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电气技术|不同工况下，电动汽车锂离子动力电池有怎样的特性？


作者基于电动汽车实际的行驶工况 ， 通过CAN卡总线以及运营管理平台采集不同环境条件、不同使用工况下的行车数据 ， 对锂离子动力电池特性进行研究分析 ， 为今后动力电池建模仿真、电池管理系统设计等应用提供了支撑 。

电气技术|不同工况下，电动汽车锂离子动力电池有怎样的特性？
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在全球范围 ， 以汽车为主的交通运输行业消耗了大量石油资源 。 电动汽车具有高效节能、使用中零排放等显著优点 ， 在环保和节能方面具有不可比拟的优势 ， 发展电动汽车已成为国内外的共识 。
随着电动汽车大规模推广应用 ， 锂离子动力电池因具有储能效率高、寿命长、对环境友好等优点 ， 成为车载动力电池的代表 。 目前 ， 国内学者对动力电池特性的相关研究主要围绕发达国家的典型工况展开 。
有学者提出了基于北京纯电动公交车行驶过程中功率分布情况的动态测试工况以及动力电池寿命测试行驶工况的研究 。
有学者提出基于欧美典型的城市循环工况 ， 电动汽车蓄电池组SOC的评价方法、放电测试以及循环特性的研究 ， 然而这些研究未能较好地贴合我国的实际道路工况 ， 且目前国内对动力电池性能的研究和评价尚处于较初级阶段 。
因此 ， 研究基于实际工况下的锂离子动力电池特性对于深入了解动力电池的实际工作特性以及完善电动汽车动力电池主要特性参数数据库与模型具有重要意义 。
本文以国内某公司电动汽车的锂离子电池组为研究对象 ， 以电池组的单体电池电压、工作电流和工作电压等特性为研究内容 ， 考察不同环境条件、不同使用工况下动力电池特性参数的变化特性 ， 采用CAN卡总线以及运营管理平台采集行车数据 ， 研究分析动力电池主要特性参数 ， 分析在不同环境条件、不同使用工况下动力蓄电池特性参数变化影响程度 ， 为今后动力电池建模仿真、电池管理系统设计等应用提供了支撑 。

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1 试验部分
1.1 试验对象与方法
本文以一款国产纯电动汽车为试验对象 ， 锂离子动力电池组容量为180Ah ， 额定电压为345V ， 总储电量为34.5kW·h ， 最大续航里程可达150km 。 锂离子动力电池运行的特征数据的采集 ， 不仅可以通过试验室中对锂离子动力电池进行性能测试 ， 还可以采用CAN卡总线以及管理平台联网监控与采集行车与电池工况的数据 ， 采集示意图如图1 。

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图1 锂离子动力电池的特征数据采集示意图
本文试验主要基于实际工况 ， 采用CAN卡以及运营管理平台采集电动汽车剩余电量、工作总电压、工作总电流以及最高/最低单体电压数据 。 利用采集的数据判断电池的工作状态 ， 绘制相应工作曲线 ， 分析电池性能状态 ， 掌握电动汽车动力锂离子电池的特性 。
1.2 试验环境与工况
本文在市区不同道路工况下进行试验 ， 分别为长距离工况、市区山坡工况以及高峰期堵车工况 。
长距离工况试验主要在市区车流量较小的平坦路段 ， 以匀速进行连续长距离行驶 。 市区山坡工况试验主要在市区山坡进行连续爬坡、下坡测试 ， 山坡的最高海拔高度为74m左右,最高坡度为6.8% 。 堵车工况试验主要选择市区上下班高峰期的时段 ， 在市区的主要干道进行 。
试验时 ， 环境温度范围为35℃ ， 湿度范围为30%～90% ， 试验时间范围为45～90min 。 试验人员按表1的工况驾驶车辆进行试验 。

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【电气技术|不同工况下，电动汽车锂离子动力电池有怎样的特性？】


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