中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)之一。1881年特魯夫(Gustave Trouve)制造出世界上第一輛電動(dòng)三輪車(chē)時(shí),使用的是鉛酸電池。目前,仍有不少混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)采用新一代鉛酸電池。近十多年來(lái),鋰離子動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)中得到應(yīng)用,越來(lái)越顯示出其優(yōu)越性。
美國(guó)學(xué)者麥斯J.A.Mas通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)提出電池充電可接受的電流定理:1)對(duì)于任何給定的放電電流,電池的充電接受電流與放出容量的平方根成正比;2)對(duì)于任何放電深度,一個(gè)電池的充電接受比與放電電流的對(duì)數(shù)成正比,可以通過(guò)提高放電電流來(lái)增大充電接受比;3)一個(gè)電池經(jīng)幾種放電率放電,其接受電流是各放電率接受電流之總和。也就是說(shuō),可以通過(guò)放電來(lái)提高蓄電池的充電可接受電流。在蓄電池充電接受能力下降時(shí),可以在充電的過(guò)程中加入放電來(lái)提高接受能力。
汽車(chē)動(dòng)力電池的性能和壽命與很多因素有關(guān),除了其自身的參數(shù),如電池的極板質(zhì)量、電解質(zhì)的濃度等外; 還有外部因素,如電池的充放電參數(shù),包括充電方式、充電結(jié)束電壓、充放電的電流、放電深度等等 。這給電池管理系統(tǒng)BMS估計(jì)蓄電池的實(shí)際容量和SOC帶來(lái)很多困難,需要考慮到很多的變量。WG6120HD混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)是建立在SOC數(shù)值的管理上。SOC (state of charge)指的是電池內(nèi)部參加反應(yīng)的電荷參數(shù)的變化狀態(tài),反映蓄電池的剩余容量狀況.這在國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。
1.鉛酸電池
鉛酸蓄電池是一個(gè)很復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)。充放電電流的大小和它工作溫度等外部因素都會(huì)影響蓄電池的性能。計(jì)算電池的 SOC值,并根據(jù)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)以及其它的參數(shù)來(lái)確定汽車(chē)的運(yùn)行模式,是電動(dòng)汽車(chē)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
鉛酸蓄電池的應(yīng)用歷史最長(zhǎng),也是最成熟、成本售價(jià)最低廉的蓄電池,已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。但它比能量低,自放電率高,循環(huán)壽命低。當(dāng)前存在的主要問(wèn)題是其一次充電的行程短。近期開(kāi)發(fā)的第三代圓柱型密封鉛酸蓄電池和第四代TMF(箔式卷狀電極)密封鉛酸蓄電池已經(jīng)應(yīng)用于EV和HEV電動(dòng)汽車(chē)上。尤其是第三代VRLA蓄電池的低阻抗優(yōu)點(diǎn)可以控制快速充電過(guò)程中的歐姆熱,延長(zhǎng)電池的壽命。
脈沖分階段恒流快速充電方法能很好地適應(yīng)混合動(dòng)力汽車(chē)鉛酸蓄電池在變電流放電狀態(tài)下,充電時(shí)間短,使蓄電池荷電狀態(tài) SOC 始終保持在 50%-80%范圍內(nèi)的要求。試驗(yàn)表明,只需要 196 秒,就可以使蓄電池電量從 50%C 充到 80%C。這種充電方法基本滿(mǎn)足了蓄電池的接受曲線(xiàn),蓄電池的溫升較小,產(chǎn)生氣體少,壓力效應(yīng)不大,而且充電時(shí)間短。