探討混合電動車MH―Ni電源系統的應用
2.1 電池的容量
在應用過程中,電池容量的一致性是無法進行檢測的,主要應考核初始狀態時(即系統電池組裝配前)各電池容量的一致性。
在前面SOC情況的討論中,可以知道,SOC的最大偏差可以允許13%,這也是電池容量差別的最大允許要求,即低于此偏差即不影響系統的正常應用。
在實際生產中,目前大部分廠家都控制在5%,這已經能夠完全滿足電動車的要求。
2.2 電池的電壓
電池電壓的一致性與SOC有較大關系。首先要確定電壓一致性的判別方法。在低于20%SOC下,電池的電壓差別是比較明顯的。如0~1.2V,均可視為SOC=O%。20%的SOC,電壓在1.25V左右,與0%SOC電壓差別至少在50mV左右(此時10組合電池模塊可能達到500mV以上)。而在20%~80%SOC,電壓差別很小,電壓在1.25一1.35V范圍內。此電壓指電池的開路電壓,而且一般開路時間比較長(4h以上)。隨著開路時間的增加,在20%~80%SOC范圍內的電壓差別會更小,如自放電擱置28d,其電壓差別可能僅有30mV左右。在80%SOC以上,電壓也會有比較大的差別。因此,依據開路電壓來判斷,無法制定統一的標準。從一致性的目的來說,主要是不影響系統的正常應用,因此應考慮電池在使用過程中的一致性。
從電池的充放電曲線我們可以知道,在低予20%SOC和高于80%SOC時,電池的電壓發生急劇變化,因此在超出此范圍考察一致性也無很大意義。
實際使用的SOC范圍在20%~80%之間,電壓比較平穩,主要應考察這一區間各電池電壓的一致性。從實際生產經驗考慮,在此段充電或放電時,各電池的電壓差別不應超過5mV(無論何SOC)。
2.3 內阻的一致性
內阻分為歐姆內阻(標準1kHz下的交流內阻)和直流內阻(大電流短時間充電或放電測得)。應用于HEV的MH—Ni電池內阻相對較小。例如40Ah電池,其電池內阻正常都在1~1.2mQ,但其檢測精確度與測量設備有較大關系。某些設備、儀器只要操作上稍有偏差,帶來的測量誤差就比較大,正常就有20%左右的誤差。一般來說,只要電池合格,性能正常,在此偏差范圍內電池性能不會差別較大。但超出此范圍,電池性能可能會有差異,如電池制作過程中的虛焊等,雖然對電池容量無較大影響,但會對功率性能有影響,通過歐姆內阻的檢測可以分辨出來。因此內阻偏差一般控制在±20%的范圍內為宜。
直流內阻更能反映電池應用過程中內阻的一致性。但在生產、應用過程中,是不可能對每只電池進行直流內阻檢測的,不適宜作為考核的依據。
具體涉及到整個電源系統,另一個考慮的問題是電池之間的連接電阻,這一部分一定要控制一致性。因為此部分電阻稍大,在使用過程中就會發熱,從而帶來一系列的問題。但此部分內阻本身很小,只有零點幾個毫歐,不容易直接檢測,可以在充放電過程中檢測其上的電壓降來控制,其一致性可以根據電池的連接方法、工藝等加以控制。
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