纯电动汽车动力电池电压及能量的测定方法
纯电动汽车动力电池电压及能量的测定方法
1 范围
本标准规定了纯电动汽车动力电池电压及能量的定义与测试方法。
本标准仅适用于纯电动汽车用动力电池,包括镍氢电池、铅酸电池、锂离子电池等二次电池，燃料电池、物理电池等不适用于本标准。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 电工术语原电池和动力电池
GB/T 19596-2004 电动汽车术语
3 术语、定义和符号
GB/T 2900.41、GB/T 19596中界定的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1 术语和定义
3.1.1 纯电动汽车
由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电动力电池或其他能量储存装置。
3.1.2 动力电池系统
为电动汽车动力系提供能量的电池系统,简称动力电池。
3.1.3 动力电池额定电压
动力电池系统设计时预定的工作电压。
3.1.4 动力电池标称电压
在动力电池上标示的电池电压。
3.1.5 动力电池特征电压
用于表征动力电池工作电压特性的近似值。
3.1.6 动力电池开路电压
动力电池在开路条件下的端电压。
3.1.7 动力电池充电电压
动力电池处于充电状态下的正负两极端间的电压。
3.1.8 动力电池放电电压
动力电池处于放电状态下的正负两极端间的电压。
3.1.9 动力电池充电终止电压
动力电池充电终止时的电压。
3.1.10 动力电池放电终止电压
动力电池放电终止时的电压。
3.1.11 动力电池充电上限电压
规定的在充电期间动力电池不应高于的电压值。3.1.12 动力电池放电下限电压
规定的在放电期间动力电池不应低于的电压值。
3.1.13 动力电池充电初始电压
动力电池开始充电时的电压。
3.1.14 动力电池放电初始电压
动力电池开始放电时的电压。
3.1.15 动力电池额定能量
动力电池设计时预定的能量值。
3.1.16 动力电池标称能量
在动力电池上标识的能量值。
3.1.17 动力电池实测能量
实际测得的动力电池能量值。
3.1.18 动力电池充电能量
充电时进入动力电池内部的能量。
3.1.19 动力电池放电能量
动力电池放电时输出的电能。
3.1.20 动力电池可用能量
在规定放电条件下，动力电池能输出的最大电能。
3.2 符号
I1——动力电池1h率放电电流值。
I2——动力电池2h率放电电流值。
I3——动力电池3h率放电电流值。
I5——动力电池5h率放电电流值。
I10——动力电池10h率放电电流值。
I n——动力电池nh率放电电流值。
4 测试条件
4.1 准确度要求
4.1.1 测量仪器仪表的要求如下：
——电压测量装置(直流电压表)：不低于0.5 级，其内阻至少为1kΩ/V；
——电流测量装置(直流电流表)：不低于0.5 级；
——温度测量装置（温度计）：±1℃；
——时间测量装置（秒表）：±0.1%；
4.1.2 控制误差要求
测试过程中, 控制值（实际值）和目标值之间的误差要求如下：
——电压：±1%；
——电流：±1%；
——温度：±2℃。
4.2 数据记录及记录间隔
除非在某些具体测试项目中另有说明，否则在预计的充电或放电时间的每1%间隔处记录测试数据，如时间、温度、电流和电压等。
4.3 试验前准备
为动力电池正常充放电提供必要的外部条件，动力电池外部的旁路系统须断开，禁止旁路系统提供或消耗动力电池能量。
5 测量参数及测试方法
5.1 动力电池电压测量
5.1.1 动力电池开路电压：
仪表直接测量。
5.1.2 动力电池充电电压
仪表直接测量。
5.1.3 动力电池放电电压
仪表直接测量。
5.1.4 动力电池充电终止电压
仪表直接测量。
5.1.5 动力电池放电终止电压
仪表直接测量。
5.1.6 动力电池充电初始电压
仪表直接测量。
5.1.7 动力电池放电初始电压
仪表直接测量。
5.1.8 动力电池特征电压：
室温条件下动力电池I5(A)充电到充电上限电压终止充电，10分钟后I1(A)放电到放电下限电压终止放电。从放电开始，电压检测仪表每分钟测量记录一次电压值，直到放电终止。所有电压测量记录的算术平均值为动力电池的特征电压。
5.2 动力电池可用能量测试
5.2.1 检测流程
1）室温条件下动力电池按供应商制定的充电方法充满电。
2）进行可用能量测试，每次测试前需要在测试温度T 静置50小时。
3）测试过程使用恒流I N(A)放电，放电过程在达到供应商制定的截至条件时停止，记录放电过程中的放电电压、放电电流、放电时间。
4）根据放电电流和电压的乘积对放电时间的积分为动力电池的能量。
注：测试温度T和放电电流I N数值按照5.2.2表1进行测试。
5.2.2检测参数表
表1 检测参数表
附表：
电动汽车动力电池剩余电量在线测量
182 电动汽车动力电池剩余电量在线测量 程艳青 高明煜 徐 杰 徐洪峰 （杭州电子科技大学电子信息学院，浙江 杭州 310018） 摘要：为了精确可靠估算以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量，在讨论目前一些蓄电池剩余电量估算方法的基础上，以聚合物锂离子电池组为研究对象，将电池荷电状态作为系统的状态，建立了单变量的锂电池组的状态空间模型，采用了开路电压法和卡尔曼滤波递推算法相结合的方法。经试验这种方法能够获得蓄电池组精确和可靠的荷电状态预测值。 