时计算,放电时间为T,T=176h=7天,即一周后新蓄电池将放电殆尽。
电动汽车蓄电池使用误区误区1:蓄电池不进行补充充电有些车主常忽视对在用车蓄电池的补充充电。
由于电动汽车蓄电池在车上充电不彻底,易造成极板硫化;同时,在使用中充、放电的电量是不平衡的,倘若放电大于充电而使蓄电池长期处于亏电状态,蓄电池极板就会慢慢硫化。
这种慢性硫化,会使蓄电池电荷容量不断降低,直到启动无力,大大缩短蓄电池的使用寿命。
为使蓄电池极板上的活性物质及时得到还原,减少极板硫化,提高蓄电池电荷容量,延长其使用寿命,对在用车蓄电池应定期进行补充充电。
电动汽车专用蓄电池误区2:蓄电池过充电蓄电池经常过量充电,即使充电电流不大,但电解液长时间“沸腾”,除了活性物质表面的细小颗粒易于脱落外,还会使栅架过分氧化,造成活性物质与栅架松散剥离。
误区3:不同容量的蓄电池串联使用不同容量的蓄电池不能串联使用。
因为两容量不同的蓄电池串联使用时,往往会使容量小的蓄电池过量充电或放电,因而缩短蓄电池的使用寿命。
误区4:新旧蓄电池混合使用为了让还能使用的蓄电池充分利用,经常发生新旧蓄电池串联使用的现象。
殊不知,这种做法会缩短新蓄电池的使用寿命。
因为,新电动汽车蓄电池由于化学反应物质较多,端电压较高,内阻较小;而旧蓄电池端电压较低,内阻较大。
一般12V新蓄电池内阻为0.015~0.018Ω,旧蓄电池的内阻却多在0.085Ω以上。
如果将新旧蓄电池串联混用,那么在充电状态下,旧蓄电池两端的充电电压将高于新蓄电池两端的充电电压,结果造成新蓄电池尚未充满,而旧蓄电池早已过高;而在放电状态下,由于新蓄电池的容量比旧蓄电池的容量大,结果造成旧蓄电池过量放电,甚至造成旧蓄电池反极。
因此,蓄电池不能新旧串联混用,同样在修理蓄电池时也不宜将新旧单格电池混装。
误区5:忽视蓄电池盖通气孔的疏通蓄电池盖上的小孔是用来散发蓄电池内部气体的,这些气体是在充电过程中产生的可燃的氢气和助燃的氧气。
如果忽视通气孔的疏通,会造成通气孔阻塞,使蓄电池在化学反应时产生的热量和气体无处散发,致使蓄电池温度和压力升高,甚至引发蓄电池爆炸。
单体不一致性对新能源客车电池寿命的影响隨着新能源客车数量的日益增加,使得新能源客车用动力电池备受关注,特别是动力电池的系统寿命[1-5]。
然而,新能源客车用动力电池系统通常是由成百个甚至上千个单体电池通过串并联方式组成,这使得电池组系统的结构非常复杂。
所以在动力电池系统内部单体间存在一定的差异,即电池的不一致性问题,这也致使动力电池单体性能没有办法代表电池系统性能。
单体电池的不一致性首要来源于单体的本身的一致性,即制备工艺一致性和分选技术的完善性。
为保证单体间的一致性,正、负极材料和电解液的均匀性非常重要,原材料的不一致性问题会带来电池的不一致性。
除原材料影响之外,由于电池的生产工艺复杂,单体电池制造过程也存在很大的不一致性问题。
另一方面,在不同的温度下电池的电化学特性很不一样,因此即使是一致性很好的单体成组后在不同的环境温度下也会体现出不一致,最终导致电池组容量的较快衰减。
本文通过新能源客车市场运行大数据分析动力电池在实际应用中的电池不一致性问题,分析这种不一致性问题对电池系统寿命的影响,并针对性的提出由于电池一致性问题带来的电池寿命衰减的改进措施。
2 新能源客车用动力电池单体不一致性问题单体电池不一致性会导致电池系统的性能会较单体电池性能差,由于差异性的体现方式不同,差异的大小不同,电池系统与单体特性表现之间并没有一个直接的线性关系,所以通常电池系统的性能很难直接通过单体的性能评测准确得到。
动力电池不一致性问题主要体现在单体电压、内阻、容量、充放电性能等方面,各方面的差异均会对系统的性能产生较大的影响。
为分析动力电池一致性问题,特选用两家电池生产厂家生产电池作为研究对象,对应系统命名为系统A和系统B,系统A、B为同一地区同一线路运行公交客车。
另一方面为了进行对比分析电池生产工艺等影响,选取了两台装有同一电池厂家生产系统B的车辆,两套电池系统分别命名为系统B1、B2,装有系统B1和B2的车辆也为运行在同一线路上车辆,同时选取车辆数据为同一时间周期数据,所以车辆外界环境对电池影响基本一致。
