探析鋰動力電池使用的對策


鋰電世界 新能源汽車在使用過程中面臨的主要問題之一,是如何提高續(xù)駛里程。
目前,行業(yè)中多采用磷酸鐵鋰動力電池,電壓平臺3.2V,成組后能量密度約90Wh/Kg。若要增加續(xù)駛里程,須增加電池容量,同時(shí)必然增加整車質(zhì)量,續(xù)駛里程增加有限。同時(shí),動力電池的體積比能量同樣需要大幅提高。
純電動大巴車在設(shè)計(jì)過程中,需要預(yù)留大量空間安裝動力電池。若安裝在車身底部,會造成車輛涉水高度低,須進(jìn)行安全密封;若安裝在車廂內(nèi)部,又會擠占車內(nèi)空間,影響乘客的舒適感;若安裝在車身頂部,又會造成車輛重心高,操縱穩(wěn)定性差。因此,解決辦法只能不斷提高動力電池重量比能量和體積比能量。
根據(jù)已經(jīng)運(yùn)行的新能源汽車反饋數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)鋰離子動力電池主要存在電池低溫性能差和電池性能衰減嚴(yán)重等問題。
我國北方城市冬季的溫度可能低至-30℃以下,導(dǎo)致純電動汽車的行駛里程大大縮短。因此,在北方應(yīng)用磷酸鐵鋰、三元材料的電池,必須要對電池環(huán)境做處理,而有些材料的電池雖然低溫性能好些,但其他性能常常又滿足不了。
此外,就是電池性能的衰減問題。據(jù)合肥、武漢、北京等地的數(shù)據(jù)顯示:純電動汽車用動力電池性能年衰減率高達(dá)15%左右。因此,必須提高動力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力,包括提高電池成組的一致性,對電池進(jìn)行均衡等有效的維護(hù)方式,以減緩性能劣化,有效延長電池使用壽命。
安全性是新能源汽車相關(guān)人員最關(guān)注的問題。造成這些安全事故的原因復(fù)雜,其中一部分是因?yàn)閯恿﹄姵馗邏航泳€部分連接不牢固,在車輛運(yùn)行過程中產(chǎn)生火花,引燃車輛易燃物,釀成火災(zāi)。高壓連接部分出現(xiàn)松動、銹蝕等,引起很大的接觸電阻,極易燒壞連接器,造成安全事故。
因此,如何對連接器的連接做出監(jiān)測,就需要管理系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì),提高整車的主動安全性。同時(shí),動力電池系統(tǒng)還需要進(jìn)行優(yōu)化布置,使動力電池能夠承受較大的振動和沖擊。
電池管理系統(tǒng)是動力電池系統(tǒng)重要的組成部分。提高管理系統(tǒng)的管理能力,提高管理系統(tǒng)和電機(jī)控制器、整車ECU的匹配度,是動力電池廠家和整車廠需要不斷優(yōu)化的問題。根據(jù)采集得到的電壓、電流和溫度信號,優(yōu)化控制策略,提高SOC估算精度,提高整個(gè)系統(tǒng)的電壓一致性和溫度一致性。同時(shí)依據(jù)國內(nèi)和國際先進(jìn)的動力電池系統(tǒng)檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試,保證電池管理系統(tǒng)滿足車輛使用要求。
展望2014年,在利好政策刺激下,在京津冀、長三角、珠三角等特大城市帶動下,新能源汽車產(chǎn)銷量將穩(wěn)步增長。相關(guān)單位和企業(yè)需要不斷增加研發(fā)投入,加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,優(yōu)化產(chǎn)品方案,不斷將成熟可靠的動力系統(tǒng)方案推向市場。如:在提高比能量方面,若采用三元鋰電池,與磷酸鐵鋰電池相比,電壓平臺更高,相同的電壓等級需要的電池?cái)?shù)更少;能量密度更大,能夠達(dá)到210Wh/Kg,同等重量的情況下儲存的能量更多;電池的放電性能更好,續(xù)駛里程可以大幅提高,但是對三元鋰電池的安全性需要進(jìn)一步研究并待實(shí)踐檢驗(yàn)。