探討混合電動(dòng)車(chē)MH―Ni電源系統的應用
2.1 電池的容量
在應用過(guò)程中,電池容量的一致性是無(wú)法進(jìn)行檢測的,主要應考核初始狀態(tài)時(shí)(即系統電池組裝配前)各電池容量的一致性。
在前面SOC情況的討論中,可以知道,SOC的最大偏差可以允許13%,這也是電池容量差別的最大允許要求,即低于此偏差即不影響系統的正常應用。
在實(shí)際生產(chǎn)中,目前大部分廠(chǎng)家都控制在5%,這已經(jīng)能夠完全滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)的要求。
2.2 電池的電壓
電池電壓的一致性與SOC有較大關(guān)系。首先要確定電壓一致性的判別方法。在低于20%SOC下,電池的電壓差別是比較明顯的。如0~1.2V,均可視為SOC=O%。20%的SOC,電壓在1.25V左右,與0%SOC電壓差別至少在50mV左右(此時(shí)10組合電池模塊可能達到500mV以上)。而在20%~80%SOC,電壓差別很小,電壓在1.25一1.35V范圍內。此電壓指電池的開(kāi)路電壓,而且一般開(kāi)路時(shí)間比較長(cháng)(4h以上)。隨著(zhù)開(kāi)路時(shí)間的增加,在20%~80%SOC范圍內的電壓差別會(huì )更小,如自放電擱置28d,其電壓差別可能僅有30mV左右。在80%SOC以上,電壓也會(huì )有比較大的差別。因此,依據開(kāi)路電壓來(lái)判斷,無(wú)法制定統一的標準。從一致性的目的來(lái)說(shuō),主要是不影響系統的正常應用,因此應考慮電池在使用過(guò)程中的一致性。
從電池的充放電曲線(xiàn)我們可以知道,在低予20%SOC和高于80%SOC時(shí),電池的電壓發(fā)生急劇變化,因此在超出此范圍考察一致性也無(wú)很大意義。
實(shí)際使用的SOC范圍在20%~80%之間,電壓比較平穩,主要應考察這一區間各電池電壓的一致性。從實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗考慮,在此段充電或放電時(shí),各電池的電壓差別不應超過(guò)5mV(無(wú)論何SOC)。
2.3 內阻的一致性
內阻分為歐姆內阻(標準1kHz下的交流內阻)和直流內阻(大電流短時(shí)間充電或放電測得)。應用于HEV的MH—Ni電池內阻相對較小。例如40Ah電池,其電池內阻正常都在1~1.2mQ,但其檢測精確度與測量設備有較大關(guān)系。某些設備、儀器只要操作上稍有偏差,帶來(lái)的測量誤差就比較大,正常就有20%左右的誤差。一般來(lái)說(shuō),只要電池合格,性能正常,在此偏差范圍內電池性能不會(huì )差別較大。但超出此范圍,電池性能可能會(huì )有差異,如電池制作過(guò)程中的虛焊等,雖然對電池容量無(wú)較大影響,但會(huì )對功率性能有影響,通過(guò)歐姆內阻的檢測可以分辨出來(lái)。因此內阻偏差一般控制在±20%的范圍內為宜。
直流內阻更能反映電池應用過(guò)程中內阻的一致性。但在生產(chǎn)、應用過(guò)程中,是不可能對每只電池進(jìn)行直流內阻檢測的,不適宜作為考核的依據。
具體涉及到整個(gè)電源系統,另一個(gè)考慮的問(wèn)題是電池之間的連接電阻,這一部分一定要控制一致性。因為此部分電阻稍大,在使用過(guò)程中就會(huì )發(fā)熱,從而帶來(lái)一系列的問(wèn)題。但此部分內阻本身很小,只有零點(diǎn)幾個(gè)毫歐,不容易直接檢測,可以在充放電過(guò)程中檢測其上的電壓降來(lái)控制,其一致性可以根據電池的連接方法、工藝等加以控制。
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