关键字：聚合物锂离子电池组；卡尔曼滤波；电动汽车；荷电状态 中图分类号：TM91 文献标识码：A The Estimation of the State of Charge of Storage Battery Based on the Kalman Filtering Theory for Electric Vehicle Cheng Yanqing Gao Mingyu Xu Jie Xu Hongfeng (School of Electronics Information, Hang Zhou Dianzi University, Hangzhou Zhejiang 310018, China) Abstract: To estimate residual capacity of traction battery in electric vehicle accurately and reliably, the paper chooses a lithium-ion polymer battery pack as a research object, takes the SOC (State of charge) as the state of the system, and builds the battery's state space model with single state, and then develops a method combining open circuit voltage method and Kalman filtering recursive algorithm method, based on some methods of residual capacity estimation of battery often used at present. The experiments proved that accurate and reliable battery SOC estimation of battery could be obtained by adopting the new method. Keywords: Lithium-Ion Polymer Battery ; Kalman Filter; Electric Vehicle; State-of-charge 蓄电池是各类电动汽车中最常用的储能元件， 其剩余电量的精确测量在电动汽车的发展中一直是一个非常关键的问题[1]，因为只有对电池剩余电量进行精确测量才能使驾驶员及时掌握正确的信息，预测自己的后续行驶里程，并及时进行充电。蓄电池荷电状态SOC(State of charge)描述蓄电池的剩余电量，其大小直接反映了电池所处的状态，是电池使用过程中最重要的参数之一。 1 SOC 定义 蓄电池的荷电状态SOC 被用来反映电池的剩余容量情况，这是目前国内外比较统一的认识，其数值上定义为为蓄电池所剩电量占电池总容量的比值： m n m Q ]/ )I ( Q - Q [ = SOC (1) 国家自然科学基金项目，60871088 dt I t = ) I ( Q n n ∫ (2) 式中: Q m 为蓄电池最大放电容量，指的是在室温条件下，电池从完全充电后开始工作一直到电池完全放电为止，其所能放出的最大安时数值，表示为标准放电电流和放电时间的乘积；Q ( I n ) 为标准放电电流 I n 下 t 时间蓄电池释放的电量。 公式1还可以表示为： m n Q )/I ( Q - 1 = SOC (3) 式中：SOC=1表示电池为充满电状态，SOC=0则表示电池已处于全放电状态。 由于电池所放出的电量受自放电率、充放电倍率、电池温度、电池充放电循环次数等影响，表示电池容量状态的SOC也必然与这些因素有关。在放电电流变化的情况下，上述定义就会出现不适应性，得到矛盾的结果，因此实际使用中要对SOC 的定义进行调整，不同电动汽车对SOC 定义的使用形式不一致，最常用的定义为：
纯电动汽车整车控制器的设计
纯电动汽车整车控制器的设计 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传 统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电 动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科 技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提 供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文 从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能 量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控 制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车 辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车 控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内 各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核 心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对 整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车 通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行 驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统 发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传 输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实 时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节 点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟 踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系 统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成 了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计
