微软公司宣布不再支持你正在使用的 IE浏览器,这会严重影响浏览网页,请使用微软最新的Edge浏览器
厂商专区
产品/技术
应用分类

干货|电动汽车如何合理的使用蓄电池

2018-12-18 11:04 来源:互联网 编辑:niko

本文提出“电动汽车厂家应成为电池合理使用技术的主体”的概念,并陈述了理由。接受这个观点,并付诸于实际生产,才能为锂电池提供合理的工作条件。锂电池的循环寿命才有可能充分发挥出来。

1现实问题

通常使用锂电池的电动汽车,电池箱总成的价格约占整车价格的30~40%。如果采购电池组没有财政补贴的支持,用户就难以接受电池组的更换费用。

电池组是由单只电池串并联组和成组成的,电池的损坏都不是整组电池都损坏,而是其中个别但单节损坏,由于连带算损坏的放大作用,导致较多的电池损坏,最终整组电池失去工作能力。

电池最早损坏的原因主要是质量散差造成的。电池厂的产品质量,是按正态分布规律存在的。电池厂质量控制如果达到3个σ,不合格率是3‰,也就是在1000只电池中,可能有3个是不合格品。这种质量水平,目前国内电池厂基本都可达到。如果控制到4个σ,不合格率就是十万分之三,这是一个难度较大的质量要求。既就是达到这样的水平,如果1辆乘用车要求达到200Km的续行航里程,配置25KWh的电量,每个18650电池按2.2Ah计算,就要用3156只电池。就是说,生产30辆这样配置的电动汽车,就有1辆车有隐含的不合格电池。每10万只电池中有几个不合格电池,国内只有少数电池厂能达到这样的水平,即使达到这个水平,也只能保障30辆车中有一个隐患电池。这样的质量肯定是无法进入市场的。电池的原始质量再提高一个数量级,达到5个σ,不合格率就是千万分之二,不知国内那个厂家能达到这样的质量水平。可见依靠电池原始质量来提高电动汽车使用可靠性的的期望,与我们相距多么遥远。目前电池厂普遍采用经分容柜检测容量后,淘汰不合格电池的工艺来提高电池的原始质量,完全依靠前端工艺的可靠性尚做不到。

要提高电传动汽车的可靠性,汽车厂应明确建立这个观念:依靠合理的使用技术,充分发挥现有电池的循环寿命价值,就是要在在没有路的荒野上踩出一条路来。如果不建立这样的观念,电动汽车就在责怪“电池不争气”这个死胡同里出不来。

电池组发生故障的频率,可用图1来定性的表达。电池原始质量决定的故障范围,是按正态分布的,电池原始质量的差异,就是曲线的“胖瘦”不同,这个分布越“瘦”,无故障工作时间越长,反之亦然。电池的损坏中,如果是个别单节损坏,大部分是电池厂的责任,如果以电池包为单位的电气单元失效,这是汽车电池组和结构设计者的责任,允许不合理电池组合结构装车却是汽车厂的责任。

干货|电动汽车如何合理的使用蓄电池

图1 蓄电池组可靠性示意图

但是汽车厂不是这样认识的。

2 汽车厂现在的认识

现在汽车厂对蓄电池的认识和使用的方法,大致是:

“电池现在质量不过关,电池坏了就是电池厂的责任。”

“××电池厂的质量包4年,你们电池保用几年?”

“电池的使用还有什么技术?还需要人工维护?”

“你讲的蓄电池的技术,应向电池厂说,我们电动汽车厂不配属蓄电池专业技术人员。”

这是我经常听到汽车厂的认识。有了这样的认识,电动汽车的可靠性就会在原地打转。笔者在一个省的范围内,就看到几家电动汽车公司,因为蓄电池组损坏控制不住,耗尽了流动资金,最终成为“烈士”。

电池厂为了商业利益,可以承诺电池保用几年,汽车厂当然也乐意听到这样的承诺。对电池特性和内部结构的理解,非电池专业的人往往是一头雾水,当电池厂没有实际工艺及时检测到故障电池的位置,没有专用设备更换个别失效电池,及时排除电池故障,消除电池的连带损坏,保用几年的商业承诺就只有商业技巧的含义了。由铅酸电池延伸到锂电池上的“免维护”错误概念,已经根植于许多决策者的认识中,由于用免维护的方式使用电池,每年浪费的社会资源是天文数字。

实际使用中,缩短电池实际寿命的以下几个条件是永恒存在的。

*电池存在连带损坏,每次更换的数量都是多个单节电池。

*BMS的原始保护限度缺乏定期校准和检修,没有达到原始设计值。

*由于BMS的损坏,导致电池的不合理超限使用。

*不能根据当地使用环境制定合理有效的的维护工艺。

解决上述的几个问题,显然不是电池厂能做到的,也不是汽车厂能独家做到的。但作为汽车整体技术的枢纽,也只有汽车厂才能担当主体责任。

3 汽车厂应承担的责任

以上4个问题的解决方案,笔者尚未在哪一家电动汽车使用说明书和维护保养手册中看到。维护手册常常作为厂家技术保密的内容,公开的内容只有“打扫尘土,测量空载电压”,这样的作业内容,都是对电池内在质量无影响的无效作业内容。

汽车厂有资格成为主体的理由是:

3.1汽车厂有整车结构的设计权,理解电池的使用条件后,可以平衡各方面的条件,给电池安放分配合理的空间。包括蓄电池的热管理结构和电池组和结构。

3.2汽车厂有配套的4S维护系统,在这个系统中,增加蓄电池维护技术的成本是最低的。

3.3汽车厂根据BMS的实际工作状态,提出BMS的升级要求。

3.4蓄电池的使用故障,汽车厂很方便就可收集到。通过对数据的分析,就可想电池厂提出改进意见。这是最终的质量提升反馈环节。这些数据电池厂要独立收集,成本很高,难以实施。

汽车厂承担了上述工作,整车电池的寿命才能稳步提升。这需要改变燃油车时代形成的传统观念,逐步掌握蓄电池和BMS的核心技术。

4 行业的技术积累

在电动汽车这个烧钱的热门行业里,现在已经站起来的厂家是少数,多数热心人和有兴趣者在耗尽资金后都陆续退出行业。取消财政补贴后,是电动汽车的冰河期,那时还能站着说话的,必定是堵住了“电池消耗过大”这个漏洞的厂家。

要堵住这个漏洞,基本条件是:

4.1采用新型的电池组和方式,大幅度压缩甚至完全消除连带损坏。现在能看到初步效果的就是网络组合方式。

4.2有与新型组合结构配套的BMS,该装置有预警作用,能早期发现故障电池的发展过程和位置。

4.3有人工维护更换落后电池的工艺和专用设备。

这三项基本条件,是这项技术平台的三条腿,缺一不可。北京电源协会的专家组已经积累了许多技术成果,可为共识者提供技术支持。

声明:本内容为作者独立观点,不代表电源网。本网站原创内容,如需转载,请注明出处;本网站转载的内容(文章、图片、视频)等资料版权归原作者所有。如我们采用了您不宜公开的文章或图片,未能及时和您确认,避免给双方造成不必要的经济损失,请电邮联系我们,以便迅速采取适当处理措施;欢迎投稿,邮箱∶editor@netbroad.com。

相关阅读

微信关注
技术专题 更多>>
研发工程师的工具箱
智慧生活 创新未来

头条推荐

电子行业原创技术内容推荐
客服热线
服务时间:周一至周五9:00-18:00
微信关注
获取一手干货分享
免费技术研讨会
editor@netbroad.com
400-003-2006