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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？( 三 )


由图中可以看出 ， 在四种工况运行过程中 ， 单体电压的变化范围在3.2-3.4V之间 ， 各单体电池的电压差小于0.2V ， 电压浮动较小 ， 并且各单体电压均大于2.5V 。 另外 ， 对比各图中的两个曲线 ， 可以看出 ， 单体电池电压的变化趋势和工作电压的变化总体一致 。
有学者将电池组单体相对电压差(定义为最高电压和最低电压之差和单体标称电压的百分比)作为衡量其一致性程度的指标 ， 进一步观察图5-7可知 ， 长距离工况、市区山坡工况、高峰期堵车工况下电池组的单体相对电压差分别为2.9% ， 3.8% ， 3.5% ， 即市区山坡工况、高峰期堵车工况对电池组单体电压(一致性)的影响较长距离工况的大 。 为避免电池组的故障与损坏 ， 对单体电池的电压进行监管非常重要 。

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图5 长距离工况下工作电压与单体电压的变化曲线

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图6 山坡工况下工作电压与单体电压的变化曲线

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图7 堵车工况下工作电压与单体电压的变化曲线
2.3 不同工况对锂离子动力电池工作电流的影响
由于电池存在一定的内阻 ， 当电池长时间流过较大的电流时 ， 电池温度会持续升高 ， 如果不及时进行热管理 ， 会严重影响电池的稳定性和使用寿命 。
此外 ， Li+在正、负极的脱嵌能力有限 ， 与之相对应的是锂离子电池最大允许充放电电流 ， 而电流过大会导致极化电压升高 ， 电池提到达到截止电压 ， 影响电池的可用容量 ， 如果电池长时间处在电流过大状态还会导致 Li+的沉积 ， 带来安全隐患 ， 因此需要在电池使用过程中 ， 控制充放电电流在合理范围内 。
本试验根据试验车行车过程中采集的工作电流的数据 ， 考察不同工况对锂离子动力电池工作电流的影响 。
图8-10是不同工况下工作电压与工作电流的变化曲线 。 电流为正值时 ， 动力电池放电；当电流为负值时 ， 动力电池充电 。 从图中可以看出 ， 工作电流的变化与工作电压有关 ， 当工作电压大时 ， 工作电流低；工作电压小时 ， 工作电流大 。
此外 ， 堵车工况下的工作电流零值与负值的比例较大 ， 这是由于行车过程中的刹车制动回收能量所致 。 山坡工况下的工作电流值较长时间处在较高的水平上 ， 这是由于此时试验车工作于加速或爬坡的工况 。
而长距离工况下 ， 由于行驶于市区车流量较小的平坦路段 ， 工作电流正负值的变化较为均衡 。 综上可知 ， 市区山坡工况、高峰期堵车工况对动力电池工作电流的影响较长距离工况的大 。

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图8 长距离工况下工作电压与工作电流的变化曲线

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图9 山坡工况下工作电压与工作电流的变化曲线

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图10 堵车工况下工作电压与工作电流的变化曲线
2.4 不同工况试验研究的改进
为了对电动汽车动力电池的性能进行合理的评价以及完成电池管理系统设计等应用 ， 建立电动汽车动力电池特性参数数据模型是必不可少的环节 。 电动汽车动力电池特性参数数据建模与仿真研究是通过电池测试和积累动力电池实际运行特性数据 ， 整合关联因素而建立的 。
动力电池特性参数模型可描述整车工况与电池工作特性之间的数学关系 ， 并在特定的工况下对动力电池运行特性进行仿真 ， 且含有运用模型分析动力电池特性参数变化规律的功能 ， 评价电池的性能指标 。


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