纯电动汽车动力性计算公式
纯电动汽车动力性计算公式
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 整车外廓（mm ） 11995×2550×3200(长×宽×高) 电机额定功率 100kw 满载重量 约18000kg 电机峰值功率 250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压 540V 最高车（km/h ） 60 电机最高转速 2400rpm 最大爬坡度 14% 电机最大转矩 2400Nm 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
kw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15 .21..cos ...sin ..(36001 20 02 max ＜k V V A C f g m g m P slope slope D =???+???+???=++=ααη 从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V 交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。 5 动力蓄电池组的校核 5.1按功率需求来校核电池的个数 电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。 磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： bat bat bat bat I R U E .0+= （4-1） 式中： bat E —电池的电动势（V ）； bat U —电池的工作电压（V ）； 0bat R —电池的等效内阻（Ω）； bat I —电池的工作电流（A ）。 通常，bat E 、0bat R 均是电池工作电流bat I 以及电流电量状态值SOC （State Of Charge ）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC 为其设定的最小允许工作状态值（SOC low ），对应的电池电动势bat E 和电池等效内阻0bat R 来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式： 铅酸电池放电功率： bat bat bat bat bat bat bd I I R E I U P )..(.0-== （4-2） 上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC 设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： 2 max 4bat bat bd R E P = （4-3）
纯电动汽车及动力电池技术发展现状
纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）是目前主要的新能源汽车类型。 １.1 发展纯电动汽车的必要性 (１）促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,20１３年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6６%、９0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图１.１传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (２）降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.２。最新数据显示,截止到２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2年中国原油对外依存度达到56.4%，创下历史新高。如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源
电动汽车用动力电池
电动汽车用动力电池 摘要 能源危机和环境恶化已成为传统汽车发展的最大障碍,而发展电动汽车能够很好的解决这些问题.电动汽车不仅能够减少燃油消耗,提高经济性,而且还能降低尾气的排放,提高环境质量.电动汽车的关键技术之一是动力电池,动力电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本,另一方面决定着电动汽车的动力性和续驶里程,这2个方面也是电动汽车与传统的燃油汽车竞争的关键所在.能否开发出性价比高的动力电池对电动汽车的未来发展具有至关重要的作用. 关键词：铅酸蓄电池，正负极板，电极，电解液，电子等等。 前言 电池是电动汽车的动力源，是能量的储存装置，也是目前制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键是开发比能高，比功率大，使用寿命长，成本低的电池...... 电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池，物理电池和生物电池三大类。在三大电池当中化学电池又分为：原电池，蓄电池，燃料电池和储备电池，从化石燃料向可再生能源转换的能源革命中蓄电池所起的作用非常大，政府民间都在大力进行研发。物理电池是利用大自然的能量来吸附储存，有太阳能电池，超级电容器，飞轮电池等等。生物电池是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池，酶电池，生物太阳能电池等。 电动汽车用动力电池的性能指标主要是：电压，容量，内阻，能量，功率，输出功率，自放电率，使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有所不同。 电动汽车对动力电池的要求是：（1）比能量高：主要是为了提高电动汽车的继驶里程；（2）比功率大：为了能使电动汽车的加速行驶以及负载能力；（3）充放电效率高；（4）相对稳定性好；（5）使用成本低；（6）安全性好等等。 正文 在电池的发展史之中，铅酸蓄电池是最成熟的电动汽车蓄电池。我们常用的铅酸蓄电池主要分为三类，分别为普通蓄电池、干呵蓄电池和免维护蓄电池三种。铅酸蓄电池是蓄电池的一种，主要是采用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分别作为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。 基本构造：铅酸蓄电池主要由以下部分构成：1.硬橡胶管 2.负极板 3.正极板4。隔板5.鞍子6.汇流排7.封口胶8.电池槽盖9.连接10.极柱11.排气栓
