文档介绍：动力电池组特性的分析与均衡管理分析
摘要:电池组有区别于单体电池的额外特性,基于目前的动力电池设计与制造技术水平,单体之间的性能差异在其整个生命周期里客观存在,要想避免单体由于过充、过放导致提前失效,使电池组的功能和性能指标达到或者接近单体的平均水平,,需要结合动力电池电化学模型、电子电源和计算机控制等多学科技术的最新研究成果,进行创新设计。
关键词:锂离子电池、动力电池组、蓄电池组、电池组使用技术、均衡控制、电池组管理
0 前言
 
被认为是未来汽车的电动汽车是电动源、电机和整车三大技术的结合体,电动源是电动汽车的核心部件,,锂电池在使用中必须串联才能达到使用电压的需要,单体性能上的参差不齐并不全是缘于电池的生产技术问题,从涂膜开始到成品要经过多道工序,即使每道工序都经过严格的检测程序,使每只电池的电压、内阻、容量一致,使用一段时间以后,也会产生差异,使得锂动力电池的使用技术问题迫在眉睫,而且必须尽快解决。
动力电池组的使用寿命受多种因素影响,如果电池组寿命低于单体平均寿命的一半以下,可以推断都是由于使用技术不当造成的,、电子电源、计算机控制技术研究动力电池组的使用技术,探讨动力电池组的均衡控制和管理。
1 动力电池主要性能参数
电压
开路电压=电动势+电极过电位,工作电压=开路电压+,电极的过电位与材料活性、-,~,~,~。
内阻
电池在短时间内的稳态模型可以看作为一个电压源,其内部阻抗等效为电压源内阻,,欧姆电阻不随激励信号频率变化,又称交流电阻,在同一充放电周期内,,与电池荷电、充放强度、,内阻过大或过小者都不正常,内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路,内阻太大又可能是极板
老化、活性物质丧失、容量衰减,内阻变化可以作为电池裂化的充分性参考依据之一。
温升
,放电时为放热反应,,极化电阻最小,吸热反应处于主导地位,电池温升可能出现负值,充电后期,阻抗增大,释热多于吸热,温升增加,过充时,随不可逆反应的出现,逸出气体,内压、温升升高,直到变形、爆裂。
内压
电池内部压力,由于电池内部反应逸出气体导致气压增大,气压过大将撑破壳体和发生爆裂,基于安全考虑,一方面锂电池都设计了单向的防爆阀门,,也就意味着活性物质的损失、电池容量的下降,无析气、小温升充放电是最理想的。
电量
电学里,电量用Wh表示,是能量单位,一度电等于1kWh,电池常用Ah计算电量,对于动力电池侧重于功率和能量大小,用Wh更直接一些,因为电池的电压是变化的,其全程变化量可达到极大值的一半左右,用Ah计算电量不能正确描述电池的动力驱动能力,但Ah作为电池的电量单位自有其历史和道理,在不引起歧义的地方两种电量单位都可以使用。
荷电
电池还有多少电量,又称剩余电量,常取其与额定容量或实际容量的比值,、也是最不易获得的参数数据,人们试图通过测量内阻、电压电流的变化等推算荷电量,做了许多研究工作,但直到目前,任何公式和算法都不能得到统计数据的有效支持,指示的荷电程度总是非线性变化。
容量
电池在充足电以后,开始放电直到放空电为止,,与充放电截止电压也有关系,故容量定义为小时率容量,动力电池常用1小时率(1C)或2小时率(),容量很小,化成过程开始后,电池进入其生命期,在整个生命期里,电池的活化和劣化过程是一个问题的两个方面,初期活化作用处于主导地位,电池容量逐渐上升,以后,活化和劣化作用都不明显或相当,后期,劣化作用显著,容量衰减,规定容量衰减到一定比例(60%)后,电池寿命终结。
功率
电学定义直流电源的输出功率等于输出电压与电流的乘积,锂电池单体电压高,在相同的输出电流下,其功率分别是铅酸、