電動汽車車主在駕駛車輛幾年甚至幾個月后發現自己電動汽車續航減少了,不免對電動汽車安全性、可靠性、穩定性產生懷疑。這是要分析續航減少原因,電動汽車續航衰減主要為三點:
- 溫度影響;
- 電芯不一致影響;
- -電芯衰減;
下面對以上三點進行具體分析。
溫度影響:
電池對低溫環境敏感,環境溫度越低,可放出電量越少,續航越低。下圖1為同一電芯不同溫度下可放電量。主機廠通常以25℃環境可放電量標記為100%,溫度降低,可放電量減少。這也就是北方冬天電動汽車續航減少會更明顯的主要原因,有些電動汽車冬天續航可能不到夏天續航50%。冬天開暖風耗電比空調耗電更多,每小時在3度電~6度電,這也是冬天電動汽車續航減少另一個原因。下面視頻為電池均衡管理原理。
電芯不一致影響:
電芯不一致可理解為一個電池包中有100串電池,其中有些電池內阻增加
或者初始容量存在差異。初始容量差異是由于同批次電芯分揀出現問題,比如同為50Ah容量電池,由于初始充電等誤差,制造出來電芯剩余電量可能為50.5Ah、50Ah、49.5Ah。如果把這樣的電芯組裝在一個電池包內,會出現49.5Ah的電芯先放電完成,比額定50Ah少0.5Ah。這種情況對續航并不會造成大影響,通過BMS系統中電池均衡管理把不同剩余電量電芯均衡為相同剩余電量。
但是個別電芯內阻增加就麻煩,這種情況可能由于電芯制造過程中工藝差異或者使用過程造成。出現這種情況就會出現充不滿,放不完的情況,對續航產生影響,同時對電動汽車安全性也產生影響,極可能發生自燃。
下圖2為電池包充電狀態,2號電芯內阻增加,充電過程中會先到達充電截至電壓,此時BMS必須停止充電,1號電芯和3號電芯并未充滿。
圖3為放電狀態,由于2號電芯內阻增加,放電電壓會先到達放電截至電壓,此時BMS必須停止放電或限制放電電流,1號電芯和3號電芯并放完。充電充不滿,放電放不完,續航自然會減少。
電芯衰減:
電芯在使用過程中會自然衰減,根據電芯和充放電循環測試不同電芯衰減程度不同。比如電芯充放電循環2000次電芯衰減20%,衰減20%就達到報廢狀態,這種情況也是一種正常現象。現在很多企業推出三電終生質保,達到電池報廢時進行換電池包就可以了。
一套良好的BMS系統不僅可以高效進行電芯均衡管理,準確計算電芯衰減率,還可以有效預測熱失控。
注:文章來源微信公眾號《新能源汽車設計之家》
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