电动汽车动力电池的维护与检修
电动汽车动力电池的维护与检修 王楠 摘要:主要针对电动汽车动力电池运行检修管理, 研究了电池接收检验、运行管理、日常维护、运行检测与安全管理等关键环节, 结合电池运行的技术特点, 对电池的日常检测、维护与检修等进行了分析, 分析了电池受到电压,温度以及外界因数等典型故障的原因分析及维护方法, 同时提出了提高动力电池运行与检修水平以及电动电池保养的措施。 关键词:电动汽车动力电池检测与维护 目录: 摘要 1、动力电池的检修内容 (1)电压异常(2)温度异常(3)外观异常(4)检测振动对电池的影响 2、动力电池的检测系统总成 3、动力电池的维护 (1)充电不足与过充电 (2)大电流放电与过放电 (3)要及时充电 (4)短时充电 4、如何解决电池硫化与修复仪的使用 引言:在环境污染日益加剧,能源形势日益严峻的现代生活中,电动汽车无疑以其对排碳量减少无可非议的贡献受到全球的关注。当前与电动汽车有关的研究热点很多,但电池技术无疑就是其中重之又重的一块领域。现在应用于电动汽车的电池大多为电化学电池,在电池的发展史之中,铅酸蓄电池就是最成熟的电动汽车蓄电池,动力电池在能量、安全性、使用寿命等各个方面进行一代又一代的优化,才有了今天相对较为完备的电池体系。在今年4月21日至29日的北京国际车展当中备受人瞩目的典型车型都就是新出的纯电动汽车,不管就是国内还就是国外,许多汽车厂商都推出了自己的纯电动车型。由此可见在未来的汽车发展当中电动汽车将成为未来汽车发展的主要方向,然而由于受到电池技术的影响,纯电动汽车一直难以推广到市场。本文主要就是结合电池产业的厂商,引出当下比较主流的电池技术,从中了解电动汽车动力电池的结构,并结合各电池厂商分析可以怎样改正,以及探究了电动电池的检测与维护方法。 动力电池的结构 1、电池盖 2、正极－－活性物质为氧化钴锂 3、隔膜－－一种特殊的复合膜 4、负极－－活性物质为碳 5、有机电解液 6、电池壳 动力电池的特点 1、高能量(EV)与高功率(HEV); 2、高能量密度;
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纯电动汽车动力电池包结构静力分析及优化设计 摘要：动力电池包作为纯电动汽车的唯一动力源，承受着电池组等模块的质量，因此其强度、刚度必须满足使用要求才可以保证行驶的安全性。在建立其有限元模型的基础上，分析了电池包结构在弯曲工况、紧急制动工况、高速转弯工况、垂直极限工况以及扭转工况下的强度、刚度。分析结果显示，在垂直极限工况下，电池包底板的受力情况最为恶劣，因此对原有模型做出了改进，改变底板加强筋的布置形式。经过相同工况的模拟，发现在力学性能提升的基础上，整体质量得以减轻，实现了轻量化的目标。 关键词：动力电池包有限元法静力分析优化设计 Abstract：As the only power source of pure electrical vehicle，the power battery pack bears the weight of several models such as the battery model. To ensure the safety,the pack’s strength and stiffness must meet the fundamental requirements. This paper mainly analyzed the strength and stiffness under different working conditons on the base of a finite element model. The rsult shows that and the corresponding stress and deformation graphs are obtained.The structure of the battery pack is improved after analyzing the causes of the stress concentration.Also, the performance of the new model is compared with the original one.The results show that the weight of the structure is reduced while the performance of the structure is improved, and the lightweight of the vehicle is realized. Keywords:power battery pack finite element method static structural analysis optimal design
现有电动汽车用动力电池及其发展趋势
