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电池老化如何最大化汽车电池包的运行时间?

作者:lol主播盘-英雄联盟投注网站-lol外围盘口 发布日期:2020-12-25 浏览次数:62396

对EV或PHEV而言,性能等同于电池动力反对的可行经距离。EV和PHEV供应商不仅要获取低电池性能,还要获取数年的还包括最较短行经距离的售后服务服务,以维持竞争力。随着电动汽车的数量和行经时间的大大快速增长,电池包内无规律的电池单元老化正在沦为一个长年问题。

由串联相连、低能量密度、高峰值功率的锂聚合物或磷酸铁锂(LiFePO4)电池单元构成的大电池包,普遍用作从显电动车辆(EV或BEV)、油电混合动力车辆(HEV)、挂电式混合动力车辆(PHEV)到能源存储系统(ESS)的各类应用于中。尤其是电动汽车市场,预计不会对大型串联/并联电池单元阵列产生极大市场需求。

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2016年全球PHEV汽车销量为77.5万辆,预计2017年销量为113万辆。尽管对大容量电池单元的市场需求大大快速增长,电池价格依然非常低,包含EV或PHEV中价格最低的组件,反对续航小几百公里的电池价格一般来说在10,000美元左右。低成本可以通过用于低成本/装修的电池单元来消弭,但此类电池单元也将具备更大的容量不给定性,进而增加单次电池后的能用运行时间或可行经距离。

即便是较高成本、较高质量的电池单元,重复使用后也不会老化且不给定。提升具备不给定电池单元的电池包容量有两种办法:一种就是指一开始就用于更大的电池,但这样做到的性价比不低;另一种是用于主动平衡,这是一种新技术,可以完全恢复电池包中的电池容量,较慢强化动力。仅有串联电池单元必须平衡当电池包中的每个电池单元具备完全相同的电池状态(SoC)时,我们说道电池包中的电池单元是平衡的。

SoC是指当电池电池和静电时,单个电池的当前剩下容量相对于其仅次于容量的比例。例如,一个10安时的电池单元若有5安时的剩下容量,则其SoC为50%。所有电池单元都必需维持在某一SoC范围内,以防止损毁电池或延长寿命。SoC的容许大于和最大值因应用于而异。

在电池运行时间至关重要的应用于中,所有电池单元可以在20%的最小SoC和100%的最大SoC(或满电状态)之间工作。必须最久电池寿命的应用于可能会将SoC范围容许在大于30%到仅次于70%之间。

这些是电动汽车和电网储存系统的典型SoC容许,它们用于十分大且便宜的电池,替换成本极高。电池管理系统(BMS)的主要起到是森严监控电池包中的所有单元,保证没任何电池单元电池或静电远超过该应用于的大于和最大SoC限值。对于串联/并联电池单元阵列,一般可以指出并联相连的电池单元彼此之间不会自动平衡。也就是说,随着时间推移,只要电池单元端子之间不存在导电路径,并联相连的电池单元之间的电池状态就不会自动平衡。

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某种程度可以指出,串联相连的电池单元的电池状态不会随着时间推移而经常出现差异,原因有多方面。整个电池包中的温度梯度、电阻、自放电速率或各电池单元阻抗之间的差异,有可能造成SoC渐渐变化。

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尽管电池包电池和静电电流有助使这些电池单元间差异变大,但除非周期性地平衡电池单元,否则积累的不给定性将不会有增无减。补偿电池单元的SoC交错是平衡串联电池的最基本原因。一般来说情况下,被动或力学系统平衡方案不足以新的平衡电池包中容量相似的电池单元的SoC。

如图1a右图,被动平衡既非常简单又低廉。然而,被动平衡也十分较慢,不会在电池包内部产生危害的热量,平衡结果是将所有电池单元的剩下容量增加到与电池包中SoC低于的电池单元完全一致。

此外,被动平衡缺少能力有效地解决问题另一种少见现象——容量不给定引发的SoC误差。所有电池单元在老化时都会损失容量,损失速率往往有所不同,原因类似于串联电池单元的电池状态随着时间推移而经常出现差异。电池包电流平均分配地流向和流入所有串联电池单元,因此电池包的能用容量各不相同电池包中容量低于的电池单元。

只有图1b和图1c右图的主动平衡方法可以让电荷在整个电池包中重新分配,补偿电池单元间不给定所导致的容量损失。图1.电池单元平衡典型流形结构。

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