【摘要】：以某款混合動力汽車用鋰離子動力電池系統(tǒng)為研究對象,在25±2℃的溫度下以1C的恒定電流進(jìn)行了循環(huán)充放電試驗,得到了車用鋰離子動力電池系統(tǒng)充/放電容量與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線,并提出了基于遺傳算法的車用鋰離子動力電池系統(tǒng)的循環(huán)壽命擬合方法,使用該方法得到該動力電池系統(tǒng)的容量保持率與充放電循環(huán)次數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系,根據(jù)擬合函數(shù)求得的數(shù)值與實(shí)際試驗數(shù)據(jù)之間的殘差平方和僅為1.528 2,表明該方法具有很好的擬合效果。
【圖文】：

試驗設(shè)備包括迪卡龍BTS-600電池測試系統(tǒng)和HTH1920-40A高低溫濕熱試驗箱。迪卡龍BTS-600電池測試系統(tǒng)適用于絕大多數(shù)動力電池系統(tǒng)的性能測試和數(shù)據(jù)分析，該測試系統(tǒng)可以根據(jù)試驗要求和目的為試驗對象加載不同的測試工況，測試中可以模擬實(shí)車工況和實(shí)車環(huán)境，試驗結(jié)果更接近實(shí)際使用環(huán)境；HTH1920-40A高低溫濕熱試驗箱能夠適應(yīng)溫度范圍為-40~150℃、濕度范圍為25%RH~98%RH的測試要求，其最大承載質(zhì)量達(dá)250kg，可以滿足絕大多數(shù)電池系統(tǒng)測試要求。表1試驗用電池系統(tǒng)主要參數(shù)圖1鋰離子動力電池系統(tǒng)循環(huán)壽命試驗臺結(jié)構(gòu)示意2.2試驗方法依據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《QC/T743—2006電動汽車用鋰離子蓄電池》并參考美國《USABC電池試驗手冊》進(jìn)行循環(huán)壽命試驗。試驗在25±2℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行，采用1C恒流進(jìn)行循環(huán)充放電試驗，試驗共進(jìn)行了2520次循環(huán)，每進(jìn)行360次循環(huán)后測量電池組的充放電容量。單個充/放電循環(huán)過程為：采用1C恒流將電池系統(tǒng)放電至BMS自動保護(hù)，靜置10min；然后采用1C恒流將電池系統(tǒng)充電至BMS自動保護(hù)，靜置10min，完成后重復(fù)以上步驟。充放電容量的測量方法為：首先采用1C恒流將動力電池系統(tǒng)充電至廠商規(guī)定的充電截止條件（BMS自動保護(hù)），靜置30min后采用1C恒流將電池組放電至BMS自動保護(hù)，記錄放電容量值；再靜置30min后使用1C恒流充電至BMS自動保護(hù)，記錄充電容量值，最后再靜置30min。充放電容量試驗需要進(jìn)行3次，以準(zhǔn)確得到動力電池系統(tǒng)的充/放電剩余容量數(shù)值，試驗結(jié)果如表2所示。2.3試驗結(jié)果分析對鋰離子動力電池系統(tǒng)循環(huán)壽命試驗得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理，如表3所示，其中庫倫效率等于放電容量與充電容量的百分比，放電容量保持率等于平均放電容量與標(biāo)稱容量（6.5Ah）的百分比。根據(jù)平均充放電容量的數(shù)?

?0min后采用1C恒流將電池組放電至BMS自動保護(hù)，記錄放電容量值；再靜置30min后使用1C恒流充電至BMS自動保護(hù)，，記錄充電容量值，最后再靜置30min。充放電容量試驗需要進(jìn)行3次，以準(zhǔn)確得到動力電池系統(tǒng)的充/放電剩余容量數(shù)值，試驗結(jié)果如表2所示。2.3試驗結(jié)果分析對鋰離子動力電池系統(tǒng)循環(huán)壽命試驗得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理，如表3所示，其中庫倫效率等于放電容量與充電容量的百分比，放電容量保持率等于平均放電容量與標(biāo)稱容量（6.5Ah）的百分比。根據(jù)平均充放電容量的數(shù)據(jù)繪制充放電容量與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線，如圖2所示。由圖2可看出，隨著循環(huán)充放電次數(shù)的增加，以及電池內(nèi)部的不可逆反應(yīng)和不一致性擴(kuò)大等，鋰離子動力電池系統(tǒng)的充/放電容量不斷減小，在第2520次充放電循環(huán)后，電池系統(tǒng)的放電容量衰減了13.7%。試驗過程中電池組的庫倫效率在97.5%上下波動，最大差值不足0.6%，通過圖2中充電曲線與放電曲線之間的距離保持穩(wěn)定也反映出電池組的庫倫效率基本不變。表2車用鋰離子動力電池系統(tǒng)循環(huán)壽命試驗結(jié)果Ah表3鋰離子動力電池系統(tǒng)循環(huán)充放電試驗數(shù)據(jù)處理圖2鋰離子動力電池系統(tǒng)充放電容量與循環(huán)次數(shù)關(guān)系曲線鋰離子動力電池組的容量保持率與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線如圖3所示，在第2520次循環(huán)試驗后電池組容量保持率為89.38%。如果以動力電池系統(tǒng)的剩余可標(biāo)稱容量/Ah標(biāo)稱電壓/V工作電壓范圍/V組合方式單體材料6.5288207~34290個單體串聯(lián)LiFePO4直流供電電源電池系統(tǒng)電池模擬器低壓線高壓線CAN線CAN線USB線低壓線CANcaseXL計算機(jī)直流穩(wěn)壓充電機(jī)循環(huán)次數(shù)136072010801440180021602520第1次放電容量6.6911916.3278036.1851056.0675455.9702645.88766
【作者單位】： 華南理工大學(xué);廣州汽車集團(tuán)股份有限公司;
【基金】：2015年廣東省科技計劃項目“公益研究與能力建設(shè)專項”(2015A080803001)
【分類號】：TM912;U469.7

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本文編號：2524745