电动汽车用动力电池分类及其发展趋势 / 、八 1 前言 上个世纪80 年代以来, 随着全球经济的稳步发展, 汽车的产量和保有量急剧增加。这些燃油汽车所排放的废气造成空气质量日趋恶化。环境问题, 特别是大气环境污染问题, 已引起世界各国, 尤其是发达国家的普遍关注。同时, 目前世界石油资源日趋紧张, 石油价格始终居高不下。因此, 各国政府和各大汽车企业都正在加紧开发无排放或低排放、低油耗的清洁汽车。 进入90 年代, 以美欧为主的一些西方国家开始制订并逐步执行严厉的汽车尾气排放标准, 低能耗、无污染的绿色汽车开始成为人们关注的热点。而电动汽车又是能达到这一目标的为数很少的环保型汽车。迫于形势的要求, 各种新材料和新技术在电动汽车上不断被开发应用, 电动汽车的发展异常迅猛。 2 电动汽车用动力电池分类 2.1 铅酸电池 铅酸电池是采用金属铅作为负极，二氧化铅作为正极，用硫酸作为电解液，放电时，铅和二氧化铅都与电解液反应生成硫酸铅。充电时反应过程正好相反。现在比较广泛的采用免维护的阀控式铅酸电池（VRLA）。总体上说，铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。由于铅酸电池的技术比较成熟，经过进一步改进后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源。 2.2 镍金属电池 镍氢蓄电池正极活性物质采用氢氧化镍，负极活性物质为贮氢合金，电解液为氢氧化钾溶液，电池充电时，正极的氢进入负极贮氢合金中，放电时过程正好相反。在此过程中，正、负极的活性物质都伴随着结构、成分、体积的变化，电解液也发生变化。相对于其他电池，N 12MH 电池的优异特性表现在：高比 能量（衡量电动车一次充电行驶里程）已与锂离子电池水平相当；高比功率（赋予电
电动汽车用磷酸铁锂动力电池的制作及性能测试_英文_概要
ISSN 1674-8484CN 11-5904/U 汽车安全与节能学报, 2011年, 第2卷第1期J Automotive Safety and Energy, 2011, Vol. 2 No. 1Manufacture and Performance Tests of Lithium Iron Phosphate Batteries Used as Electric Vehicle Power ZHANG Guoqing, ZHANG Lei, RAO Zhonghao, LI Yong (Faculty of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China Abstract: Owing to the outstanding electrochemical performance, the LiFePO 4 power batteries could be used on electric vehicles and hybrid electric vehicles. A kind of LiFePO 4 power batteries, Cylindrical 26650, was manufactured from commercialized LiFePO 4, graphite and electrolyte. To get batteries with good high-current performance, the optimal content of conductive agent was studied and determined at 8% of mass fraction. The electrochemical properties of the batteries were investigated. The batteries had high discharging voltage platform and capacity even at high discharge current. When discharged at 30 C current, they could give out 91.1% of rated capacity. Moreover, they could be fast charged to 80% of rated capacity in ten minutes. The capacity retention rate after 2 000 cycles at 1 C current was 79.9%. Discharge tests at - 20 ℃ and 45 ℃ also showed impressive performance. The battery voltage, resistance and capaci ty varied little after vibration test. Through the safety tests of nail, no in ? ammation or explosion occurred. Key words: hybrid and electric vehicles; power batteries; lithium iron phosphate; lithium ion batteries; 电动汽车用磷酸铁锂动力电池的制作及性能测试 张国庆、张磊、饶忠浩、李雍
电动汽车动力电池公告检测中存在的问题及建议
No.22011 BUS TECHNOLOGY AND RESEARCH 客车技术与研究 电动汽车动力电池公告检测中存在的问题及建议 杨杰，夏晴，史瑞祥，凌泽 （重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心，重庆401122） 摘要：以动力锂电池为例，重点介绍其在一致性、安全性和电性能这三方面的公告检测中存在的主要问题并提出建议，为国内电动汽车的研发提供参考，以促进电动汽车动力电池质量的提高和技术的发展。