32 囱J }工科技 2019年•第11期
常熟理工学院汽车工程学院 张萌冯 蝶彭鑫磊陆莉莉王巍 许晓怡
基于工况的汽车动力电池寿命试验研究
针对动力电池寿命不稳定的问题,本文主要基于工信部出台的电动汽车锂 电池行业标准,通过路试的方法采集观致汽车在多种工况下的有效实验数据。
最后对不同的工况下的数据进行对比,推算出动力电池充放电次数。研究结果 表明,采取反复道路测试并结合相关理论算法的方式,预测动力电池寿命的准
确性相对于纯理论算法更高。随着汽车保有量的逐年增加,对石油资源的需求 量愈来愈大。人们渴望使用新能源车代替燃油车,因此电动汽车成为了首选方
案。各大厂商旗下纯电动车虽然配备了电池儈理系统,但是由于纯电动汽车动 力电池的寿命存在不稳定性,因此对于动力电池容量的研究迫在眉睫。
1概述
很多汽车制造厂商,将自己的发展核心
转向纯新能源汽车。目前新能源汽车的主要 形式有气体燃料汽车、生物燃料汽车、氢燃 料汽车、混动汽车和纯电动汽车。本文主要
的研究对象纯电动汽车,主要能量形式分为 锂离子、铅酸、镰氢。其中锂离子电池是日
常生活中使用频率最高的电池,锂离子电池 相对于其他电池,其优势为能量密度高、使 用寿命长、自放电率低等,因此成为了电动
汽车的首选电池。相对于燃油车来说,电动 汽车的污染率可以忽略不计。当然电动汽车
也存在很多的缺陷,其中最突出的缺点就是 动力电池的寿命和充能效率。目前的锂离子
电池动力电池组,由多个单体电池串联,再 相互并联组成。并且温度因素、振动因素、
驾驶因素都会成为电动汽车动力电池衰退的 原因,一般的动力电池都选用较为紧凑的结
构,是因为紧凑的结构,最大程度的使动力 电池温度处于f 相对均衡的温度,在该条
件下每一块单体电池几乎以相同的衰退率衰 减寿命。
在电动汽车销量持续走高的情况下,纯 电动汽车所采用的锂电子电池,在持续一段 时间的充放电后,动力电池模块内的单块锂
电子电池会出现容量不足或者与同组串联内 的单体锂电池存在明显差异。一是影响电动
汽车电池寿命,二是导致续航里程缩减。本
対各种工况下和条件下,对新能源汽车进
行路试实验。使用路试结果,预测动力电池 寿命的准确性相对于纯理论算法更高。
2电动汽车动力电池组成
电动汽车动力电池机构非常简单,由上 箱体、BMS 、电池模组、继电器、线束、下
箱体组成,见图1。以观致C1E 为例,上箱体
使用碳纤维复合材料,在保证强度的同时, 使得动力电池更加轻便,BMS,就是俗称的 动力电池管理系统,进行单体电压监测、温
度检测、SOC 估算、SOP 估算、SOH 估算、
快慢充控制以及高压继电器控制,防止过充 或者过放现象,BMSnT 以将动力电池维持在
一个相对合适的温度(该温度范围不会对电 池化学结构造成影响)。继电器的作用是帮 助BMS 采集和输出信号,是用于进行电池保
护的部件,动力电池中的线束好比是人身上 的脉络,连接着整个动力电池,而下底板采
用铝合金底板,在质量相对轻的同时提供较 好密封性。
图1
3道路试验
3.1动力电池行业标准及评测方法
根据锂离子电池行业规范条件,纯电动 汽车动力电池目前的行业标准是,在重复充
电1500次之后,其容量保持率为80%,所以
当电池容量保持率低于80%时,应当及时更
换汽车动力电池。
本试验讨论的是纯电动汽车,在不同的
工况条件下反复工作,随着充放电次数的增 加,动力电池所能储蓄的化学能下降,实验
主要证明此方法可以预测动力电池在不同工
况下的使用寿命。
3.2实验方法
为检测电池使用寿命,即动力电池充放 电次数测试。基于某型汽车的道路实验,抽 取其中4辆作为实验样本。四辆实验车编号
分别为Q7、Q8、Q9、Q10,四辆车是同一
观致汽车
批次从产线下线,配置相同的纯电动汽车。
试验期间,四辆电动汽车需按照规定的线 路、充电方式、路线行驶。
测试所需工具如下:4个相同充电桩、 4个测速仪、4个行车记录仪、1个示波器、
