試驗(yàn)測(cè)試下商用鋰電池的控制

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試驗(yàn)測(cè)試下商用鋰電池的控制

推廣電動(dòng)汽車的主要制約因素在于其電池的性能不能滿足汽車功率需求，如鋰電池使用過(guò)程中電池容量降低、使用時(shí)間減少且鋰電池電壓值下降較快。為此，對(duì)汽車動(dòng)力系統(tǒng)使用的商用鋰電池進(jìn)行分析。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，研究鋰電池使用過(guò)程中額定容量的損失。對(duì)放電階段所需要的功率、高循環(huán)次數(shù)引起的老化、電池組管理不善引起的容量損失進(jìn)行了試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)給出修復(fù)鋰電池容量的方法。

首先對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。使用創(chuàng)科集團(tuán)生產(chǎn)的QPX1200L型直流電源為測(cè)試電池提供充電操作，提供的最大輸出功率為1200W。鋰電池與可調(diào)功率電阻相連實(shí)現(xiàn)放電?；贔ieldPoint模塊進(jìn)行測(cè)試，采用LabVIEW編制的虛擬設(shè)備對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和管理。編制的測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)單個(gè)電池、4個(gè)電池、7個(gè)電池、1個(gè)模塊和整個(gè)電池組進(jìn)行控制測(cè)試。制定的測(cè)試指標(biāo)包括：4個(gè)電壓指標(biāo)、1個(gè)電流指標(biāo)和5個(gè)溫度指示。同時(shí)，定義2個(gè)圖形窗口用來(lái)顯示電壓和溫度的變化趨勢(shì)。當(dāng)充電電壓超過(guò)最高限制電壓或放電電壓低于最低限制電壓時(shí)，產(chǎn)生聲音警報(bào)。文中選用的測(cè)試電池取自廢棄車輛，共70塊，裝在10個(gè)模塊中，每個(gè)模塊串聯(lián)連接7個(gè)電池。首先對(duì)所有電池進(jìn)行完全放電，之后進(jìn)行完全充電以確保各電池具有相同的荷電狀態(tài)。測(cè)試包括各種不同電流條件下的充放電循環(huán)測(cè)試和不同充放電速率下的電池容量測(cè)試，觀察電池容量的恢復(fù)狀態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，以C速率進(jìn)行放電時(shí)取得的最高溫度為43℃。放電速率對(duì)電池容量恢復(fù)的影響最大，以3C速率進(jìn)行放電，電池可恢復(fù)額定容量的30%～40%；以2C速率進(jìn)行放電，電池可恢復(fù)額定容量的67%；以C速率進(jìn)行放電，電池可恢復(fù)額定容量的90%；而以C/10的速率對(duì)單電池進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試時(shí)，多循環(huán)次數(shù)的恢復(fù)較差，只有原循環(huán)次數(shù)的30%。

Alessandro Dell’Era et al. 2014 IEEE 23rd International Symposium on Industrial Electronics, Istanbul June 01- 04, 2014.

編譯：王祥