关键词：动力电池；公告检测；电动汽车；问题及建议 中图分类号：U469.72；U467文献标志码：B文章编号：1006-3331（2011）02-0023-03 Problem and Suggestion for Electric Vehicle Power Battery Annoucement Test YANG Jie,XIA Qing,SHI Rui-Xiang,LING Ze （Chongqing Vehicle Test&Research Inst.,National Coach Quality Supervision and Test Center, Chongqing401122,China） Abstract：Taking a lithium-ion battery as an example,the authors introduce problems and put forward suggestions about the consistency,safety and electrical properties in the battery annoucement test,which provide reference for the electric vehicle research to promote the quality improvement and technology development of the power battery. Key words：power battery;annoucement test;electric vehicle;problem and suggestion 第2期 截至国家工业和信息化部（以下简称工信部）发布的第222批《车辆生产企业及产品公告》，已列入19批《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》，涉及60余家企业的200多种节能与新能源汽车产品。随着当前电动汽车研发的迅猛开展，电动汽车产品中的有关问题也越发凸显。动力电池作为电动汽车的核心零部件之一，其试验检测受到高度重视。重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心率先在国内健全了工信部要求的22项电动汽车专项检测能力，在电动汽车动力电池方面开展了大量的试验检测及研究工作，积累了丰富经验。本文以动力锂电池为例，指出其在公告检测中存在的主要问题并提出建议，为国内电动汽车的研发提供参考，以促进电动汽车动力电池质量的提高和技术的发展。 1试验检测中存在的主要问题 2009年7月1日，工信部发布的《电动汽车生产企业及产品准入管理规则》（工产业[2009]第44号）已正式施行。根据该《规则》，电动汽车除了应当符合常规汽车产品的有关检测标准外，还应当符合电动汽车产品的专项检测标准（共22项）。其中涉及动力电池的专项检测标准5项[1-5]，这也是我国目前《车辆生产企业及产品公告》对于电动汽车动力电池的强制性检测依据。本文针对标准QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》（该标准具体分为19项单体电池试验和13项模块电池试验两部分内容），重点介绍电动汽车动力电池在一致性、安全性和电性能这三方面试验检测中存在的主要问题。 1.1一致性方面 一致性问题是制约电动汽车动力电池质量的关键因素。“标准”以单体电池放电容量的标准差系数和模块电池放电电压的标准差系数来衡量电池的一致性；对于单体电池，一致性分析的内容包括常温、低温、高温等不同工况的放电容量。对于模块电池，一致性分析的内容包括恒流放电、恒流充电、搁置等不同阶段的各单体电池放电终止电压。由于目前这一指标还处于数据积累阶段，“标准”仅给出了分析方法，无具体的限值要求，因而在实际检测中，缺少对于电池一致性进行评价和考核的依据[6-7]。 图1是某模块电池恒流放电曲线。根据“标准” 作者简介：杨杰（1982-），男，硕士；主要从事新能源汽车电池、电机、电控的试验检测与研究工作。 23
电动汽车动力电池研究综述
目录 1引言 (2) 2电动汽车对动力电池的发展及要求3? ２.1动力电池的发展 (3) ２.2?电动汽车对动力电池的要求 ............................................................. ４3?铅蓄电池?4 3.１铅蓄电池工作原理 (4) 3.2铅蓄电池性能特点 (5) ３.3铅蓄电池应用范围5? 4?镍氢电池........................................................................................................... ６ 4.1?镍氢电池工作原理 (6) ４.2镍氢电池性能特点.......................................................................... ６ ４.３?镍氢电池应用范围 (7) 5?锂离子电池7? 5．１?锂离子电池工作原理?错误!未定义书签。 5.２?锂离子电池性能特点7? 5.3锂离子电池应用范围8? 6?电动汽车动力电池发展趋势?８ ６．1铅蓄电池发展趋势.......................................................................... ８ 6.2?镍氢电池发展趋势 (9) 6.３?锂离子电池发展趋势 ......................................................................... ９ 7?结论................................................................................................................. 1０参考文献11? ? 电动汽车动力电池研究综述
纯电动汽车动力电池电压及能量的测定方法
