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新能源电动汽车电池容量测试

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  • 发布时间:2017/11/4 19:53:05
  • 作者:银河电气

  电动汽车电池理论容量是指活性物质全部参加电池成流反应时所给出的电量。实际容量则是指在一定的放电条件下电池实际放出的电量。由于放电条件的不同,实际容量会有一定的区别。

  电动汽车电池额定容量是指设计和制造电池时,规定或保证电池在一定放电条件下应该放出的最低限度的电量,常常被称为标称容量。值得注意的是,一个电池容量是由其中某个电极的容量来决定,而不是正、负极容量之和。因此,实际电池的容量决定于容量较小的那个电极,一般在实际生产中使负极容量过剩,那么正极容量则限定了整个电池的容量。

电动汽车电池容量的检测方法

  电池容量的测定方法与电池放电性能检测的方法基本一致,有恒电流放电法、恒电阻放电法、恒电压放电法、定电压定电流放电法、连续放电法和间歇放电法等。根据放电的时间与电流的大小就可以计算电池的容量。

  恒电流法是一种较常见的电池容量检测方法,采用该方法的优点是在放电过程中电流稳定。恒电流法的放电容量与放电电流有很大的关系,并且放电温度、充电制度、搁置时间等都会对容量有影响。在同样的放电制度下,不同的充电制度对电池的充电效率是不一致的,因此电池的放电容量也会有区别。同样,在相同的充电制度下,搁置10min与搁置1h再进行放电容量的测试,其结果也会有2%~5%的差别,具体视电池的自放电性能而定。

  在恒电阻法测试容量的放电过程中,放电电流不是定值。放电开始电流较大,然后逐渐变小。而放电电阻越大,放电电流越小,产生的电压降越小,工作电压下降缓慢,放电曲线较平坦,放电容量也越大。

  恒电阻放电过程中电池容量的计算通常用下式进行近似计算:

b

  式中,Uav为平均放电电压,即电池刚放电时的初始工作电压与终止电压的平均值。严格地讲,Uav应该是电池在整个放电过程中放电电压的平均值。

电动汽车电池的分选检测

  不同种类及新旧程度不同的电池不能混用,以免由于电动汽车电池容量的不匹配而引起过充过放等情况出现。另外,在电池组中,其整体性能一般是受性能最差的那只电池所决定的。对于一次电池来说,容量的检测是破坏性的,因此只有通过严格的生产控制才能保证产品容量一致性。对于二次电池,除了严格的生产过程控制外,还应采用分选检测来保证电池容量的一致。

  所谓分选,即将电池以一定的容量区间范围来进行区分。如对AA型MH-Ni电池,其标称容量为1200mA·h,那么可以按1200~1225A·h、1225~1250mA·h、1250~1275mA·h等容量区间将电池分类。当然,对于区间及区间间距的选择可根据实际的需要来确定。

  分选检测一般可分为两种:容量分选与特性分选。

  特性分选也称为曲线分选,是在容量分选的基础上引申出来的。容量分选即如前所述的以容量区间来对电池进行划分,而特性分选是在满足容量分选条件的前提下,对处于同一容量区间内的电池根据不同的电压特性来进行区分。在对电压特性要求严格的情况下,还可根据整条放电曲线的形状来对电池进行特性分选。如下图所示,以图中的实线为基准,确定出曲线的偏离程度,在图中以虚线表示,放电曲线落在二条虚线所夹范围内的电池就可通过分选挑选出来,使之具有严格的一致性。

二次电池的特性分选

图示:二次电池的特性分选

  以上对二次电池的分选一般都是通过计算机控制来实现的,大多数的自动分选设备都配备有相应的软件,可以方便地实行这些操作,一般说来,手动分选设备仅可以满足容量分选的需要,但基本上不能进行特性分选,即便在容量分选的情况下,也需浪费大量人力才能完成,且操作上较麻烦。现在大多数二次电池的生产厂家都采用自动分选设备来进行分选操作,分选的条件由计算机设定后发送至设备,符合条件的电池就会被指示出来。