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為何電芯不一致會導致電動汽車續航里程降低?

發布時間:2016-12-23 責任編輯:sherry

【導讀】國內某插電式混合動力車(PHEV),電池系統總容量為13kWh,電壓為500V左右,續航里程為70公里。整個電池系統共有10個模組構成,每個模組有160個單體電芯,電芯的額定電壓為3.2V。

車輛在運行了1.3萬公里后(約充放循環186次),每次充電后的行駛里程下降到50-60公里,充電也從13度降到了10度左右。

電動汽車

  考慮到該車實際行駛的里程不多,因電芯容量衰退而導致的續航里程減少可能性不高。于是,通過對實際運行過程中,電池的參數監測發現,電池電量在 SOC100%和5%時,都是模組二的7號電壓比較低,推斷可能是由于電池均衡不良是造成續航里程下降。下圖是SOC5%時,各模組最高、最低電壓記錄。

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從上圖可以看出,模組二的7號電池的電壓最低為2.833V,比其他組的電壓低200~370mV,其次是模組四的7號,模組八的5號。

  由此,可以判斷這個電壓比較低的單體電池存在欠充電情況,單獨對其進行充電,以均衡其電壓。

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基于以上判斷,決定對電壓較低的二組7號、四組7號、八組7號進行補電。斷開MSD,查找到模組二的采樣插頭,將電源接入第二模組(電池模組編號就在模組上)的7號電池,其對應引腳號為27和30,其中30接正極,27接負極。經過3~4小時的充電,電壓達到3.22左右,靜置1小時左右,電壓下降到 3.18V。隨后,又對相對較低一些的電池(四組7號,八組5號)進行補充電,使充電后的電壓接近平均電壓。

  這樣,經過均衡后,整個PACK內的電芯電壓一致性有了很大的改善,如下圖:

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通過后面該車實際運行的觀察,其續航里程也有了很大提升,正常行駛情況下可達到68-72km。由此可見,導致該車續航里程大幅下降的根本原因是單體電池均衡不良,進而造成整個電池單元在充電和儲存電能方面受到影響,在對每個單體電池電壓均衡以后,整個電池系統的性能基本恢復。

  不過,要引起重視的是,電池在剛進行完均衡之后,其效果肯定是較為明顯的,但是這種均衡的效果能維持多久?而且越向后面,均衡效果持續的效果會不會越來越差?等。這些問題的解決有賴于電芯一致性的保障以及整車或PACK層面對電芯的管理策略。

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