竹卫星定位设备、竹报警蜂鸣器。由工程 部员工M 实验车进行改装,将测速仪、行车 记录仪、实时定位系统、报警蜂鸣器安装到
实验车上。
为保证实验的准确性,对纯电动汽车的
电量进行控制。两辆快充的车辆设置充电
3
技术创新33
h自动切断,两辆慢充车辆保证数据的准确设置充电9h自动切断。在实验开始前需对每一辆车进行十分钟的预充电。
3.3道路试验
道路实验主要会经过的特殊路段有拱桥、利时路、大鹅卵石路、小鹅卵石路,这些路面要模拟车辆的各种工作状态,由于路试实验不考虑动力电池的温度和振动因素,所以采用特殊路面路试起到仿真的作用。对新能源汽车进行了电池充放电次数测试。试验路面为拱形桥、比利时路、鹅卵石路,见图2、图3、图4。
图2图3图4 4数据采集及分析
根据上述实验步骤,周而复始的进行充放电实验,并在每天实验结束后,对每辆试验车辆的数据进行统计。本试验为期25周,总共采集了四辆试验车的实验数据,由于该试验需要长时间,目前只有125个数据,按照数据绘制单车衰退报告图。
使用快充方式充电且驾驶员基本保持高速度行驶。初始周里程数为1487km,二十五周后续航里程为1438km。二十五周后动力电池支撑的周行哋®S退49km,编号为Q7的实验车,其周变化曲线见图5,
试验车辆至报废的充电次数见表1。
5结语
测试工况SOH竽于0.8时充电次数
使用快充设备,高速行软676.08
便用慢充设备,裔遠行驶.996.06
復禺快充设备,経济舒駛1042.61
使用慢充设备,经济冇■轨1162.09
图5表1试验车輛电池至抵废的充电次数通过对试验车的路试实验和数据分析,来预测纯电动汽车的衰退趋势和总的充放电次数,从而更全面让消费者了解所持有车辆动力电池的寿命情况,还可以计算各工况下车辆的可充电次数,可在用户手册中注明相关使用方法。
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(上接36页)做离散化处理(此时h=0.25),贝匚阶常微分方程150a+60/>-c=720
被离散化为50a+75b-c=80,利用最小二乘法问可得a=4, 50a+856—c=—80
fv+4v-16y=-1080 Z>=-16,c=-1080o于是,微分方程为仁(o)=o,»(1)=100'
解得其解为y=2.7615^^?(2.4721x)—70.2615Exp(-6A72lx)+ 67.5o
将几与久及相对误差e*列为下表:拟合误差平方和为CT2 =2.4693,较为理想。
X。可勺勺X4 y k0607585100
058.691274.242584.5866100
-  2.18%  1.01%0.486%-4结语
本文利用差分离散化方法得到了点列的拟合曲线。在该方法中,使用的是等距差分方法,实际上对于非等距差分方法也是成立的。
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(上接39页)此,教师在指导学生写作时在文章开头、中间和结尾处穿插几句俗语,可以使文章锦上添花,让人耳目一新。例如,学生在写关于“坚持”的文章时,如果在开头加上"Where there is a will,there is way."引导学生表达出自己的观点,使文章的立意更上f层次,论据五分,$<脚艮力,更加潮靖。
总之,英语俗语作为英语这门语言的精髓,对于英语语言教学的重要性不言而喻。本文仅仅只是针对当前中职阶段英语教学的一些实际情况,研究了英语俗语在中职英语教学中的应用,但是英语俗语的
应用远远不只这些,教师应当充分发挥出
自己的主观能动性,不断探索、研究英语
俗语在中职英语教学中更多的具体应用来
指导自己的教学实践。
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