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如何评价新能源汽车的动力电池系统?

来源:汽车电子设计 | 作者:admin | 分类:技术 | 时间:2018-06-22 | 浏览:7562
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锂电网讯:评价电池的维度是真的有挺多的细分项目的,综合的评价一个供应关系的考量真的挺多挺多的。我们只能从一个局部和整体的加权系数来梳理出一些头绪。

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因为总体现在是出竞争力的车是第一位的,2018-2019年是比供应商速度和供应的时机,而长期的竞争力是我们一点点需要观察和考验的。先满足这些基本的要求再来考虑别的。

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之前的笔记摘要:

如今选车也是选电池,如何评价一辆车里面的电池,是不是可靠、安全和耐用,这是个比较大的问题。本文在这里尝试讲这个事情,我们来谈谈如何评价一款电池。在这个方面我们至少可以分为两个层次来看:

1)电池单体如何?

2)电池系统如何?

                     表1 电池需要从单体和系统级两层来看

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                     化繁为简,一个电池系统在整车里面工作,也牵涉到负责电池系统的团队与整车开发之间的匹配和协调,不过我们还是基于上面的主要目标,评价一个电池系统的主要指标围绕上述参数所展开。

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图1 电池与整车的关系

在筛选电池的过程中,需要综合的把各个参数绘制成蜘蛛图,然后根据实际的情况来选择电池,来匹配整车的需求。需要重点说明的是,在混合动力、插电式混合动力和纯电动汽车这三个不同的分支里面,电池的特性需求是有较大的区分的。而在一类电池里面,比如纯电动汽车里面,比较不同车企和电池生产企业,指标的要求则更直观和要求趋同。

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图2 考核电池基本性能的蜘蛛图

1)能量密度高/功率密度高

电池的能量密度,指单位重量或者单位体积内包含的能量;功率密度是指单位重量或者体积对应的最大放电功率的数值。现在单位重量的电池能量密度已经成为衡量电池技术先进性最重要的指标和补贴直接挂钩。这也可以理解,车辆有限的空间和总重内,只有通过切实降低电池包的体积和重量,才能充分发挥其运输特性,电动汽车被诟病最为厉害的就是背了一个乌龟壳在跑路。

电池的能量密度与电池安全性之间,存在着一定的矛盾关系,随着能量密度的提高,电池的安全性和安全冗余边界是受到限制的,这时候对于车辆而言,需要做更多的工作。

2)电池寿命

寿命,是动力电池应用在汽车上最为关键性指标之一,这主要是由于车主对于车辆的可使用年限和可行驶里程两方面所做的考虑,根据这个要求电池的寿命可以分为包括循环寿命和日历寿命两个衡量。

循环寿命是指电池经过一定放电深度的充放电循环次数后,电池内部的衰减情况

日历寿命是指随着时间的推移,电池本身的衰减情况

这两个参数也是动力电池路线图里面最重要的考核依据。

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图3 动力电池路线图

3)运行温度范围:包括低温性能和高温性能,我们一般表征电池的工作温度,而这个工作温度与电池的功率输出有直接关系,我们一般成为功率的Map图。

低温性能:是在指低温下,电池内部的锂离子和电极材料保持较高活性,剩余容量高,放电能力衰减少,允许充电倍率大。温度下降会使锂电池剩余容量衰减成加速形势。温度越低,容量衰减越快。低温下锂离子和电极活性物质活力下降,锂离子嵌入负极材料内部的速率严重下降。超过电池允许的功率充电时,大量锂离子堆积在负极周围,来不及嵌入电极的锂离子得电子后直接沉积在电极表面,形成锂单质结晶。

高温性能:是指在较高温度中,电池正负极材料,隔膜和电解液还能够保持良好的稳定性,在高温下能够正常工作,寿命不会加速衰减,高温不容易引起热失控事故。一般锂电池的最高工作温度在50℃左右。负极表面的SEI膜在90℃左右就可以开始溶解,使得电芯进入自生热阶段,自生热带来额外的温升,这是我们引入电池管理系统需要做功率限制的主要原因。

接下来,我们讲一下电池系统,在电池系统里面,则需要满足更多的法规和企业内部的需求。面向于统一的中国的认证和统一对比要求的主要有以下的

行业标准QC/T 743包括了电性能和安全性能测试项目,国标则分为2组系列标准,第1组分为GB/T 31484(循环寿命)、GB/T 31485(安全性能)和GB/T 31486(电性能);第2组为GB/T 31467.1(高功率应用电性能)、GB/T 31467.2(高能量应用电性能)和GB/T 31467.3(安全性能)。

GB/T 31484、GB/T 31485、GB/T 31486是由QC/T 743标准演化而来,将QC/T 743标准的相关内容重新划分,并在此基础上进行升级,制订了更符合电动汽车实际使用情况的三份独立的标准规范。

GB/T 31467系列标准则是非等效采用了ISO12405系列标准。

而下一步,以上的内容将以强制性标准的形式对安全性加以进一步约束《电动汽车安全要求》和《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》

这相当于把电池安全予以统一强制量化,设置一个基本的底线。

小结:我觉得需要看到很多事情的常态和暂态,需要把握长期的原则和短时间的妥协。

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