混合动力电动汽车结构原理与故障诊断试题库项目1 混合动力汽车的总体认知与检查(一)名称解释(每题2分,共10分)1.混合动力汽车2.串联式混合动力汽车3.并联式混合动力汽车4.混联式混合动力汽车5.插电式混合动力汽车(二)填空题(每空1分,共40分)1.到2035年,我国汽车要全面实现电驱动化,其中传统能源汽车将全部转为混合动力汽车,且混合动力汽车与新能源汽车将各占汽车总产量的50%,全面电动化已经成为我国汽车发展的主要方向,混合动力汽车将进入快速发展期。
2.混合动力汽车的动力一般采用发动机和驱动电机,能量储存装置一般采用锂离子蓄电池或金属氢化物镍蓄电池。
3.按照混合度数值的大小,可以将混合动力汽车分为微混合型混合动力汽车、轻度混合型混合动力汽车和重度混合型混合动力汽车。
4.串联式混合动力汽车的结构主要由发动机-发电机组、DC/DC转换器、电机控制器、驱动电机及动力蓄电池等部件组成。
5.串联式混合动力汽车的工作模式主要有纯电驱动模式、纯发动机驱动模式、混合驱动模式、D.车辆正常行驶时由电机驱动5.丰田普锐斯混合动力汽车属于( D )。
A.微混合型混合动力汽车B.轻度混合型混合动力汽车C.重度混合型混合动力汽车D.混联式混合动力汽车6.插电式混合动力汽车,下列哪些说法是正确的(ABC )。
A.属于新能源汽车B.可以对动力蓄电池充电C.可以在加油站给汽车加油D.属于节能汽车7.串联式混合动力汽车,下列哪些说法是正确的(AC )。
A.电力驱动是唯一的驱动模式B.发动机直接参与驱动C.发动机不直接参与驱动D.发动机和驱动电机可混合驱动8.并联式混合动力汽车,下列哪些说法是正确的(BD )。
A.电力驱动是唯一的驱动模式B.发动机直接参与驱动C.发动机不直接参与驱动D.发动机和驱动电机可混合驱动9.并联式混合动力汽车驱动电机,下列哪些说法是正确的(ABCD )。
A.P0表示电机安装在发动机前端B.P1表示电机位于发动机后和离合器前C.P2表示电机位于发动机与变速器之间,位于离合器后D.P4表示电机位于后桥上10.混联式混合动力汽车,下列哪些说法是正确的(ABD )。
新能源汽车电池压差问题新能源汽车电池压差问题新能源汽车电池压差问题是指在使用过程中,电池组中的各个电池之间会出现电压差异。
这个问题对于电池组的性能和寿命有着重要影响。
下面将逐步分析这个问题,并提出解决方案。
首先,我们需要了解电池压差问题的原因。
一方面,电池组中的每个电池的质量和性能可能存在差异,导致电压不同。
另一方面,电池的使用过程中,由于充放电不均衡、温度差异等原因,也会导致电池之间的电压差异。
这些原因共同作用,导致了电池组中的电压差异问题。
解决电池压差问题的第一步是对电池组进行均衡管理。
均衡管理是通过监测每个电池的电压,并根据差异进行相应调整,使电池组中的电压保持一致。
可以采用的均衡管理方法包括主动均衡和被动均衡。
主动均衡是指通过控制电流的方式将电池组中电压较高的电池放电,将电压较低的电池充电,从而实现电压均衡。
被动均衡是指在电池组设计中加入均衡电路,通过串联电阻、电容等元件来平衡电池的电压。
第二步是优化充放电策略。
电池组中的充放电过程是电压差异产生的主要原因之一。
通过优化充放电策略,可以减小电池充放电不均衡对电压差异的影响。
比如,可以采用温度控制充放电策略,使电池组中的每个电池在相似的温度下进行充放电,减小温度差异对电压的影响。
第三步是改善电池组的散热性能。
电池的温度差异会导致电压差异,因此改善电池组的散热性能可以减小电压差异。
可以采用散热片、风扇等散热装置,提高电池组的散热效果,使电池组中的每个电池温度接近,从而减小电压差异。
最后,定期检测和维护电池组也是解决电池压差问题的关键。
定期检测电池组的电压、温度等参数,及时发现电压差异较大的电池,并进行修复或更换。
同时,定期维护电池组,清理电池组表面的灰尘和污垢,保持电池组的良好工作状态,延长电池组的使用寿命。
综上所述,解决新能源汽车电池压差问题需要进行均衡管理、优化充放电策略、改善散热性能,并定期检测和维护电池组。
只有从多个方面综合考虑,才能有效解决电池压差问题,提高电池组的性能和寿命,进一步推动新能源汽车的发展。