纯电动汽车动力电池电压及能量的测定方法 1 范围 本标准规定了纯电动汽车动力电池电压及能量的定义与测试方法。 本标准仅适用于纯电动汽车用动力电池,包括镍氢电池、铅酸电池、锂离子电池等二次电池，燃料电池、物理电池等不适用于本标准。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2900.41-2008 电工术语原电池和动力电池 GB/T 19596-2004 电动汽车术语 3 术语、定义和符号 GB/T 2900.41、GB/T 19596中界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 术语和定义 3.1.1 纯电动汽车 由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电动力电池或其他能量储存装置。 3.1.2 动力电池系统 为电动汽车动力系提供能量的电池系统,简称动力电池。 3.1.3 动力电池额定电压 动力电池系统设计时预定的工作电压。 3.1.4 动力电池标称电压 在动力电池上标示的电池电压。 3.1.5 动力电池特征电压 用于表征动力电池工作电压特性的近似值。 3.1.6 动力电池开路电压 动力电池在开路条件下的端电压。 3.1.7 动力电池充电电压 动力电池处于充电状态下的正负两极端间的电压。 3.1.8 动力电池放电电压 动力电池处于放电状态下的正负两极端间的电压。 3.1.9 动力电池充电终止电压
动力电池充电终止时的电压。 3.1.10 动力电池放电终止电压 动力电池放电终止时的电压。 3.1.11 动力电池充电上限电压 规定的在充电期间动力电池不应高于的电压值。3.1.12 动力电池放电下限电压 规定的在放电期间动力电池不应低于的电压值。 3.1.13 动力电池充电初始电压 动力电池开始充电时的电压。 3.1.14 动力电池放电初始电压 动力电池开始放电时的电压。 3.1.15 动力电池额定能量 动力电池设计时预定的能量值。 3.1.16 动力电池标称能量 在动力电池上标识的能量值。 3.1.17 动力电池实测能量 实际测得的动力电池能量值。 3.1.18 动力电池充电能量 充电时进入动力电池内部的能量。 3.1.19 动力电池放电能量 动力电池放电时输出的电能。 3.1.20 动力电池可用能量 在规定放电条件下，动力电池能输出的最大电能。 3.2 符号 I1——动力电池1h率放电电流值。 I2——动力电池2h率放电电流值。 I3——动力电池3h率放电电流值。 I5——动力电池5h率放电电流值。 I10——动力电池10h率放电电流值。 I n——动力电池nh率放电电流值。 4 测试条件 4.1 准确度要求 4.1.1 测量仪器仪表的要求如下：
电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法
《电动客车安全要求》 征求意见稿编制说明 一、工作简况 1、任务来源 为引导和规范我国电动客车产业健康可持续发展，提高电动客车安全技术水平，落实工业和信息化部建设符合电动客车特点的整车、电池、电机、高压线束等系统的安全条件及测试评价标准体系的要求，全国汽车标准化技术委员会于2016年8月启动了本强标的立项和编制工作。 2、主要工作过程 根据有关部门对电动客车安全标准制定工作的要求，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织成立“电动客车安全要求工作组”（以下简称工作组），系统开展电动客车安全要求标准的制定工作。 （1）GB《电动客车安全要求》于2016年底完成立项（计划号20160968-Q-339），2016年12月29日在南充电动汽车整车标准工作组会议上组建了标准制定的核心工作组，启动了强标制定工作，并由起草组代表介绍了标准的背景、编制思路、以及与相关标准的协调性关系。 （2） 2017年2月-3月，基于已开始执行的《电动客车安全技术条件》（工信部装[2016]377号，以下简称《条件》）的工作基础，工作组向电动客车行业主要企业、检测机构等16家单位征求《条件》的实施情况反馈与强制性国标制定建议。 （3） 2017年4月18日，工作组在重庆组织召开标准制定讨论会，会议对《条件》制定情况进行了回顾，对收集到的《条件》执行情况进行了分析讨论。根据讨论结果，针对共性问题形成了专项征求意见表。 （4） 2017年5月-6月，工作组根据重庆会议讨论结果向行业进行强标制定专项意见征求意见。 （5） 2017年6月6日，在株洲召开工作组会议，会议对专项征求意见期间收集的反馈意见进行研究讨论。 （6）2017年6月-10月，工作组依据意见反馈情况和会议讨论结果进行标
电动汽车动力电池的维护与检修
电动汽车动力电池的维护与检修 摘要：主要针对电动汽车动力电池运行检修管理，研究了电池接收检验、运行管理、日常维护、运行检测和安全管理等关键环节，结合电池运行的技术特点，对电池的日常检测、维护和检修等进行了分析，分析了电池受到电压，温度以及外界因数等典型故障的原因分析及维护方法，同时提出了提高动力电池运行与检修水平以及电动电池保养的措施。 关键词：电动汽车动力电池检测与维护 ABSTRACT:Mainly for electric vehicle power battery operation and maintenancemanagement, the key of the battery receiving inspection, operation management,daily maintenance, monitoring and security management, combined with the technical characteristics of battery operation,daily inspection, maintenance and repair of the battery were analyzed, analysis the reason of the typical fault of power battery voltage, insulation, the temperature and the appearance and maintenance method, and proposed to improve the power battery operation and maintenance level and measure electric battery maintenance. Key words:Electric car battery power detection and maintenance 目录： 摘要 1.动力电池的检修内容 （1）电压异常 （2）温度异常 （3）外观异常 （4）检测振动对电池的影响
纯电动汽车用动力电池的分类及应用的研究
