电动汽车用锂离子电池性能分析

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1、30技术纵横轻型汽车技术2012(4)总272电动汽车用锂离子电池性能分析曲学春马长胜张云仓艳(定远总装汽车试验场)摘要本文通过对影响锂离子电池工作性能的多种因素的定性分析，结合电动汽车对电池的不同需求，为电动汽车设计时锂离子电池的选择，为锂离子动力电池的选择提供参考，以充分利用现有锂离子电池的技术条件。关键词：电动汽车锂离子电池性能分析下面是100Ah锂离子动力电池在不同放电电1引言流下的放电性能，如图1所示。其中，以300A的电电池作为电动汽车的心脏一直是大家关注的焦流进行恒流放电后，放电容量为97．93Ah(占0．3c点

2、，锂离子电池以其优越的充放电性能成为各国争放电容量的95．16％)，电池在400A放电电流下放相研发的方向。现在的锂离子电池技术品种繁多，性电343秒时电池温度过高，人为中断测试。能良莠不齐，如何充分利用现有资源尽量满足各种电动汽车对锂离子电池的性能需求，是本文所关注的。2锂离子电池放电性能分析影响锂离子电池性能的因素有很多，在电动汽车的实际行驶中，动力电池工作在复杂的环境下，无法用定量的方法来进行准确计算分析，针对具体型号的锂离子电池可以采用理想化的定量方法进行设计计算。下面仅通过定性分析，来研究几个因素对动力电池的影响。图

3、1不同放电电流下的放电曲线2．1锂离子电池放电性能分析2．1．1电池的倍率放电性能由此可见，电池在不同的放电倍率下对容量有动力电池的倍率放电性能是非常重要的电化学一定的影响，其最大放电倍率的选择也影响电池的参数，表示电池放电电流的大小。安全性和电动汽车的动力性。同时也要注意到放电电池的放电倍率(c)：电池放电电流(A)／电倍率越大，电池的放电电压越低。所以在选择电池池额定容量(Ah)时要充分考虑到电动汽车在极限工况下电池所能通常，电池能承受的最大放电倍率是由电池本承受的最大倍率放电，还要综合大倍率放电情况下身的物理化学性质决定

4、的。的压降以及电池的性价比。轻型汽车技术2012(4)总272技术纵横312．1．2电池的高低温放电性能会启动低压保护，导致电动汽车无法启动。所以，在电池在常温下充满电后，在一20℃下放置16h，人，幽脚曾辍选择●动●力I电3池3时一3定3要2充2分2考虑电池的低温放电44333332OI6●2O06●2O8642O然后进行0．3C放电。同样的电池在常温下充满电特性，尤其是国军标对军用汽车有一40eC的低温要后，在55℃下放置4h后，再进行0．3C放电。表l是求。0．3C放电电流时获得的不同温度下的放电性能对2．2锂离子电池充

5、电性能分析比t。从表中给出的结果来看，电池的高温性能几乎对100Ah动力电池进行不同电流的恒流充电没什么变化，低温特性则较差。测试，结果表明电池0．3C恒流充电容量可达总容量表10．3C放电电流时不同温度下放电性能对比的96％，1C恒流充电可充入接近80％的容量，图4为在不同充电倍率下电压与容量的关系。温度，qC放电容量放电容量占常温放电容量百分比20lO2．9loo一2097．4894．7355lO2_3399．45下面着重研究低温下电池的放电特性，图2和图3分别为电池在一20~C和一40~C下的放电性能1。誊图4不同充电倍

6、率下电压与电容的关系图薹混合动力电动汽车能对电池进行充电，且充电电流比较大，串联式混合动力电动汽车这一特点尤为突出。另外电动汽车都具有制动能量回馈的功能，其电流变化太大，回馈产生的电能如果直接充放电容量比率人电池，对电池的容量影响会很大，进而影响到汽图2—2O℃不同电流放电曲线车的续驶里程。从图中可以看出充电倍率越小，电池的容量越大，若要降低电池充电倍率，需额外加装一个辅助的蓄电器，暂时储存不能被充人电池的电能，所以开发大容量超级电容是十分必要的。2．3电池的荷电保持和循环寿命电池充满电搁置一段时间后，以一定的倍率放电，电池放

7、电容量占刚充满电时的百分比即为荷电保持能力。这一指标对于指导电动汽车的日常保养具有很重要的作用。电池的循环寿命是电动汽车使用成本的关键，是人们是否选择电动汽车的一个重要因素，在选择动力电池时也必须要充分考虑到。图3—40℃不同电流放电曲线2．4电池的安全性能从图中可以看出随着温度的下降，电池的放电电池的安全性能是用户最关心的问题，是设计性能越差。同时由于低温下电池初期放电内阻较大人员首先要考虑到的因素。根据电动道路车辆用锂导致电压突降，如果电池的压降过大，电源管理系统离子蓄电池国家标准QC／T743—2006安全性能测试32技

8、术纵横轻型汽车技术2012(4)总272方法要求，单体电池在IO0％SOC荷电状态下必须针对混合动力电动汽车的工况对电池有如下要通过针刺、挤压、短路、跌落、热箱、过充电等安全特殊要求：①对电池功率特性大于能量特性；②高测试。如果电池的安全性达不到要求，就算性能再好倍率充放电，