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记录的过程数据包含:时间、端电压、电流、温度、充放电容量、压差、24 节电芯各自的电压。
1.2 动力电池组循环寿命测试结果
电池的循环使用寿命是评价电池性能的一项重要指标,指以电池充电和放电1次为1个循环,按照一定测试标准,当电池容量(一般为放电容量)降到某一规定值(一般规定为初始容量的80%)以前,电池经历的充/放电循环总次数。
根据以上测试方案,电池组的初始容量为60Ah,当电池组循环过程中低于48Ah时,停止测试,统计循环次数为159次。
循环寿命测试曲线如图1所示。电动汽车动力电池组循环寿命159次后,放电容量已经下降到47.9Ah,首次跌破48Ah(初始容量的80%),所以此动力电池组的循环寿命为158次,此循环寿命远低于平均次数,判断此电池组为异常电池组。
2.动力电池组循环寿命短板效应分析
2.1 短板效应
短板效应又称木桶原理,即一个水桶无论有多高,它盛水的高度取决于其中最短的那块木板,要想提高木桶的容量,就应该设法加高最短的那块木板的高度,这是最有效也是惟一的途径。该原理形象地描述了怎样确定一个整体的实力以及怎样提高整体实力的问题,已广泛应用在企业管理、人力资源和经济管理等方面。
在串联电池组的实际应用中,由于电芯的不一致性,为了保证电芯不过充或过放,对每个电芯设置了统一的充电及放电保护电压。所以当某个电芯电压达到了保护电压时,动力电池组即停止充电或放电过程。
2.2 动力电池组循环寿命衰减研究
动力电池组循环充/放电过程中,对之前159次充电过程中最早达到充电保护上限电压的电芯进行统计,统计结果如图2所示。
动力电池组在做循环寿命测试中,24节电芯中的第2,5,10,17,23节到达充电保护上限电压的次数分别为7,10,240,11,8次,第10节到达充电保护上限电压的次数占总次数的86.16%。
根据“短板效应”分析,24节电芯中的第10节是电动汽车动力电池组循环寿命缩短的主要原因,将这样的电芯称为“短板电芯”。通过更换“短板电芯”,提高电芯一致性,有望提升动力电池组的可用容量。
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