纯电动汽车用动力电池的分类及应用的研究 发表时间：2017-10-20T13:34:18.647Z 来源：《防护工程》2017年第16期作者：李永光 [导读] 作为电动汽车特别是纯电动汽车动力源的动力电池，其相应特性必须满足电动汽车行驶。 中国汽车技术研究中心排放节能部耐久试验室天津东丽区 300300 摘要：随着全世界石油被大量开采，能源危机越来越严重，同时，大量消耗石油所带来的环境问题也逐渐成为了各国，各类人群所关心的重大课题。因此，开发替代石油的、零污染或低污染的交通工具成为各国追求的目标，而电动汽车的无低污染优点，正迎合汽车发展的主要方向。动力电池技术是电动汽车的核心技术之一，动力电池性能的好坏与发展电动汽车的前景息息相关。鉴于此，文章重点就纯电动汽车用动力电池的分类及其应用进行探究。 关键词：纯电动汽车；动力电池；分类；应用 作为电动汽车特别是纯电动汽车动力源的动力电池，其相应特性必须满足电动汽车行驶、安全性能要求电池热管理系统的设计对电池温度、电压均衡，电池系统性能有重要影响，继而影响动力电池的安全、一致和耐久性能。因此，开展纯电动汽车动力电池分类及应用研究十分重要。 一、纯电动汽车的主要特点 纯电动汽车相对于传统燃油汽车而言，主要差别在于个大部件驱动电机，控制器，动力电池和充电器，纯电动汽车的性能也与大部件的选用配置直接相关。纯电动汽车时速快慢和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，纯电动汽车的驱动电机目前有直流有刷、无刷、永磁、电磁之分，再有交流步进电机等，另外，驱动电机的调速控制也分有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毅电机、轮边电机、单电机、多电机和组合电机驱动等纯电动汽车续驶里程长短和安全性取决于动力电池容量和性能，动力电池的重量通常会占到整车重量的五分之一到六分之一，其性能取决于选用何种动力电池，如铅酸、镍氢、铿离子等，不同类型的动力电池其比功率，比能量，循环寿命等特性亦不相同。电动汽车控制器通过总线获得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。充电器是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术。一般充电机采用恒流、恒压、小恒流智能个阶段充电方式，充电机自身还具有反接、过载、短路、过热等多重保护功能及延时启动，软启动、断电记忆自启动功能等，能实现科学的充电控制技术，全自动充电机能在蓄电池充足后自动关机，确保蓄电池不过充，不欠充，延长蓄电池寿命。 二、纯电动汽车蓄电池的种类 （一）铅酸电池 铅酸电池是采用金属铅作为负极，二氧化铅作为正极，用硫酸作为电解液，放电时，铅和二氧化铅都与电解液反应生成硫酸铅。充电时反应过程正好相反。现在比较广泛的采用免维护的阀控式铅酸电池。总体上说，铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。由于铅酸电池的技术比较成熟，经过进一步改进后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源。 （二）镍金属电池 镍氢蓄电池正极活性物质采用氢氧化镍，负极活性物质为贮氢合金，电解液为氢氧化钾溶液，电池充电时，正极的氢进入负极贮氢合金中，放电时过程正好相反。在此过程中，正、负极的活性物质都伴随着结构、成分、体积的变化，电解液也发生变化。相对于其他电池，Ｎｉ２ＭＨ电池的优异特性表现在：高比能量（衡量电动车一次充电行驶里程）已与锂离子电池水平相当；高比功率（赋予电动车良好的启动、加速、爬坡性能）其性能已高于锂离子电池；长寿命特性（赋予电池良好的经济性）平均寿命３００～６００次；安全性能高，无污染物，被誉为“绿色电源”。但是目前阻碍其应用的一个重要问题是初始成本太高，而且还有记忆效应和充电发热等问题，充电发热会引发安全问题，因此，要求发展相应可靠的能量管理系统。 （三）锂离子蓄电池 锂离子电池使用锂碳化合物作负极，锂化过渡金属氧化物作正极，液体有机溶液或固体聚合物作为电解液。在充放电过程中，锂离子在电池正极和负极之间往返流动。放电时，锂离子由电池负极通过电解液流向正极并被吸收，充电时，过程正好相反。锂离子电池基本上解决了蓄电池的２个技术难题，即安全性差和充放电寿命短的问题。同时锂离子电池具有高电池单体电压、高比能量和能量密度，可以说是当前比能量最高的电池，工作稳定。它的性能指标都可以满足ＵＳＡＢＣ制定的电动车中期目。缺点是自放电率高，初始成本较高。 （四）锂聚合物电池 锂聚合物电池又称高分子锂电池，它也是锂离子电池的一种，但是与液锂电池相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化以及高安全性和低成本等多种明显优势。在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同，锂离子电池使用的是液体电解质，而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替，这种聚合物可以是“干态”的，也可以是“胶态”的，目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂离子电池可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。此外，聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。 三、纯电动汽车充电电池的常用类型 目前电动汽车一般采用铅酸电池、镍氢电池或者锂离子电池等充电电池。铅酸电池技术成熟、价格便宜，但其污染严重，比能量低，一般应用于大型不间断供电电源以及电动自行车；镍氢电池安全性高、耐过充过放性能好，但其比能量低、低温性能差、自放电率高，一般应用于混合电动汽车以及电动工具；锂离子电池相比以上2种电池具有比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽、倍率放电性能好、污染